Question

我知道我可以通过引用复制该函数，但我想了解以下产生段错误的代码中发生了什么。

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

int return0()
{
    return 0;
}

int main()
{
    int (*r0c)(void) = malloc(100);
    memcpy(r0c, return0, 100);
    printf("Address of r0c is: %x\n", r0c);
    printf("copied is: %d\n", (*r0c)());
    return 0;
}

这是我认为应该起作用的心理模型。

该进程拥有分配给r0c的内存。我们正在复制与return0对应的数据段中的数据，并且复制成功。

我认为取消引用函数指针与调用函数指针指向的数据段相同。如果是这种情况，那么指令指针应该移动到对应于r0c的数据段，其中包含函数return0的指令。对应于return0的二进制代码不包含任何依赖于return0的地址的跳转或函数调用，所以它应该只返回0并且恢复ip ... 100个字节对于函数指针肯定已经足够了，并且0xc3很好在r0c的范围内（它在字节11处）。

为什么分段错误？这是对C函数指针的语义的误解，还是有一些安全功能会阻止我不知道的自修改代码？

Answer 1

malloc用于分配内存的内存页面未标记为可执行文件。您无法将代码复制到堆中并期望它运行。

如果你想做类似的事情，你必须深入了解操作系统，并自己分配页面。然后你需要将它们标记为可执行文件。您很可能需要管理员权限才能在内存页面上设置可执行标志。

这真的很危险。如果您在分发的程序中执行此操作并且遇到某种错误，攻击者可以使用我们的程序写入分配的内存页面，则攻击者可以获得管理员权限并控制计算机。

您的代码还存在其他问题，例如指向函数的指针可能无法很好地转换为所有平台上的常规指针。预测或以其他方式获得函数的大小非常困难（更不用说非标准）。您还在代码示例中打印出错误的指针。（使用"%p"格式打印void *，需要将指针转换为void *。

同样，当您声明类似int fun()的函数与声明不带参数的函数不同时。如果要声明不带参数的函数，则应明确使用void中的int fun(void)。

Answer 2

标准说：

memcpy函数将n指向的对象中的s2个字符复制到{{1}指向的对象中1}}。

[C2011,7.24.2.1/2;重点补充]

在标准的术语中，函数不是“对象”。标准没有定义源指针指向函数的情况的行为，因此这样的s1调用会产生未定义的行为。

此外，memcpy()返回的指针是一个对象指针。 C不提供将对象指针直接转换为函数指针，并且它不提供要作为函数调用的对象。可以通过中间整数值在对象指针和函数指针之间进行转换，但这样做的效果至少是双重实现定义的。在某些情况下，它是未定义的。

与其他情况一样，UB可能正是您所希望的行为，但依靠它是不安全的。在这种特殊情况下，其他答案提供了不期望获得您希望的行为的充分理由。

Answer 3

正如在一些评论中所说，您需要使数据可执行。这需要与操作系统通信以更改对数据的保护。在Linux上，这是系统调用int mprotect(void* addr, size_t len, int prot)（请参阅http://man7.org/linux/man-pages/man2/mprotect.2.html）。

这是使用VirtualProtect的Windows解决方案。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <stdint.h>
#ifdef _WIN32
#include <Windows.h>
#endif

int return0()
{
    return 0;
}

int main()
{
    int (*r0c)(void) = malloc(100);
    memcpy((void*) r0c, (void*) return0, 100);
    printf("Address of r0c is: %p\n", (void*) r0c);
#ifdef _WIN32
    long unsigned int out_protect;
    if(!VirtualProtect((void*) r0c, 100, PAGE_EXECUTE_READWRITE, &out_protect)){
        puts("Failed to mark r0c as executable");
        exit(1);
    }
#endif
    printf("copied is: %d\n", (*r0c)());
    return 0;
}

它有效。

Answer 4

Malloc返回指向已分配内存的指针（在您的情况下为100字节）。此内存区域未初始化;假设CPU可以执行内存，为了使代码正常工作，您必须使用函数实现的可执行指令填充这100个字节（如果它确实可以保存在100个字节中）。但正如已经指出的那样，你的分配是在堆上，而不是在文本（程序）段中，我不认为它可以作为指令执行。也许这会实现你想要的东西：

int return0()
{
    return 0;
}

typedef int (*r0c)(void);

int main(void)
{
    r0c pf = return0;
    printf("Address of r0c is: %x\n", pf);
    printf("copied is: %d\n", pf());
    return 0;
}

带有函数指针的Memcpy会导致段错误

4 个答案: