Linux：执行手动加载到内存的代码

Question

我正在 Linux 上使用函数指针进行实​​验并尝试执行这个 C 程序：

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int myfun() 
{
    return 42;
}

int main()
{
    char data[500];
    memcpy(data, myfun, sizeof(data));
    int (*fun_pointer)() = (void*)data;
    printf("%d\n", fun_pointer());

    return 0;
}

不幸的是，它在fun_pointer() 调用时出现了段错误。我怀疑它与一些内存标志有关，但我没有找到有关它的信息。

您能解释一下为什么这段代码会出现段错误吗？不要看到固定的data数组大小，没问题，不调用函数复制成功。

UPD：最后我发现应该使用带有PROT_EXEC 标志的mprotect 系统调用将内存段标记为可执行。此外，内存段应由 POSIX 规范中所述的mmap 函数返回。 mmap 内存分配的代码与 PROT_EXEC 标志使用的代码相同（并且有效）：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <sys/mman.h>

int myfun() 
{
    return 42;
}

int main()
{
    size_t size = (char*)main - (char*)myfun;
    char *data = mmap(NULL, size, PROT_EXEC | PROT_READ | PROT_WRITE,
        MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS, 0, 0);
    memcpy(data, myfun, size);

    int (*fun_pointer)() = (void*)data;
    printf("%d\n", fun_pointer());

    munmap(data, size);
    return 0;
}

此示例应遵守-fPIC gcc 选项，以确保函数中的代码与位置无关。

Answer 1

除了Diask's answer，您可能还想使用一些JIT compilation 技术（在内存中生成可执行代码），并且您应该确保包含代码的内存区域是可执行的（参见mprotect(2) 和@ 987654324@；出于安全原因，调用堆栈通常不可执行）。您可以使用GNU lightning（快速发出慢速机器码）、asmjit、libjit、LLVM、GCCJIT（能够缓慢发出快速优化的机器码）。您还可以在某个临时文件 /tmp/emittedcode.c 中生成一些 C 代码，派生编译命令 gcc -Wall -O -fPIC -shared /tmp/emittedcode.c -o /tmp/emittedcode.so 然后 dlopen(3) 共享对象 /tmp/emittedcode.so 并使用 dlsym(3) 在那里按名称查找函数指针。

另请参阅this、this、this、this 和 that 答案。了解trampoline code、closures 和continuations 和CPS。

当然，将代码从一个区域复制到另一个区域通常是行不通的（它必须是 position independent code 才能使其工作，或者您需要自己的 relocation 机器，有点像 linker 那样） .

Answer 2

有几个问题：

• 您的data 数组保留在data segment，而不是code segment。
• address relocation 未处理。
• 代码大小未知，只是猜测。

Answer 3

因为这行写错了：

memcpy(data, myfun, sizeof(data));

您正在复制函数的代码（已编译）而不是函数的地址。

myfun 和 &myfun 将具有相同的地址，因此要执行 memcpy 操作，您必须使用函数指针，然后从其地址复制。

例子：

int (*p)(); 
p = myfun; 
memcpy(data, &p, sizeof(data));