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Linux用户空间获取系统调用表地址

时间:2015/6/28来源:IT猫扑网作者:网管联盟我要评论(0)

  一、代码及实现

  (一)用户空间源代码

  #include <stdio.h>

  #include <stdlib.h>

  #include <string.h>

  #include <sys/types.h>

  #include <sys/stat.h>

  #include <fcntl.h>

  #include <unistd.h>

  #include <errno.h>

  #include <sys/mman.h>

  #define CALLOFF 100 //读取100字节

  struct {

  unsigned short limit;

  unsigned int base;

  } __attribute__ ((packed)) idtr;  //这个结构表示IDTR寄存器,这个寄存器中保存中断描述符表 的地址

  struct {

  unsigned short off1;

  unsigned short sel;

  unsigned char none,flags;

  unsigned short off2;

  } __attribute__ ((packed)) idt;  //中断描述符表中的内容:中断门描述符

  unsigned int old_readkmem (int fd, void * buf,size_t off,unsigned int size) //用read方式读取kmem中一定长度内容

  {

  if (lseek64(fd, (unsigned long long)off,SEEK_SET)!=off)

  {

  perror("fd lseek error");

  return 0;

  }

  if (read(fd, buf,size)!=size)

  {

  perror("fd read error");

  return 0;

  }

  }

  unsigned long readkmem (int fd, void * buf, size_t off, unsigned int size)//用mmap方式从kmem中读取一定长度内容

  {

  size_t  moff, roff;

  size_t   sz = getpagesize();

  char * kmap;

  unsigned long ret_old = old_readkmem(fd, buf, off, size); //先用老方法读取,不行再用mmap

  if (ret_old != 0)

  return ret_old;

  moff = ((size_t)(off/sz)) * sz;

  roff = off - moff;

  kmap = mmap(0, size+sz, PROT_READ, MAP_PRIVATE, fd, moff);

  if (kmap == MAP_FAILED)

  {

  perror("readkmem: mmap");

  return 0;

  }

  memcpy (buf, &kmap[roff], size);

  if (munmap(kmap, size) != 0)

  {

  perror("readkmem: munmap");

  return 0;

  }

  return size;

  }

#p#副标题#e#

  int main (int argc, char **argv)

  {

  unsigned sys_call_off;

  int kmem_fd;  // /dev/kmem文件描述符

  unsigned sct;

  char sc_asm[CALLOFF],*p;

  /* 获得IDTR寄存器的值 */

  asm ("sidt %0" : "=m" (idtr));

  printf("idtr base at 0x%X\n",(int)idtr.base);

  /* 打开kmem */

  kmem_fd = open ("/dev/kmem",O_RDONLY);

  if (kmem_fd<0)

  {

  perror("open");

  return 1;

  }

  /* 从IDT读出0x80向量 (syscall) */

  readkmem (kmem_fd, &idt,idtr.base+8*0x80,sizeof(idt)); //idtr.base+8*0x80 表示80中断描述符的偏移

  sys_call_off = (idt.off2 << 16) | idt.off1;    //idt.off2 表示地址的前16位,得到syscall地址

  printf("idt80: flags=%X sel=%X off=%X\n", (unsigned)idt.flags,(unsigned)idt.sel,sys_call_off);

  /* 寻找sys_call_table的地址 */

  readkmem (kmem_fd, sc_asm,sys_call_off,CALLOFF);

  p = (char*)memmem (sc_asm,CALLOFF,"\xff\x14\x85",3); //只要找到邻近int $0x80入口点system_call的call sys_call_table(,eax,4)指令的机器指令就可以了,call something(,eax,4)指令的机器码是0xff 0x14 0x85,因此搜索这个字符串。

  sct = *(unsigned*)(p+3); //sys_call_table地址就在0xff 0x14 0x85之后

  if (p)

  {

  printf ("sys_call_table at 0x%x, call dispatch at 0x%x\n", sct, p);

  }

  close(kmem_fd);

  return 0;

  }

  (二)编译及实践

  该程序就是用户空间的普通应用程序,编译之后执行即可。我这里同时列出在虚拟机上和物理机上的执行结果,以作对比。

  虚拟机上的执行结果如下:

  idtr base at 0xFFC18000

  fd read error: Success

  readkmem: mmap: Input/output error

  idt80: flags=0 sel=0 off=0

  fd read error: Bad address

  readkmem: mmap: Input/output error

  Segmentation fault

  物理机上的执行结果:

  idtr base at 0xC1334000

  idt80: flags=EF sel=60 off=C1003CC4

  sys_call_table at 0xc124d4e0, call dispatch at 0xbfc2b330

  可见,虚拟机环境中并没有正确的获取到系统调用表,而物理机上的程序则正确的执行了。为什么虚拟机上执行有问题呢?我会在第二部分的分析总结中进行解释。

  二、总结

  (一)实现原理

  内核态获取系统调用表的实现原理,请参看本人的博文《Linux下实现劫持系统调用的总结》。用户态的实现原理,从本质上应该是和内核一致的。有区别的地方就在于,内核态可以直接访问内核地址空间,而用户态是不可以的。

  因此,用户态实现的时候就需要解决如何访问内核地址空间的问题。我们同样可以通过sidt指令获取到中断向量表的地址,然后通过读取/dev/kmem来定位到该地址。对于文件/dev/kmem,可以通过直接read或者mmap的方式操作即可。接下来的工作就是一步一步的去定位到系统调用表的地址了。

  (二)虚拟机环境的问题

  我们上面谈到在虚拟机执行该程序的时候出错了,经查找,其原因见参考链接3,这里列出其解释:

  在大多数的虚拟机中将无法顺利的读取IDTR。因为lidt指令是一个特权指令,将会产生一个异常,并被VM所捕获。这样可以使VM为每一个操作系统维持 一个虚拟的IDTR。因为sidt指令没有被处理,它将会返回一个伪造的IDTR地址,通常会大于0xFFC00000。

  我们在虚拟机执行这个程序返回的idtr的地址是0xFFC18000,正好印证了该解释。

  以上是对用户空间获取系统调用表地址的总结。如有遗漏不妥之处,请大家多多指教。

关键词标签:Linux

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