Question

我想在x64 Linux上编写自己的二进制代码加载器。将来，我希望能够自己执行链接步骤，从而能够从.o对象文件中调用代码。但是现在，我想从已经链接的可执行二进制文件中调用函数。

要创建一些应从“外部”调用的功能，我从以下源代码开始：

void foo(void)
{
  int a = 2;
  int b = 3;
  a + b;
}

int main(void)
{
  foo();
  return 0;
}

这是我想使用加载程序调用的foo()函数。使用以下命令链

gcc -o /tmp/main main.c
strip -s /tmp/main
objdump -D /tmp/main

我获得了foo()函数的汇编代码，如下所示：

...
0000000000001125 <foo>:
    1125:   55                      push   %rbp
    1126:   48 89 e5                mov    %rsp,%rbp
    1129:   c7 45 fc 02 00 00 00    movl   $0x2,-0x4(%rbp)
    1130:   c7 45 f8 03 00 00 00    movl   $0x3,-0x8(%rbp)
    1137:   90                      nop
    1138:   5d                      pop    %rbp
    1139:   c3                      retq
...

这意味着foo()函数从main中的偏移量0x1125开始。我使用六角编辑器对此进行了验证。

以下是我的装载机。目前还没有错误处理，并且代码非常丑陋。但是，它应该演示我想要实现的目标：

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

typedef void(*voidFunc)(void);

int main(int argc, char* argv[])
{
  FILE *fileptr;
  char *buffer;
  long filelen;
  voidFunc mainFunc;

  fileptr = fopen(argv[1], "rb");  // Open the file in binary mode
  fseek(fileptr, 0, SEEK_END);          // Jump to the end of the file
  filelen = ftell(fileptr);             // Get the current byte offset in the file
  rewind(fileptr);                      // Jump back to the beginning of the file

  buffer = (char *)malloc((filelen+1)*sizeof(char)); // Enough memory for file + \0
  fread(buffer, filelen, 1, fileptr); // Read in the entire file
  fclose(fileptr); // Close the file

  mainFunc = ((voidFunc)(buffer + 0x1125));

  mainFunc();

  free(buffer);

  return 0;
}

执行此程序objloader /tmp/main时会产生SEGFAULT。

mainFunc变量指向正确的位置。我使用gdb进行了验证。

操作码存在于堆中是否有问题？实际上，我决定使要调用的函数尽可能简单（副作用，函数参数所需的堆栈或寄存器，...）。但是，仍然有些东西，我真的不明白。

有人可以在这里指出正确的方向吗？在这方面对有用的文献的任何暗示也将受到高度赞赏！

Answer 1

为了使buffer存储器区域可执行，您将必须使用mmap。试试

#include <sys/mman.h>
...
buffer = (char *)mmap(NULL, filelen /* + 1? Not sure why. */, PROT_EXEC | PROT_WRITE, MAP_ANONYMOUS | MAP_PRIVATE, -1, 0);

这应该为内存区域提供所需的权限，并使其与周围的代码一起使用。实际上，如果您想按原意使用mmap，请

int fd = open(argv[1], O_RDONLY);
struct stat myfilestats;
fstat(fd, &myfilestats);
buffer = (char*)mmap(NULL, myfilestats.st_size, PROT_EXEC, MAP_PRIVATE, fd, 0);
fclose(fd);
...
munmap(buffer, myfilestats.st_size);

使用MAP_ANONYMOUS将使内存区域与文件描述符不关联，但是想法是，如果它表示文件，则文件描述符应与其关联。当您执行此操作时，Linux会执行各种很酷的技巧，例如仅加载您最终最终访问的文件部分（如果文件很大，则延迟加载也将使程序非常流畅），并且如果全部包含多个程序访问相同的文件，它们将共享相同的物理内存位置。

Answer 2

这是基于Nicholas Pipiton's answer的“加载程序”的最终版本。再说一次：没有错误处理，没有简化，没有考虑到现实世界中的场景要困难得多等等。

#include <fcntl.h>
#include <sys/mman.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>

#include <stdlib.h>

typedef void(*voidFunc)(void);

int main(int argc, char* argv[])
{
  char* buffer;
  voidFunc mainFunc;
  struct stat myfilestats;
  int fd;

  fd = open(argv[1], O_RDONLY);
  fstat(fd, &myfilestats);
  buffer = mmap(NULL, myfilestats.st_size, PROT_EXEC, MAP_PRIVATE, fd, 0);
  close(fd);

  mainFunc = ((voidFunc)(buffer + 0x1125));

  mainFunc();

  munmap(buffer, myfilestats.st_size);

  return EXIT_SUCCESS;
}

在Linux上用C和汇编为x64编写自定义加载程序

2 个答案: