• gs/fs寄存器
  
• copy_from_user/copy_to_user底层原理
  
• references
  

gs/fs寄存器

众所周知，在内核态和用户态之间进行转换时，需要调用swapgs命令来切换gs段寄存器。
用户态还有个奇奇怪怪的fs段寄存器，这俩东西到底有啥用?

用户态使用fs寄存器引用线程的glibc TLS和线程在用户态的stack canary；用户态的glibc不使用gs寄存器；应用可以自行决定是否使用该寄存器（这里存在潜在的、充满想象力的优化空间）。

内核态使用gs寄存器引用percpu变量和进程在内核态的stack canary；内核态不使用fs寄存器。
简单来说 用户态使用fs寄存器来获得线程相关的结构体以及stack canary。内核态使用gs寄存器来获得percpu变量和stack canary。
那有大聪明可能会问了，那为啥还要swapgs呢，gs直接设定成内核态使用不就行了呗
其实还是不行，真设定成这样，这意味着用户态可以根据gs寄存器获得内核信息，这还挺要命的

copy_from_user/copy_to_user底层原理

这个问题的来源在于我知道了smap/smep保护之后，如果开启了这俩保护，copy_from/to_user该如何和用户态进行交互呢？毕竟都禁止了内核态对用户态的访问和执行了.
出于好奇翻阅了一下linux的源码(6.0.5) /linux/uaccess.h 和/include/linux/instrumented.h

copy_from_user(void *to, const void __user *from, unsigned long n)
{
	if (check_copy_size(to, n, false))
		n = _copy_from_user(to, from, n);
	return n;
}
_copy_from_user(void *to, const void __user *from, unsigned long n)
{
	unsigned long res = n;
	might_fault();
	if (!should_fail_usercopy() && likely(access_ok(from, n))) {
		instrument_copy_from_user(to, from, n);
		res = raw_copy_from_user(to, from, n);
	}
	if (unlikely(res))
		memset(to + (n - res), 0, res);
	return res;
}
instrument_copy_from_user(const void *to, const void __user *from, unsigned long n)
{
	kasan_check_write(to, n);
	kcsan_check_write(to, n);
}

我们已经很接近问题的答案了，问题应该是在raw_copy_from_user身上。
在/arch/alpha/include/asm/uaccess.h找到了该函数

static inline unsigned long
raw_copy_from_user(void *to, const void __user *from, unsigned long len)
{
	return __copy_user(to, (__force const void *)from, len);
}

…..到这里还是没有找到。
但是还是从一些blog里得到了相关的信息
在调用底层函数时，copy发生前，通常会使用某些特殊指令关闭相应保护，在copy发生后再重置保护。
比如STAC(Set AC Flag)和CLAC(Clear AC Flag) 就是x64中用来关闭和开启SMAP的汇编指令

references

fs/gs寄存器的作用
https://blog.csdn.net/oqqYuJi12345678/article/details/103568087
https://blog.csdn.net/faxiang1230/article/details/105962793
https://bbs.pediy.com/thread-261744.htm