Linux用户空间获取系统调用表地址
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;
}
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 {GetProperty(Content)}x80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
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