如何在 mprotect 处理程序中获取当前程序计数器并更新它答案

【问题标题】：How to get current program counter inside mprotect handler and update it如何在 mprotect 处理程序中获取当前程序计数器并更新它
【发布时间】：2013-11-14 00:30:10
【问题描述】：

我想在 mprotect 处理程序中获取当前程序计数器 (PC) 值。从那里我想将 PC 的值增加“n”条指令，以便程序跳过一些指令。我想为 linux 内核版本 3.0.1 做所有这些。关于我可以获得 PC 值的数据结构以及如何更新该值的任何帮助？示例代码将不胜感激。提前致谢。

我的想法是在写入内存地址时使用一些任务。所以我的想法是使用 mprotect 使地址写保护。当一些代码试图在那个内存地址上写一些东西时，我将使用 mprotect 处理程序来执行一些操作。处理好处理程序后，我想让写操作成功。所以我的想法是使内存地址在处理程序内部不受保护，然后再次执行写操作。当代码从处理函数返回时，PC 将指向原始写指令，而我希望它指向下一条指令。因此，无论指令长度如何，我都想将 PC 增加一条指令。

检查以下流程

MprotectHandler(){
    unprotect the memory address on which protection fault arised
    write it again
    set PC to the next instruction of original write instruction
}

主函数内部：

main(){
    mprotect a memory address
    try to write the mprotected address // original write instruction
    Other instruction    // after mprotect handler execution, PC should point here
}

【问题讨论】：

您实际上想要完成什么？你在修改mprotect吗？这是什么架构？固定宽度或可变宽度指令集？您要跳过哪些说明？ mprotect是系统调用……系统调用完成后会返回进程。
我已经编辑了我的问题。

标签： linux kernel mprotect program-counter

【解决方案1】：

由于在多个 CISC 处理器上计算指令长度很繁琐，我推荐一个稍微不同的过程：使用clone(..., CLONE_VM, ...) 将clone(..., CLONE_VM, ...) 分叉到跟踪器和跟踪器线程中，并在跟踪器中代替

    write it again
    set PC to the next instruction of original write instruction

做一个

    ptrace(PTRACE_SINGLESTEP, ...)

- 在跟踪陷阱之后，您可能想再次保护内存。

【讨论】：

【解决方案2】：

这里是演示基本原理的示例代码：

#include <signal.h>
#include <stdint.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <sys/ucontext.h>

static void
handler(int signal, siginfo_t* siginfo, void* uap) {
    printf("Attempt to access memory at address %p\n", siginfo->si_addr);
    mcontext_t *mctx = &((ucontext_t *)uap)->uc_mcontext;
    greg_t *rsp = &mctx->gregs[15];
    greg_t *rip = &mctx->gregs[16];

    // Jump past the bad memory write.
    *rip = *rip + 7;
}

static void
dobad(uintptr_t *addr) {
    *addr = 0x998877;
    printf("I'm a survivor!\n");
}

int
main(int argc, char *argv[]) {
    struct sigaction act;
    memset(&act, 0, sizeof(struct sigaction));
    sigemptyset(&act.sa_mask);
    act.sa_sigaction = handler;
    act.sa_flags = SA_SIGINFO | SA_ONSTACK;

    sigaction(SIGSEGV, &act, NULL);

    // Write to an address we don't have access to.
    dobad((uintptr_t*)0x1234);

    return 0;
}

它向您展示了如何更新 PC 以响应页面错误。它缺少您必须自己实现的以下内容：

指令长度解码。正如你所看到的，我已经硬编码了+ 7，它恰好在我的 64 位 Linux 上工作，因为导致页面错误的指令是一个 7 字节的MOV。正如 Armali 在他的回答中所说，这是一个乏味的问题，您可能必须使用像 libudis86 这样的外部库。
mprotect() 处理。您在siginfo->si_addr 中有导致页面错误的地址，并且使用该地址可以轻松找到受 mprotected 页面的地址并取消保护它。

【讨论】：