在运行时将代码注入可执行文件

Question

我正在开发应用程序（用C ++编写），它在运行时生成一些机器代码（现在是Linux，x86-64，但我打算在ARM上进行迁移）。接下来，它将生成的代码存储在内存中并通过跳转到内存位置来执行它。很长一段时间我都遇到了分配可执行内存的问题，但我终于用以下方法解决了这个问题：

uint8_t *memory = mmap (NULL, length, PROT_READ | PROT_WRITE | PROT_EXEC, MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS, -1, 0);

到目前为止它的确有效，但我不确定它是否是做这些事情的优雅方式。我想知道可执行加载器是如何做到的？

Answer 1

这实际上是可执行加载器的工作方式;在他们的情况下，他们执行文件的mmap，而不是匿名映射，但除此之外，它基本上是相同的。

请注意，最好不要同时拥有写入和执行访问权限，因为它会使某些类型的安全漏洞更容易。您可以使用mprotect在初始映射后调整保护标志。

Answer 2

您的解决方案主要是应该做的事情：让操作系统将页面视为可执行文件。但是，某些操作系统会强制执行所谓的W^X策略，其中页面可以是可写的也可以是可执行的，但不能同时进行。对于这样的系统（即OpenBSD，但也有修改过的Linux版本），上面的mmap()将失败。因此，完整的解决方案需要首先使用mmap()和PROT_READ | PROT_WRITE分配一些页面，然后在生成代码时使用mprotect()将页面切换为PROT_READ | PROT_EXEC。

即使操作系统没有强制执行W ^ X，强烈建议调用mprotect()，因为缓存效应（数据访问和执行在CPU中相互独立;你要确保CPU将使用你新编写的操作码而不是之前的RAM; mprotect()包含必要的魔法。