拦截系统调用
今天在ubuntu中玩了下“拦截系统调用”，记录下自己对整个实现的理解。
原理
在linux kernel中，系统调用都放在一个叫做“sys_call_table”的分配表里面，在进入一个系统调用的最后一步，会调用与eax中包含的系统调用号对应的特定服务例程：
call *sys_call_table(,%eax,4)
因为分派表中的每个表项占4个字节，因此首先把系统调用号乘以4，再加上sys_call_table分配表的起始地址，然后从从这个地址单元获取指向服务例程的指针，内核就找到了要调用的服务例程。我们只要修改对应的分配表项，即可实现系统调用的拦截。
获取sys_call_table的地址
网上介绍了很多种方法得到sys_call_table的地址，我使用了相对简单的一种方法——从内核导出的符号表中获取。
图中，十六进制数c15b3000即为sys_call_table的地址。同时，我们也得到了一个重要的信息，该符号对应的内存区域是只读的!
清除写保护
因为sys_call_table分配表的内存属性为只读，因此，我们要先清除对应地址的写保护。暂时使用了两种方法实现该目的：
第一种方法，修改cr0读写保护位：
/* 清除写保护 */
unsigned int clear_and_return_cr0(void)
{
unsigned int cr0 = 0;
unsigned int ret;
asm volatile ("movl %%cr0, %%eax"
: "=a"(cr0)
);
ret = cr0;
/* clear the 16 bit of CR0, a.k.a WP bit */
cr0 &= 0xfffeffff;
asm volatile ("movl %%eax, %%cr0"
:
: "a"(cr0)
);
return ret;
}
/* 设置cr0，--本程序用来恢复写保护 */
void setback_cr0(unsigned int val)
{
asm volatile ("movl %%eax, %%cr0"
:
: "a"(val)
);
}
第二种方法，设置虚拟地址对应页表项的读写属性：
/* make the page writable */
int make_rw(unsigned long address)
{
unsigned int level;
pte_t *pte = lookup_address(address, &level);
if (pte->pte & ~_PAGE_RW)
pte->pte |= _PAGE_RW;
return 0;
}
/* make the page write protected */
int make_ro(unsigned long address)
{
unsigned int level;
pte_t *pte = lookup_address(address, &level);
pte->pte &= ~_PAGE_RW;
return 0;
}
附：完整代码
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/sched.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/file.h>
#include <linux/fs_struct.h>
#include <linux/fdtable.h>
#include <linux/string.h>
#include <linux/mm.h>
#include <linux/syscalls.h>
#include <linux/list.h>
#include <linux/jiffies.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <asm/unistd.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <linux/path.h>
#include <linux/time.h>
#include <linux/stat.h>
#include <net/sock.h>
#include <net/inet_sock.h>
#include <asm/cpufeature.h>
/* grep sys_call_table /boot/System.map-`uname -r` */
unsigned long **sys_call_table = (unsigned long **)0xc15b3000;
unsigned long *orig_mkdir = NULL;
/* make the page writable */
int make_rw(unsigned long address)
{
unsigned int level;
pte_t *pte = lookup_address(address, &level);
if (pte->pte & ~_PAGE_RW)
pte->pte |= _PAGE_RW;
return 0;
}
/* make the page write protected */
int make_ro(unsigned long address)
{
unsigned int level;
pte_t *pte = lookup_address(address, &level);
pte->pte &= ~_PAGE_RW;
return 0;
}
asmlinkage long hacked_mkdir(const char __user *pathname, int mode)
{
printk("mkdir pathname: %s\n", pathname);
printk(KERN_ALERT "mkdir do nothing!\n");
return 0; /*everything is ok, but he new systemcall does nothing*/
}
static int syscall_init_module(void)
{
printk(KERN_ALERT "sys_call_table: 0x%lx\n", sys_call_table);
orig_mkdir = (unsigned long *)(sys_call_table[__NR_mkdir]);
printk(KERN_ALERT "orig_mkdir: 0x%lx\n", orig_mkdir);
make_rw((unsigned long)sys_call_table);
sys_call_table[__NR_mkdir] = (unsigned long *)hacked_mkdir;
make_ro((unsigned long)sys_call_table);
return 0;
}
static void syscall_cleanup_module(void)
{
printk(KERN_ALERT "Module syscall unloaded.\n");
make_rw((unsigned long)sys_call_table);
sys_call_table[__NR_mkdir] = (unsigned long *)orig_mkdir; /*set mkdir syscall to the origal one*/
make_ro((unsigned long)sys_call_table);
}
module_init(syscall_init_module);
module_exit(syscall_cleanup_module);
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_DESCRIPTION("hack syscall");
参考：
1、《深入理解linux内核（第三版）》
2、Hijack Linux System Calls: Part III. System Call Table