复制内存中的函数并执行它

Question

我想知道在C中如何将函数的内容复制到内存中并执行它？

我正在尝试做这样的事情：

typedef void(*FUN)(int *);
char * myNewFunc;

char *allocExecutablePages (int pages)
{
    template = (char *) valloc (getpagesize () * pages);
    if (mprotect (template, getpagesize (), 
          PROT_READ|PROT_EXEC|PROT_WRITE) == -1) {
        perror ("mprotect");
    } 
}

void f1 (int *v) {
    *v = 10;
}

// allocate enough spcae but how much ??
myNewFunc = allocExecutablePages(...)

/* Copy f1 somewere else
 * (how? assume that i know the size of f1 having done a (nm -S foo.o))
 */

((FUN)template)(&val);
printf("%i",val);

谢谢您的回答

Answer 1

您似乎已经弄清楚了有关保护标志的部分。如果您知道函数的大小，现在您可以执行 memcpy() 并将 f1 的地址作为源地址传递。

一个重要的警告是，在许多平台上，您将无法从正在复制的函数（f1）中调用任何其他函数，因为相对地址被硬编码到函数的二进制代码中，并将其移动到不同的函数中。将其放置在内存中可能会使这些相对地址变坏。

Answer 2

这是因为 function1 和 function2 在内存中的大小完全相同。
我们的 memcopy 需要 function2 的长度，所以应该做的是：
int diff = (&main - &function2);

您会注意到，您可以根据自己的喜好编辑函数 2，并且它一直工作得很好！

顺便说一句，巧妙的技巧。不幸的是，g++编译器确实吐出了从void *到int的无效转换...但实际上使用gcc它可以完美编译；）

修改源：

//Hacky solution and simple proof of concept that works for me (and compiles without warning on Mac OS X/GCC 4.2.1):
//fixed the diff address to also work when function2 is variable size    
#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"
#include "string.h"
#include <sys/mman.h>

int function1(int x){ 
   return x-5;
}   

int function2(int x){ 
  //printf("hello world");
  int k=32;
  int l=40;
  return x+5+k+l;
}   


int main(){
  int diff = (&main - &function2);
  printf("pagesize: %d, diff: %d\n",getpagesize(),diff);

  int (*fptr)(int);

  void *memfun = malloc(4096);

  if (mprotect(memfun, 4096, PROT_READ|PROT_EXEC|PROT_WRITE) == -1) {
      perror ("mprotect");
  }   

  memcpy(memfun, (const void*)&function2, diff);

  fptr = &function1;
  printf("native: %d\n",(*fptr)(6));
  fptr = memfun;
  printf("memory: %d\n",(*fptr)(6) );
  fptr = &function1;
  printf("native: %d\n",(*fptr)(6));

  free(memfun);
  return 0;
}   

输出：

Walter-Schrepperss-MacBook-Pro:cppWork wschrep$ gcc memoryFun.c 
Walter-Schrepperss-MacBook-Pro:cppWork wschrep$ ./a.out 
pagesize: 4096, diff: 35
native: 1
memory: 83
native: 1

另一个需要注意的是调用printf将出现段错误，因为由于相对地址，printf很可能找不到出问题了...

Answer 3

Hacky 解决方案和简单的概念证明对我有用（并且在 Mac OS X/GCC 4.2.1 上编译时没有警告）：

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

int function1(int x){
   return x-5;
}

int function2(int x){
  return x+5;
}


int main(){
  int diff = (&function2 - &function1);
  printf("pagesize: %d, diff: %d\n",getpagesize(),diff);

  int (*fptr)(int);

  void *memfun = malloc(4096);

  if (mprotect(memfun, 4096, PROT_READ|PROT_EXEC|PROT_WRITE) == -1) {
      perror ("mprotect");
  }

  memcpy(memfun, (const void*)&function2, diff);

  fptr = &function1;
  printf("native: %d\n",(*fptr)(6));
  fptr = memfun;
  printf("memory: %d\n",(*fptr)(6) );
  fptr = &function1;
  printf("native: %d\n",(*fptr)(6));

  free(memfun);
  return 0;
}

Answer 4

我在C语言中多次尝试过这个问题，得出的结论是仅使用C语言无法完成该问题。我的主要烦恼是找到要复制的函数的长度。

标准C语言没有提供任何获取函数长度的方法。然而，可以使用汇编语言和“节”来找到长度。一旦找到长度，复制和执行就很容易了。

最简单的解决方案是创建或定义包含该函数的链接器段。编写一个汇编语言模块来计算并公开声明该段的长度。使用该常数来确定函数的大小。

还有其他涉及设置链接器的方法，例如预定义区域或固定位置并复制这些位置。

在嵌入式系统领域，大多数将可执行内容复制到 RAM 的代码都是用汇编语言编写的。

Answer 5

这可能是一个黑客解决方案。您可以在函数（要复制的）之后直接创建一个虚拟变量或函数，获取该虚拟变量/函数的地址，然后使用该函数地址使用地址进行求和排序算术以获得函数大小吗？这可能是可能的，因为内存是线性且有序（而不是随机）分配的。这也将使函数复制保持在 ANSI C 可移植性质内，而不是深入研究系统特定的汇编代码。我发现C相当灵活，只需要把事情想清楚就可以了。