C语言花式玩法之把函数拷贝到数组执行 (需要mprotect)
在阅读内核代码的时候,明白了内核是通过页表项中的标志位_PAGE_READ,_PAGE_WRITE,_PAGE_EXECUTE来区分页的权限的。
进程在内核中的地址空间代码段,数据段,堆,栈之间最大的区别也是权限的区别,而系统调用mprotect恰好是用来改变内存页的权限的。
是否可以通过mprotect可以把栈上的数组修改成可执行权限,然后把函数内容拷贝到数组执行呢?值得尝试一下:
1 #include <stdio.h> 2 #include <stdlib.h> 3 #include <sys/mman.h> 4 #include <sys/types.h> 5 #include <string.h> 6 #include <errno.h> 7 #include <unistd.h> 8 9 int m_add(int i) 10 { 11 return i+10; 12 } 13 14 int show_map() 15 { 16 char command[256]; 17 sprintf(command, "cat /proc/%d/maps", getpid()); 18 system(command); 19 } 20 21 int main() 22 { 23 int (*func_p)(int); 24 int size; 25 int ret; 26 char m[1000]; 27 size = (char *)show_map - (char *)m_add; 28 printf("size = %d\n",size); 29 func_p = m; 30 31 ret = mprotect((void *)((long)func_p&(~0XFFFUL)), 4096, PROT_READ|PROT_WRITE|PROT_EXEC); 32 if(ret < 0){ 33 perror("mprotect: "); 34 exit(ret); 35 } 36 37 memcpy(func_p,m_add,size); 38 39 printf("m_add(24) = %d\n",m_add(24)); 40 printf("func_p(63) = %d\n",func_p(63)); 41 printf("m_add = %p, func_p = %p\n", m_add, func_p); 42 show_map(); 43 return 0; 44 }
执行结果:
size = 15 m_add(24) = 34 func_p(63) = 73 m_add = 0x561528db08c0, func_p = 0x7ffd4c19e300 561528db0000-561528db1000 r-xp 00000000 fe:01 477434 /home/test/a.out 561528fb0000-561528fb1000 r--p 00000000 fe:01 477434 /home/test/a.out 561528fb1000-561528fb2000 rw-p 00001000 fe:01 477434 /home/test/a.out 5615298e7000-561529908000 rw-p 00000000 00:00 0 [heap] 7fcc3280c000-7fcc329a1000 r-xp 00000000 fe:01 329984 /lib/x86_64-linux-gnu/libc-2.24.so 7fcc329a1000-7fcc32ba1000 ---p 00195000 fe:01 329984 /lib/x86_64-linux-gnu/libc-2.24.so 7fcc32ba1000-7fcc32ba5000 r--p 00195000 fe:01 329984 /lib/x86_64-linux-gnu/libc-2.24.so 7fcc32ba5000-7fcc32ba7000 rw-p 00199000 fe:01 329984 /lib/x86_64-linux-gnu/libc-2.24.so 7fcc32ba7000-7fcc32bab000 rw-p 00000000 00:00 0 7fcc32bab000-7fcc32bce000 r-xp 00000000 fe:01 329980 /lib/x86_64-linux-gnu/ld-2.24.so 7fcc32dbc000-7fcc32dbe000 rw-p 00000000 00:00 0 7fcc32dcb000-7fcc32dce000 rw-p 00000000 00:00 0 7fcc32dce000-7fcc32dcf000 r--p 00023000 fe:01 329980 /lib/x86_64-linux-gnu/ld-2.24.so 7fcc32dcf000-7fcc32dd0000 rw-p 00024000 fe:01 329980 /lib/x86_64-linux-gnu/ld-2.24.so 7fcc32dd0000-7fcc32dd1000 rw-p 00000000 00:00 0 7ffd4c17e000-7ffd4c19e000 rw-p 00000000 00:00 0 7ffd4c19e000-7ffd4c19f000 rwxp 00000000 00:00 0 [stack] 7ffd4c1e1000-7ffd4c1e3000 r--p 00000000 00:00 0 [vvar] 7ffd4c1e3000-7ffd4c1e5000 r-xp 00000000 00:00 0 [vdso] ffffffffff600000-ffffffffff601000 r-xp 00000000 00:00 0 [vsyscall]
可以看到,函数指针func_p实际指向的是char数组m[1000]的地址,其值为0x7ffd4c19e300 确实位于栈7ffd4c19e000-7ffd4c19f000上面,而其成功的执行了+10的操作,返回了正确结果。
这个例子没有实际应用价值,一旦函数中存在库函数的调用,一般就会报错了。
不过它说明了从C语言往下看,栈,堆,数据段,代码段统统都是内存,只要配置相同,相互之间并无本质区别。
C语言是操作内存的语言,在经过操作系统的封装后,它所看到的是无差别的内存。所有的数据类型,你都可以把它们理解成语法糖。
那它和汇编有什么区别?汇编是操作CPU和寄存器的语言,可以访问CPU专有指令,可以访问特定的寄存器,而C语言的初衷,便是抹平体系结构之间的差异。