系统调用挂钩示例参数不正确

Question

我从我们的 Linux 内核模块中编写了一个系统调用挂钩示例。

更新了系统调用表中的开放系统调用以使用我的入口点而不是默认入口点。

#include <linux/module.h>
#include <linux/kallsyms.h>

MODULE_LICENSE("GPL");
char *sym_name = "sys_call_table";

typedef asmlinkage long (*sys_call_ptr_t)(const struct pt_regs *);
static sys_call_ptr_t *sys_call_table;
typedef asmlinkage long (*custom_open) (const char __user *filename, int flags, umode_t mode);


custom_open old_open;

static asmlinkage long my_open(const char __user *filename, int flags, umode_t mode)
{
    char user_msg[256];
    pr_info("%s\n",__func__);
    memset(user_msg, 0, sizeof(user_msg));
    long copied = strncpy_from_user(user_msg, filename, sizeof(user_msg));
    pr_info("copied:%ld\n", copied);
    pr_info("%s\n",user_msg);

    return old_open(filename, flags, mode);
}



static int __init hello_init(void)
{
    sys_call_table = (sys_call_ptr_t *)kallsyms_lookup_name(sym_name);
    old_open = (custom_open)sys_call_table[__NR_open];
    // Temporarily disable write protection
    write_cr0(read_cr0() & (~0x10000));
    sys_call_table[__NR_open] = (sys_call_ptr_t)my_open;
    // Re-enable write protection
    write_cr0(read_cr0() | 0x10000);

    return 0;
}

static void __exit hello_exit(void)
{
    // Temporarily disable write protection
    write_cr0(read_cr0() & (~0x10000));
    sys_call_table[__NR_open] = (sys_call_ptr_t)old_open;
    // Re-enable write protection
    write_cr0(read_cr0() | 0x10000);

}

module_init(hello_init);
module_exit(hello_exit);

我写了一个简单的用户程序来验证。

#define _GNU_SOURCE
#include <sys/syscall.h>
#include <sys/time.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <fcntl.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    int fd = syscall(__NR_open, "hello.txt", O_RDWR|O_CREAT, 0777);

    exit(EXIT_SUCCESS);
}

在我的文件夹中创建了文件，但 strncpy_user 因地址错误而失败

[  927.415905] my_open
[  927.415906] copied:-14

上面的代码有什么错误？

Answer 1

OP 可能正在使用使用“系统调用包装器”的内核/架构，其中系统调用表包含一个调用真正的系统调用函数（可能作为内联函数调用）的包装器函数。 x86_64 架构从内核版本 4.17 开始就使用系统调用包装器。

对于内核 4.17 或更高版本上的 x86_64，sys_call_table[__NR_open] 指向 __x64_sys_open（带有原型 asmlinkage long __x64_sys_open(const struct pt_regs *regs)），它调用 static 函数 __se_sys_open（带有原型 static long __se_sys_open(const __user *filename, int flags, umode_t mode)），它调用内联函数 @987654329 @（带有原型static inline long __do_sys_open(const __user *filename, int flags, umode_t mode)。这些都将由“fs/open.c”中的SYSCALL_DEFINE3(open, const char __user *, filename, int, flags, umode_t, mode)宏调用和宏调用之后的函数体定义。

SYSCALL_DEFINE3 在“include/linux/syscalls.h”中定义，并在同一文件中使用SYSCALL_DEFINEx 宏，该文件使用__SYSCALL_DEFINEx 宏。由于 x86_64 定义了CONFIG_ARCH_HAS_SYSCALL_WRAPPER，所以__SYSCALL_DEFINEx 宏由#include <asm/syscall_wrapper.h> 定义，映射到“arch/x86/include/asm/syscall_wrapper.h”。

---

有关此更改的背景，请参阅

• LWN：use struct pt_regs based syscall calling for x86-64
• LKML：[PATCH 000/109] 删除对系统调用的内核调用 https://lkml.org/lkml/2018/3/29/409

似乎动机是只传递一个指向pt_regs 的指针，而不是在调用链下游的寄存器中有一堆用户空间值。 （也许是通过降低小工具的用处来增强对 Spectre 攻击的抵抗力？）

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为什么 open 仍然有效，即使包装器没有：

如果 OP 确实使用 x86_64 内核 4.17 或更高版本，并将 sys_call_table[__NR_open] 条目替换为指向使用不同原型并使用相同参数调用原始函数（由 old_open 指向）的函数的指针，这就解释了为什么对strncpy_from_user(user_msg, filename, sizeof(user_msg)) 的调用失败了。虽然声明为const char * __user filename，但filename指针实际上指向的是内核空间中原来的struct pt_regs。

在随后对old_open(filename, flags, mode) 的调用中，第一个参数filename 仍指向原始struct pt_regs，因此旧函数（需要struct pt_regs * 类型的单个参数）仍按预期工作。

即该函数在其第一个指针 arg 上未更改，尽管调用它的类型不同。

Answer 2

更新：以下是工作代码，感谢大家提供输入

    #include <linux/module.h>
    #include <linux/kallsyms.h>

    MODULE_LICENSE("GPL");
    char *sym_name = "sys_call_table";

    typedef asmlinkage long (*sys_call_ptr_t)(const struct pt_regs *);
    static sys_call_ptr_t *sys_call_table;


    sys_call_ptr_t old_open;

    static asmlinkage long my_open(const struct pt_regs *regs)
    {
        char __user *filename = (char *)regs->di;
            char user_filename[256] = {0};
        long copied = strncpy_from_user(user_filename, filename, sizeof(user_filename));
        if (copied > 0)
            pr_info("%s filename:%s\n",__func__, user_filename);
        return old_open(regs);
    }



    static int __init hello_init(void)
    {
        sys_call_table = (sys_call_ptr_t *)kallsyms_lookup_name(sym_name);
        old_open = sys_call_table[__NR_open];
        // Temporarily disable write protection
        write_cr0(read_cr0() & (~0x10000));
        sys_call_table[__NR_open] = my_open;
        // Re-enable write protection
        write_cr0(read_cr0() | 0x10000);

        return 0;
    }

    static void __exit hello_exit(void)
    {
        // Temporarily disable write protection
        write_cr0(read_cr0() & (~0x10000));
        sys_call_table[__NR_open] = old_open;
        // Re-enable write protection
        write_cr0(read_cr0() | 0x10000);

    }

    module_init(hello_init);
    module_exit(hello_exit);