我可以执行驻留在数据段（ELF 二进制文件）中的代码吗？

Question

为了理解二进制文件（虚拟内存布局、执行...等），我编写了一个 C 代码，它声明了一个包含可执行代码字节的全局字符串，然后我覆盖了通过在 main() 中声明一个指针 (PTR)，从 main() 函数到该可执行代码的 return 地址是保留在stack 2 WORDS far away from the return address from the main()，所以我所做的就是将return地址的地址分配给那个指针(PTR=(int*)&PTR+2)，然后覆盖内容该地址与可执行代码（静态字符串）的地址。

现在的困境是，每当我编译和执行时，我都会收到一个 分段错误。可执行代码没有内存 input/output（它只是一堆 NOPs）。

我使用 GDB 确保该过程完美运行：return 地址更改为字符串的地址，但 return 从未发生。

我所知道的是可执行代码被映射到虚拟内存中被标记为 RW（.data 和 .bss 段）的页面，所以也许没有办法这样做代码执行，除非代码被注入 executable 内存区域（标记为 RE 的页面）。这就是我对这个主题的理论，我邀请你提供更多细节。

char code[]="\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90"; //a static string contains executable code

int main()
{
int *return_address; //Pointer to the return address - uninitialized
return_address = (int *)&return_address + 2; //Initializing the return address - according to stack layout
(*return_address) = (int)code; //Overwriting the return address with the code's address
}

Answer 1

i receive a segmentation fault.

它是数据执行预防的硬件控制(https://en.wikipedia.org/wiki/Executable_space_protection#Linux) - 如果页面[=80=中没有设置'x'（执行）位，你不能直接跳转到数据页]s。 /proc/$pid/maps / /proc/$pid/smaps 文件中列出了所有位的内存映射，如 'rwx' 用于 writable 代码，'rw-' 用于未执行的数据，'r--'对于只读数据，'r-x' 对于普通代码。

如果你想执行数据，你应该调用 mprotect 带有 PROT_EXEC 标志的系统调用在你想要成为代码的数据部分。

在 x86 世界中，这在 Pentium 4 (Prescott) 和更新版本（Core、Core2、Core i*、core m）/ Athlon 64 / Opteron 和更新版本中完全实现为 "NX bit" / "XD bit" feature。如果 OS 在 32 位模式下工作，则必须打开 PAE 才能在页面 table 中拥有此位。在 x86_64 模式（64 位）中，始终支持 NX/XD 位。

2004 年左右，linux 添加了第一个支持变体：http://linuxgazette.net/107/pramode.html

在 2007 年，您可能拥有过时的硬件、旧内核或没有 PAE 的 32 位模式内核。

关于 NX/XD 位的信息：https://en.wikipedia.org/wiki/NX_bit

有时'rwx'模式可能被禁止，检查https://en.wikipedia.org/wiki/W^X。

对于 NX 之前的系统，存在基于 x86 的段寄存器的解决方案，以部分禁用部分内存 space 的执行。

can i execute the program above without having an segmentation fault ?

您可以：

通过使用 PROT_READ|PROT_EXEC

mprotect

将 elf 文件的数据段标记为 executable（需要深入 ld 脚本内部 - 默认为 ld --verbose）
使所有页面包括.data和堆执行table（不仅仅是堆栈）
使用 ld 或 gcc -z execstack
移动 shellcode 到 elf 文件的文本数据
尝试禁用内核中的 nx/xd 位（很难；可能需要重新编译）
使用未启用 PAE 选项（构建时选项）的 32 位 OS（内核）。
使用旧的 cpu 没有 NX/XD

我可以执行驻留在数据段（ELF 二进制文件）中的代码吗？

Can i execute code that resides in data segment (ELF binary)?

c

memory

elf

segmentation-fault

shellcode