1. Intel SDMの
opcode mapから作る
disassember in kernel
@mhiramat

2. 自己紹介
@mhiramat
- まさみさん＠がんばらない。
- A Linux kernel hacker.
- kprobesとかftraceとかperftoolsとかの
メンテナの一人
- 最近はARMとかOpenFlowとかRubyとか。
でも今日は趣味のx86ディスアセンブラを話します

3. 早速デモ
● /sys/kernel/debug/x86/disassemble
○ echoでアドレスとか関数名書き込む
○ catで読み出し
● tools/disasm/ldisasm
○ AT&T/Intel, 32/64bit切り替え
● kernel panic
○ Before
■ BUG-> stackdump + code
○ After (oops=disasm)
■ BUG-> stackdump + asm code

4. 背景
● x86のディスアセンブラが作りたくなった
○ kprobesのデバッグ→自己書き換えコードの様子が知り
たい
○ 簡単にメモリ上のバイナリをデコードしたい
● 既存のライブラリ
○ objdump,distrom...
○ どれもこれも、オレオレエンコードばかり
○ メンテナンス性、可読性が・・・
■ 特にx86は命令追加があるので。
● やっぱりバイブルに頼るしか
○ バイブル＝Intel SDM

5. Intel SDM Volume2
● Software Developer's Manual
○ x86のバイブル
○ Volume2は命令セットのリファレンス

6. Opcode Map
● Intel Officialなinstructionのエンコード表記
○ SDM vol2, Appendix Aに収録
■ 例）Eb →ModRMによって表される汎用レジスタあるいはメモリアドレス
であり、１バイトのサイズ

7. arch/x86/lib/x86-opcode-map.txt
● Instruction decoderの実装に利用
○ バイナリ命令列を解析
■ プレフィックス（Legacy,REX,VEX）
■ 命令コード(opcode)
■ 引数(operands)
＿＿__
／＿_.）)ﾉヽ
.|ミ.l _ ._ i.）
（＾'ﾐ/ . ´・ . 〈・ ﾘ わしが育てた
.しi r､_）|
| `ﾆﾆ' /
ﾉ `ｰ―i

8. 実装方式
● 命令情報の自動生成
○ opcode-map.txt を awk で処理
○ inat-table, mnemonicsのデコード・可視化用テーブル
を動的に生成
■ メンテナンスはopcode-map.txtが中心
■ 可視化用テーブルは基本的にopcode mapそのもの
● デコード＋可視化
○ arch/x86/lib/disasm.c
○ instruction decoder -> asm formatting
○ 難しいのはoperandの解析だけ
■ ややこしいアドレッシングモードの処理など
■ Intel/AT&T記法の変換<ー逆転とオペランド表記の
違い

9. テーブルの例
● オペコード＋オペランド
○ Opecode Mapのエンコードをほぼそのまま利用
■ Well documented by Intel :)
■ 小文字で始まるのは固定レジスタ
■ _で始まるのはレジスタだが、サイズは変化(size_prefix依存)
/* Table: one byte opcode */
const char *mnemonic_primary_table
[INAT_OPCODE_TABLE_SIZE] = {
[0x00] = "add Gb,Eb",
[0x01] = "add Gv,Ev",
[0x02] = "add Eb,Gb",
[0x03] = "add Ev,Gv",
[0x04] = "add IB,al",
[0x05] = "add Iz,_rax",
[0x06] = "push es",
[0x07] = "pop es",

10. 実装したもの
● x86命令デコーダ
○ x64, AVXにも対応
○ Intel形式とAT&T形式の両方対応
○ debugfs, kdb, toolsの３つの使い方が可能
● Kconfig
○ CONFIG_X86_DISASSEMBLER
■ ディスアセンブラ機能を有効にする(debugfs、kdbなど)
○ CONFIG_DEBUG_DISASM_ON_OOPS
■ Oopsがディスアセンブラ機能を使う

11. Source Code
● 2012/4/1(JSTでは4/2)にLKMLに投下
○ Joke patchだと思われる
○ 色々コメントが付き修正するものの、時間も尽き...
○ そして１年の月日が流れた。
● GitHub上で公開
○ 先週末最新版を公開（-tipツリーベース）
○ https://github.com/mhiramat/linux/tree/inkernel-
disasm-20130407
○ はからずもポータブルであることを証明（ぉぃ
● TODO
○ Intel SDMの最新版に対応してない(Haswellとか？)
○ Upstream化・・・？

12. おわり
俺達の戦いはまだ始まったばかりだ！
（もう１年たっちゃったけど！）