optee应用程序中malloc函数的原理介绍

文章目录

1、TA的反汇编文件
2、TA中的堆的定义
3、malloc

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TA(trust application)是optee种的应用程序，也就是userspace

1、TA的反汇编文件

内核栈定义在nozi段

architecture: aarch64, flags 0x00000150:
HAS_SYMS, DYNAMIC, D_PAGED
start address 0x0000000000000020Program Header:LOAD off    0x0000000000010000 vaddr 0x0000000000000000 paddr 0x0000000000000000 align 2**16filesz 0x000000000000777c memsz 0x000000000000777c flags r-xLOAD off    0x0000000000017780 vaddr 0x0000000000007780 paddr 0x0000000000007780 align 2**16filesz 0x0000000000001c34 memsz 0x0000000000001c34 flags r--LOAD off    0x000000000001a000 vaddr 0x000000000000a000 paddr 0x000000000000a000 align 2**16filesz 0x0000000000001cfc memsz 0x000000000000c740 flags rw-DYNAMIC off    0x0000000000019040 vaddr 0x0000000000009040 paddr 0x0000000000009040 align 2**3filesz 0x00000000000000f0 memsz 0x00000000000000f0 flags rw-Dynamic Section:HASH                 0x0000000000009360STRTAB               0x00000000000092b0SYMTAB               0x0000000000009130STRSZ                0x00000000000000acSYMENT               0x0000000000000018DEBUG                0x0000000000000000RELA                 0x0000000000008d38RELASZ               0x00000000000002a0RELAENT              0x0000000000000018RELACOUNT            0x0000000000000013
private flags = 0:Sections:
Idx Name          Size      VMA               LMA               File off  Algn0 .ta_head      00000020  0000000000000000  0000000000000000  00010000  2**3CONTENTS, ALLOC, LOAD, DATA1 .text         0000775c  0000000000000020  0000000000000020  00010020  2**2CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, CODE2 .rodata       000015b4  0000000000007780  0000000000007780  00017780  2**3CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, DATA3 .dynsym       00000180  0000000000009130  0000000000009130  00019130  2**3CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, DATA4 .rela.dyn     000001c8  0000000000008d38  0000000000008d38  00018d38  2**3CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, DATA5 .got          00000068  0000000000008f00  0000000000008f00  00018f00  2**3CONTENTS, ALLOC, LOAD, DATA6 .rela.got     000000d8  0000000000008f68  0000000000008f68  00018f68  2**3CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, DATA7 .dynamic      000000f0  0000000000009040  0000000000009040  00019040  2**3CONTENTS, ALLOC, LOAD, DATA8 .dynstr       000000ac  00000000000092b0  00000000000092b0  000192b0  2**0CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, DATA9 .hash         00000054  0000000000009360  0000000000009360  00019360  2**3CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, DATA10 .data         00001cfc  000000000000a000  000000000000a000  0001a000  2**3CONTENTS, ALLOC, LOAD, DATA11 .bss          0000aa40  000000000000bd00  000000000000bd00  0001bcfc  2**3ALLOC12 .debug_info   000103be  0000000000000000  0000000000000000  0001bcfc  2**0CONTENTS, READONLY, DEBUGGING13 .debug_abbrev 00003fbb  0000000000000000  0000000000000000  0002c0ba  2**0CONTENTS, READONLY, DEBUGGING14 .debug_loc    00015e83  0000000000000000  0000000000000000  00030075  2**0CONTENTS, READONLY, DEBUGGING15 .debug_aranges 00000b70  0000000000000000  0000000000000000  00045f00  2**4CONTENTS, READONLY, DEBUGGING16 .debug_ranges 00000ea0  0000000000000000  0000000000000000  00046a70  2**4CONTENTS, READONLY, DEBUGGING17 .debug_line   00003bde  0000000000000000  0000000000000000  00047910  2**0CONTENTS, READONLY, DEBUGGING18 .debug_str    0000267d  0000000000000000  0000000000000000  0004b4ee  2**0CONTENTS, READONLY, DEBUGGING19 .comment      0000003c  0000000000000000  0000000000000000  0004db6b  2**0CONTENTS, READONLY20 .debug_frame  00002220  0000000000000000  0000000000000000  0004dba8  2**3CONTENTS, READONLY, DEBUGGING

2、TA中的堆的定义

堆空间ta_heap是一个全局数组，全局数组都是分配在bss段的，所以堆ta_heap就是在编译时，分配到bss段种的一块数组

/* Keeping the heap in bss */
uint8_t ta_heap[TA_DATA_SIZE];
const size_t ta_heap_size = sizeof(ta_heap);

堆和栈的大小，都是在User_ta_header_defines.h文件种定义的:

#define TA_STACK_SIZE        (2 * 1024)
#define TA_DATA_SIZE        (4 * 1024 * 1024 + 32 * 1024)

在系统加载TA时init_instance()函数中，将堆空间加入到malloc_poolset链表(内存池)

static TEE_Result init_instance(void)
{trace_set_level(tahead_get_trace_level());__utee_gprof_init();malloc_add_pool(ta_heap, ta_heap_size);_TEE_MathAPI_Init();return TA_CreateEntryPoint();
}

void malloc_add_pool(void *buf, size_t len)
{void *p;size_t l;uint32_t exceptions;uintptr_t start = (uintptr_t)buf;uintptr_t end = start + len;const size_t min_len = ((sizeof(struct malloc_pool) + (SizeQuant - 1)) &(~(SizeQuant - 1))) +sizeof(struct bhead) * 2;start = ROUNDUP(start, SizeQuant);end = ROUNDDOWN(end, SizeQuant);assert(start < end);if ((end - start) < min_len) {DMSG("Skipping too small pool");return;}exceptions = malloc_lock();tag_asan_free((void *)start, end - start);bpool((void *)start, end - start, &malloc_poolset);l = malloc_pool_len + 1;p = realloc_unlocked(malloc_pool, sizeof(struct malloc_pool) * l);assert(p);malloc_pool = p;malloc_pool[malloc_pool_len].buf = (void *)start;malloc_pool[malloc_pool_len].len = end - start;
#ifdef BufStatsmstats.size += malloc_pool[malloc_pool_len].len;
#endifmalloc_pool_len = l;malloc_unlock(exceptions);
}

3、malloc

应用程序调用malloc，其实就是在调用mdbg_malloc，从malloc_poolset链表(内存池)分配内存

#define malloc(size) mdbg_malloc(__FILE__, __LINE__, (size))
#define calloc(nmemb, size) \mdbg_calloc(__FILE__, __LINE__, (nmemb), (size))void *mdbg_malloc(const char *fname, int lineno, size_t size)
{struct mdbg_hdr *hdr;uint32_t exceptions = malloc_lock();/** Check struct mdbg_hdr doesn't get bad alignment.* This is required by C standard: the buffer returned from* malloc() should be aligned with a fundamental alignment.* For ARM32, the required alignment is 8. For ARM64, it is 16.*/COMPILE_TIME_ASSERT((sizeof(struct mdbg_hdr) % (__alignof(uintptr_t) * 2)) == 0);hdr = raw_malloc(sizeof(struct mdbg_hdr),mdbg_get_ftr_size(size), size, &malloc_poolset);if (hdr) {mdbg_update_hdr(hdr, fname, lineno, size);hdr++;}malloc_unlock(exceptions);return hdr;
}

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