如何在 Mac 上使用 Intel 的内存保护扩展 (MPX) 编译程序？

Question

我正在尝试通过镜像 this tutorial for Linux 在我的 Macbook Pro 上测试英特尔的内存保护扩展 (MPX)。我的处理器是 Intel Core i5-6267U，它确实有能力使用 MPX，经运行 sysctl machdep.cpu | grep MPX 验证。但是，当我尝试编译以下测试程序时：

#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#define noinline __attribute__((noinline))

char dog[] = "dog";
char password[] = "secr3t";

noinline
char dog_letter(int nr)
{
        return dog[nr];
}

int main(int argc, char **argv)
{
        int max = sizeof(dog);
        int i;

        if (argc >= 2)
                max = atoi(argv[1]);

        for (i = 0; i < max; i++)
                printf("dog[%d]: '%c'\n", i, dog_letter(i));

        return 0;
}

使用以下命令：

/usr/local/bin/gcc-8 -o mpx_test -fcheck-pointer-bounds -mmpx mpx_test.c

我收到以下错误字符串：

/var/folders/v0/g_jfwt1j0kj1cp6vjn818jjh0000gn/T//cc5F0fho.s:26:10: error: unexpected token in argument list
        bnd jle L2
                ^
/var/folders/v0/g_jfwt1j0kj1cp6vjn818jjh0000gn/T//cc5F0fho.s:37:11: error: unexpected token in argument list
        bnd call        _atoi
                        ^
/var/folders/v0/g_jfwt1j0kj1cp6vjn818jjh0000gn/T//cc5F0fho.s:41:10: error: unexpected token in argument list
        bnd jmp L3
                ^
/var/folders/v0/g_jfwt1j0kj1cp6vjn818jjh0000gn/T//cc5F0fho.s:45:11: error: unexpected token in argument list
        bnd call        _dog_letter
                        ^
/var/folders/v0/g_jfwt1j0kj1cp6vjn818jjh0000gn/T//cc5F0fho.s:57:9: error: unexpected token in argument list
        bnd jl  L4
                ^
/var/folders/v0/g_jfwt1j0kj1cp6vjn818jjh0000gn/T//cc5F0fho.s:61:2: error: invalid instruction mnemonic 'bnd'
        bnd ret
        ^~~
/var/folders/v0/g_jfwt1j0kj1cp6vjn818jjh0000gn/T//cc5F0fho.s:88:2: error: invalid instruction mnemonic 'bnd'
        bnd ret
        ^~~

如果我使用 -S 标志进行编译，我可以看到 GCC 生成的程序集确实具有 MPX 特定指令 (bnd...)。我还需要做什么来编译带有 MPX 保护的程序？

Answer 1

我找到了一种解决方法，可以让我在我的 Mac 上使用 MPX - 虽然它实际上只适用于小程序。我为 kernel space 使 MPX 工作所采取的步骤如下：

启用 MPX。有关如何执行此操作的信息，请参阅 Intel 手册。简而言之，需要向 MSR 写入一些位。
启动 Linux VM 或跳到具有支持 MPX 的 assembler 的任何其他系统。
在第二个系统上，写出 MPX 汇编指令（您想要的程序返回 Mac）和 assemble 程序。
Disassemble 通过 objdump -d 程序并将相关 MPX 指令和操作数的操作码复制到 Mac.
在 Mac 上编译和运行 :)

这也适用于用户 space 中的 MPX，但对启用 MPX 的方式略有更改（XSAVE 用户 space 的说明和内核 [=40= 的 MSR ]).

作为复制操作码后 Mac 上的内联汇编的示例，请考虑以下内容。

__asm__ volatile (
        ".byte 0xf3, 0x0f, 0x1b, 0x40, 0x10     \t\n" // bndmk 16(%rax), %bnd0
        ".byte 0xf2, 0x0f, 0x1a, 0x40, 0x16     \t\n" // bndcu 22(%rax), %bnd0
        :
        : "a" (some_input)
    );

如何在 Mac 上使用 Intel 的内存保护扩展 (MPX) 编译程序？

How can I compile a program with Intel's Memory Protection Extensions (MPX) on a Mac?

c

gcc

x86

cpu

intel