修改 PIN 中的应用指令

Question

我正在使用英特尔 PIN 修改我的应用程序中的指令。我使用此链接中的 Safecopy() 示例作为参考：

https://software.intel.com/sites/landingpage/pintool/docs/81205/Pin/html/index.html#SafeCopy

我有以下示例 C 程序：

int main()
{
    asm(".byte 0x16");
    return 0;
}

0x16 在 x86_64 中是非法的，当我运行可执行文件时，它会按预期显示以下错误：

Illegal instruction (core dumped)

我有一个 pintool，它将上述可执行文件作为输入并修改非法指令 0x16 以执行其他操作。

我的 Pintool 如下：

#include "pin.H"
#include <iostream>
#include <fstream>

using namespace std;

KNOB<string> KnobOutputFile(KNOB_MODE_WRITEONCE, "pintool", "o", "test.out","This pin tool simulates ULI");

FILE * op;

//====================================================================
// Analysis Routines
//====================================================================

VOID analysis_routine(VOID *ip, UINT32 size) 
{ 

    fprintf(op,"16 came to analysis routine\n\n");
}


//====================================================================
// Instrumentation Routines
//====================================================================

VOID Instruction(INS ins, void *v) 
{

    UINT8 opcodeBytes[15];

    UINT64 fetched = PIN_SafeCopy(&opcodeBytes[0],(void *)INS_Address(ins),INS_Size(ins));

    if (fetched != INS_Size(ins))
        fprintf(op,"\nBad\n");

    else 
    {
        if(opcodeBytes[0]==0x16)
        {

            fprintf(op,"\n16 came to instrumentation routine\n");

            INS_InsertCall( ins, IPOINT_BEFORE, (AFUNPTR)analysis_routine, IARG_INST_PTR, IARG_UINT64, INS_Size(ins) , IARG_END);
            INS_Delete(ins);
        }
    }
}

VOID Fini(INT32 code, VOID *v) 
{
}

INT32 Usage() {
    PIN_ERROR("This Pintool failed\n" + KNOB_BASE::StringKnobSummary() + "\n");
    return -1;
}

int main(int argc, char *argv[]) 
{

    op = fopen("test.out", "w");

    if (PIN_Init(argc, argv)) 
        return Usage();

    PIN_InitSymbols();
    INS_AddInstrumentFunction(Instruction, 0);
    PIN_AddFiniFunction(Fini, 0);
    PIN_StartProgram();
    return 0;
}

根据我的理解，每次遇到新指令时都会执行检测例程指令，并且根据我的代码，在执行指令之前调用分析例程，因为我在检测函数中使用 IPOINT_BEFORE 参数来调用分析常规。因此，我正在检查我的操作码，如果它是 0x16，那么我正在调用我的分析例程并删除我的原始指令。由于该指令是非法的并且已被删除，因此我的跟踪应该继续进行，没有任何问题。

但是，即使使用此逻辑，似乎我的非法指令正在执行，我的程序崩溃并给出相同的非法指令错误。我无法理解这个问题，因为我似乎在执行指令之前删除了指令，并且我使用的是 Pin 教程中的相同示例。

如果我调用任何错误的任何想法？如果我在上面的任何地方错了，也请纠正我。根据我的理解，检测例程在指令执行之前被调用，因此我也可以在那个时候修改指令。如果我错了，请纠正我。

Answer 1

我不知道这里出了什么问题，但这就是我要做的：我将首先打印有关检测例程中指令的更多信息。

• 多长时间？
• 这条指令的地址是什么？打印测试程序中main()的地址，看看两者是否接近。
• 其他指令字节是什么？它们是否恰好是与非法字节后面的指令匹配的字节？

另外：

• 确保在每次打印后刷新输出文件，以确保不会发生非法指令失败来掩盖您的调试打印
• 我建议捕获您的程序可能收到的 SIGILL 信号，并确保它在有或没有 Pin 的情况下发生在同一个地方。

Answer 2

您需要意识到 INS_Delete() 是在检测时调用的，即在实际执行指令之前，而且在调用检测例程之前。事件发生的顺序如下：

INS_InsertCall(ins, IPOINT_BEFORE, (AFUNPTR)analysis_routine, ...);
INS_Delete(ins);
analysis_routine(); /* <= BOOM ! ins had been deleted just before... */

当调用 INS_Delete(ins) 时，您需要删除所有附带的工具，否则您的工具将不连贯。假设检测仍然存在，与检测例程关联的指令将不是预期的指令，因此会崩溃。

为了更好地理解这一点（第一次不容易理解），您可能需要再次阅读pin works。

编辑：根据该工具附带的一些官方 pintools（参见下面的 cmets），instrument then delete 模式是 PIN 的常规模式。