在数据区域执行代码需要做什么,(段保护)

时间:2015-01-18 23:10:04

标签: c++ c assembly linux-kernel

我在linux平台上工作,我使用g ++和上面的程序将函数从代码区复制到数据区。如何更改数据段的保护以允许我执行复制的功能?

代码如下:

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <string.h>

#define Return asm volatile("pop %rbp; retq; retq; retq; retq; retq;")
int64_t funcEnd=0xc35dc3c3c3c3c35d;
constexpr int maxCode=0x800;
int8_t code[maxCode];

void testCode(void){
    int a=8,b=7;
    a+=b*a;
    Return;
}

typedef void (*action)(void);

int main(int argc, char **argv)
{
    action a=&testCode;
    testCode();

    int8_t *p0=(int8_t*)a,*p=p0,*p1=p0+maxCode;
    for(;p!=p1;p++)
        if ( (*(int64_t*)p)==funcEnd ) break;

    if(p!=p1){
            p+=sizeof(int64_t);
            printf("found\n");
        memcpy(&code,(void*)a,p-(int8_t*)a);
        ((action)&code)();
    }

  printf("returning 0\n");
    return 0;

}

1 个答案:

答案 0 :(得分:5)

这取决于您是否尝试静态(在构建时)或动态(在运行时)执行此操作。

构建时

你需要告诉GCC将你的blob放在一个可执行的部分。我们在创建时使用__attribute__((section))this trick来指定该部分的属性。

运行时

TL; DR:跳到我的答案的末尾,我使用mmap

虽然其他人可能会质疑你为什么要在运行时允许这样的东西,但请记住,这是完全带有JIT编译器的VM(例如Java VM ,. NET CLR等)在发出本机代码时执行。

您需要更改您尝试执行的内存的内存保护。我们使用mprotect(addr, PROT_EXEC)执行此操作。请注意,addr必须与您平台的页面大小保持一致。在x86上,页面大小为4K。我们使用aligned_alloc来保证这种对齐。

(两者)的例子:

#define _ISOC11_SOURCE
#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/mman.h>   /* mprotect() */

__attribute__((section(".my_executable_blob,\"awx\",@progbits#")))
static uint8_t code[] = {
    0xB8,0x2A,0x00,0x00,0x00,   /* mov  eax,0x2a    */
    0xC3,                       /* ret              */
};

int main(void)
{
    int (*func)(void);

    /* Execute a static blob of data */
    func = (void*)code;
    printf("(static) code returned %d\n", func());

    /* Execute a dynamically-allocated blob of data */
    void *p = aligned_alloc(0x1000, sizeof(code));
    if (!p) {
        fprintf(stderr, "aligned_alloc() failed\n");
        return 2;
    }
    memcpy(p, code, sizeof(code));
    if (mprotect(p, sizeof(code), PROT_EXEC) < 0) {
        perror("mprotect");
        return 2;
    }
    func = p;
    printf("(dynamic) code returned %d\n", func());

    return 0;
}

输出:

$ ./a.out 
(static) code returned 42
(dynamic) code returned 42

SELinux Impact

请注意,这会将您的可执行代码放在堆上,这可能有点危险。我的CentOS 7机器上的SELinux实际上拒绝了mprotect电话:

SELinux is preventing /home/jreinhart/so/a.out from using the execheap access on a process.

*****  Plugin allow_execheap (53.1 confidence) suggests   ********************

If you do not think /home/jreinhart/so/a.out should need to map heap memory that is both writable and executable.
Then you need to report a bug. This is a potentially dangerous access.

所以我不得不暂时sudo setenforce 0让它发挥作用。

但是,我不确定为什么,因为查看/proc/[pid]/maps,页面被清楚地标记为可执行文件,而不是SELinux指示的“可写和可执行”。如果我在memcpy之后移动mprotect ,我的进程会出现段错误,因为我正在尝试写入不可写的内存。所以看来SELinux在这里过于热心了。

使用mmap代替

而不是mprotect堆的某个区域(使用aligned_alloc分配),使用mmap更为直接。这也避免了SELinux的任何问题,因为我们没有尝试在堆上执行。

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/mman.h>   /* mmap() */

static uint8_t code[] = { 
    0xB8,0x2A,0x00,0x00,0x00,   /* mov  eax,0x2a    */
    0xC3,                       /* ret              */
};

int main(void)
{
    void *p = mmap(NULL, sizeof(code), PROT_READ|PROT_WRITE|PROT_EXEC,
            MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS, -1, 0); 
    if (p==MAP_FAILED) {
        fprintf(stderr, "mmap() failed\n");
        return 2;
    }   
    memcpy(p, code, sizeof(code));

    int (*func)(void) = p;
    printf("(dynamic) code returned %d\n", func());

    pause();
    return 0;
}

最终解决方案

mmap解决方案很好,但它并没有为我们提供任何安全保障;我们的mmap ed区域代码是可读,可写和可执行的。最好只允许内存在我们将代码放到适当的位置时可写,然后只使其可执行。以下代码就是这样做的:

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/mman.h>   /* mmap(), mprotect() */

static uint8_t code[] = {
    0xB8,0x2A,0x00,0x00,0x00,   /* mov  eax,0x2a    */
    0xC3,                       /* ret              */
};

int main(void)
{
    const size_t len = sizeof(code);

    /* mmap a region for our code */
    void *p = mmap(NULL, len, PROT_READ|PROT_WRITE,  /* No PROT_EXEC */
            MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS, -1, 0); 
    if (p==MAP_FAILED) {
        fprintf(stderr, "mmap() failed\n");
        return 2;
    }   

    /* Copy it in (still not executable) */
    memcpy(p, code, len);

    /* Now make it execute-only */
    if (mprotect(p, len, PROT_EXEC) < 0) {
        fprintf(stderr, "mprotect failed to mark exec-only\n");
        return 2;
    } 

    /* Go! */
    int (*func)(void) = p;
    printf("(dynamic) code returned %d\n", func());

    pause();
    return 0;
}