如何调用存储在char数组中的机器码？

Question

我正在尝试调用本地机器语言代码。这是我目前所拥有的（出现总线错误）：

char prog[] = {'\xc3'}; // x86 ret instruction

int main()
{
    typedef double (*dfunc)();

    dfunc d = (dfunc)(&prog[0]);
    (*d)();
    return 0;
}

它确实正确地调用了函数，并且到达了 ret 指令。但是当它尝试执行 ret 指令时，出现 SIGBUS 错误。是因为我在未清除执行权限的页面上执行代码还是类似原因？

那么我做错了什么？

Answer 1

一个明显的错误是 \xc3 没有返回您声称它返回的 double。

Answer 2

第一个问题可能是存储 prog 数据的位置不可执行。

至少在 Linux 上，生成的二进制文件会将全局变量的内容放入 "data" segment or here, which is not executable in most normal cases。

第二个问题可能是您调用的代码在某些方面无效。在 C 中有调用方法的特定过程，称为 calling convention（例如，您可能正在使用 "cdecl"）。被调用函数仅 "ret" 可能还不够。它可能还需要做一些堆栈清理等，否则程序会出现意外行为。一旦你解决了第一个问题，这可能会证明是一个问题。

Answer 3

您需要调用memprotect 才能使prog 所在的页面可执行。以下代码确实进行了此调用，并且可以执行 prog.

中的文本

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <malloc.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
#include <sys/mman.h>

char prog[] = {
   0x55,             // push   %rbp
   0x48, 0x89, 0xe5, // mov    %rsp,%rbp
   0xf2, 0x0f, 0x10, 0x05, 0x00, 0x00, 0x00,
       //movsd  0x0(%rip),%xmm0        # c <x+0xc>
   0x00,
   0x5d,             // pop    %rbp
   0xc3,             // retq
};

int main()
{
    long pagesize = sysconf(_SC_PAGE_SIZE);
    long page_no = (long)prog/pagesize;
    int res = mprotect((void*)(page_no*pagesize), (long)page_no+sizeof(prog), PROT_EXEC|PROT_READ|PROT_WRITE);
    if(res)
    {
        fprintf(stderr, "mprotect error:%d\n", res);
        return 1;
    }
    typedef double (*dfunc)(void);

    dfunc d = (dfunc)(&prog[0]);
    double x = (*d)();
    printf("x=%f\n", x);
    fflush(stdout);
    return 0;
}

Answer 4

基本上这已被取缔，因为它是对病毒编写者的公开邀请。但是您可以在直接 C 中分配和缓冲并使用本机机器代码进行设置——这没问题。问题是调用它。虽然您可以尝试使用缓冲区的地址设置一个函数指针并调用它，但这不太可能起作用，并且如果您以某种方式设法哄骗它做您想做的事情，很可能会在下一个版本的编译器上中断.所以最好的办法是简单地求助于一些内联汇编，设置 return 并跳转到自动生成的代码。但是，如果系统对此进行保护，您将不得不找到规避保护的方法，正如 Rudi 在他的回答中所描述的那样（但非常特定于一个特定系统）。

Answer 5

正如大家已经说过的，您必须确保 prog[] 是可执行的，但是除非您正在编写 JIT 编译器，否则正确的方法是将符号放入可执行区域，或者通过使用链接器脚本或在编译器允许的情况下在 C 代码中指定部分，例如：

const char prog[] __attribute__((section(".text"))) = {...}

Answer 6

几乎所有 C 编译器都允许您通过在代码中嵌入常规汇编语言来执行此操作。当然，它是对 C 的非标准扩展，但编译器编写者认识到它通常是必需的。作为非标准扩展，您必须阅读编译器手册并检查如何操作，但 GCC "asm" extension 是一种相当标准的方法。

 void DoCheck(uint32_t dwSomeValue)
 {
    uint32_t dwRes;

    // Assumes dwSomeValue is not zero.
    asm ("bsfl %1,%0"
      : "=r" (dwRes)
      : "r" (dwSomeValue)
      : "cc");

    assert(dwRes > 3);
 }

由于在汇编程序中很容易破坏堆栈，因此编译器通常还允许您识别将用作汇编程序一部分的寄存器。然后，编译器可以确保该函数的其余部分避开这些寄存器。

如果您自己编写汇编代码，则没有充分的理由将该汇编程序设置为字节数组。这不仅仅是代码味道 - 我想说这是一个真正的错误，只有在不知道 "asm" 扩展时才会发生，这是将汇编程序嵌入 C 的正确方法。

如何调用存储在char数组中的机器码？

How to call machine code stored in char array?

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