在 aarch64 上获取/设置 arm32 可执行文件的寄存器答案

【问题标题】：Getting/setting registers for arm32 executable on aarch64在 aarch64 上获取/设置 arm32 可执行文件的寄存器
【发布时间】：2022-09-29 10:36:50
【问题描述】：

我的目标是使用ptrace 设置在 64 位处理器上运行 32 位 ARM 可执行文件的进程的程序计数器（和其他寄存器）。

如果这是一个 64 位可执行文件，那么我可以使用 struct user_pt_regs 的 pc 字段（在 asm/ptrace.h 中定义）。

对于 32 位可执行文件，我将使用哪种结构？我看到struct user_regs（在 sys/user.h 中）定义为

struct user_regs {
    unsigned long uregs[18];
};

我阅读了this question 的答案（尽管作者承认这是一个有根据的猜测），这表明使用struct user_regs 中的uregs[15]。但是，由于我实际上有一个 64 位系统，这仍然适用于我的情况吗？

标签： c arm cpu-registers arm64 ptrace

【解决方案1】：

即使在 64 位处理器上运行，ptrace 也会交还有效的32 位寄存器。为了确认这一点，请考虑以下两个可执行文件（为简洁起见，我省略了头文件和错误检查）：

测试.c

int main()
{
    printf("PID = %li\n", (long)getpid());
    pause();
    return 0;
}

附件.c

int main(int argc, char **argv)
{
    unsigned int expected_size;
    pid_t pid;
    struct {
        uint32_t r[18];
    } regs;
    struct iovec iov;

    pid = atoi(argv[1]); // Yes, I know I should use strtol.  However, this suffices for this example.
    ptrace(PTRACE_ATTACH, pid, NULL, NULL);

    iov.iov_base = &regs;
    iov.iov_len = expected_size = sizeof(regs);
    ptrace(PTRACE_GETREGSET, pid, NT_PRSTATUS, &iov);
    if ( iov.iov_len != expected_size ) {
        fprintf(stderr, "Unexpected size (%zu instead of %u)\n", iov.iov_len, expected_size);
        // abort
    }
    printf("PC is 0x%x\n", regs.r[15]);

    ptrace(PTRACE_DETACH, pid, NULL, NULL);
    return 0;
}

我将第一个编译成 32 位可执行文件，第二个编译成 64 位可执行文件。

从附件的输出中，我查找了/proc/<pid>/maps 中的地址，发现它位于libc 的可执行部分（对应于pause）。

【讨论】：

我想知道这对于未指定缓冲区长度的PTRACE_GETREGS 是如何工作的。如果调试器认为自己在调试一个32位的进程，并分配了合适的缓冲区，但该进程实际上是64位的，缓冲区会不会溢出？这听起来像是在特权跟踪器和恶意跟踪器（不是不寻常的组合）的情况下可以利用的东西。
调试器不能从 ELF 标头中确定寄存器的大小吗？
哪个二进制文件的 ELF 标头？跟踪器可能会看到它最初执行了一个 32 位二进制文件，但与此同时，被跟踪者可能已经执行了一些其他二进制文件。您还必须执行PTRACE_O_TRACEEXEC 并在命中时从/proc/XXX/exe 刷新标题，以确保始终知道当前位数。即便如此，我也不确定是否还有漏洞。
好吧，您确实将iov.iov_len 设置为您期望的大小。
对于PTRACE_GETREGSET，是的。我说的是PTRACE_GETREGS，它直接将指针指向缓冲区而不是struct iovec，因此无法指定缓冲区大小。