如何在 Rust 中跳转/调用任意内存

Question

我正在尝试构建一个执行程序生成的 x86 指令的 JIT。我想我已经创建了一个有效的 x86 字节代码片段，应该打印“Hello World”，但我不知道如何调用它。

我将指向向量开头的指针转换为 void 函数并调用它：

fn main() {
    let msg: &[u8] = b"Hello World\0";

    let mut byte_codes: Vec<u8> = Vec::with_capacity(1000);

    // Move width into edx
    byte_codes.extend_from_slice(&[0xba, msg.len() as u8, 0, 0, 0]);
    
    // Msg to write
    byte_codes.push(0xb9);
    byte_codes.extend_from_slice(&(msg.as_ptr() as u64).to_be_bytes());
    
    // File descriptor and sys call
    byte_codes.extend_from_slice(&[0xbb, 0x01, 0, 0, 0]);
    byte_codes.extend_from_slice(&[0xb8, 0x04, 0, 0, 0]);
    
    // Sys call
    byte_codes.extend_from_slice(&[0xcd, 0x80]);

    // Return
    byte_codes.push(0xc3); 

    let func_ptr = byte_codes.as_ptr();
    unsafe {
        let func: fn() -> () = func_ptr.cast::<fn() -> ()>().read();
        func();
    }
}

执行返回：

error: process didn't exit successfully: `target\debug\run-bytecode.exe` (exit code: 0xc0000005, STATUS_ACCESS_VIOLATION)

除去返回调用以外的所有字节码也会导致同样的错误。

我不确定这个错误是什么意思。字节码有问题还是我的函数转换不正确？如何让它打印“Hello World”？

Answer 1

这是一个可行的版本：

use memmap::MmapMut;

fn main() {
    let msg: &[u8] = b"Hello World\0";

    let mut byte_codes: Vec<u8> = Vec::with_capacity(1000);

    // Move width into edx
    byte_codes.extend_from_slice(&[0xba, msg.len() as u8, 0, 0, 0]);

    // Msg to write
    byte_codes.push(0xb9);
    byte_codes.extend_from_slice(&(msg.as_ptr() as u32).to_le_bytes());

    // File descriptor and sys call
    byte_codes.extend_from_slice(&[0xbb, 0x01, 0, 0, 0]);
    byte_codes.extend_from_slice(&[0xb8, 0x04, 0, 0, 0]);

    // Sys call
    byte_codes.extend_from_slice(&[0xcd, 0x80]);

    // Return
    byte_codes.push(0xc3);

    let mut m = MmapMut::map_anon(byte_codes.len()).unwrap();
    m.clone_from_slice(&byte_codes);
    let m = m.make_exec().unwrap();
    let func_ptr = m.as_ptr();
    unsafe {
        let func: extern "C" fn() = std::mem::transmute(func_ptr);
        func();
    }
}

有几件事需要解决：

1. 看起来 byte_codes 是 32 位 x86 Linux 代码，因此需要使用类似 cargo run --target i686-unknown-linux-gnu 的代码运行
2. 因为它是 32 位代码，我们想将 msg.as_ptr() 转换为 u32。
3. x86 是 little-endian 所以我们想使用.to_le_bytes()
4. func_ptr.cast::<fn() -> ()>().read() 不会转换为函数指针，它会将byte_codes 的前 4/8 字节转换为函数指针。
5. 使用 extern "C" fn() 确保 Rust 知道正确的 ABI
6. 我们使用 memmap crate 创建内存，我们可以使用make_exec() 将其标记为可执行文件。