前段时间需要写一个libc探针，用来监测libc函数的调用，在google和github上找了很久，Windows和Android平台的inline hook都有比较详细的教程，但是Linux平台的教程比较缺乏，所以决定自己写一篇，思路参考了一篇Windows的inline hook文章，链接放在最后。
简单地说，inline hook就是通过直接修改程序的汇编代码来实现hook，举个例子：
假设这是一个函数开头的几条汇编代码
通过inline hook我们可以将其改为这样：
那么，当执行流进入这个函数时，它就会跳转到0x7fffff898688这个地址，并执行这个地址上的代码，我们可以将jmp的地址指定为hook函数的地址，以达到hook的目的
流程
我们的目标是libc中的库函数，所以我们需要先得到libc的基地址
只需要将进程的pid作为参数传入函数就可以得到目标进程的libc基地址
得到libc基地址后，再加上libc函数的偏移地址就可以得到libc函数的实际地址
为什么要保存目标函数的前面几条指令？
如果不在hook函数中调用原函数，那么不保存也行，但是大部分情况下，我们还是需要调用原函数来完成任务的，在后面的步骤中，我们会修改目标函数的前几条指令，如果不保存，就无法再次调用原函数
所以保存几条指令合适呢？
保存几条指令取决于要插入什么指令，inline hook常见的插入指令有三种：
三种指令各有优缺点
||jmp offset|jmp reg|push & ret|
|:-:|:-:|:-:|:-:|
|优点|编码简单，不改变环境|编码相对简单，跳转距离长|跳转距离长，不改变环境
|缺点|跳转距离短|改变环境(寄存器)|编码复杂
|一般适用|32位|32位或64位|64位
我们的inline hook将选择第三种类型的跳转，其硬编码如下所示：
硬编码的长度为14字节，所以我们要将目标函数大于等于十四字节的最少条数指令保存下来（有点绕口，请仔细揣摩）
但是我们如何知道最少应该保存多少字节的机器码呢？ 答案是使用capstone
capstone的安装请自行搜索资料，并不是很难安装
通过下面的函数，我们只需要传入一个地址，就能得到应该保存多少字节的机器码
得到函数的返回之后，再使用memcpy从函数开始的地址复制合适个数的字节就行，完整代码会在后面给出
func_hook函数的参数分别是：目标函数的名称，目标函数的hook函数，目标函数的跳板函数（相当与原来的目标函数）
func_hook函数中，我们首先获得了目标函数的地址，然后使用mprotect函数将目标函数所在页的权限改为可读可写可执行，接着获取需要保存的字节数，再分配一块空间来存放保存的指令，在保存指令的后面放一个push&ret跳转，使之回到目标函数保存的指令的后一条指令，这就是跳板函数，执行跳板函数就相当于执行原函数，最后将这个地址赋值给跳板函数
一不小心把第二步和第三步都讲了，不过不影响
这一步比较简单，我们只需要使用push&ret编码覆盖目标函数的开始几条指令，使之跳转到我们写好的hook函数
在第二步的代码后面加三行代码就行
在最后我定义了fopen和fclose的hook函数，并在main函数中安装了hook
编译并运行
输出如下：
开始的两个fopen是因为先安装了fopen的hook，然后在安装fclose的hook的时候调用了fopen，触发了fopen的hook
以上的代码实现了本进程的hook，如果我们想要跨进程hook，可以将代码稍作修改并编译成so，然后使用so注入工具将其注入到其他进程
修改后的代码：
将其编译为so文件
新建一个sample.c文件，文件内容：
编译并运行sample
去github找一个开源的so注入工具 linux_so_injector，按引导构建好项目
新开一个终端，使用ps获取sample的pid，然后使用injector注入so
显示注入成功后，sample的输出如下：
除去最前面的两次fopen，刚好hook了十次
让我们来看看malloc函数的开头几条指令：
mov rdx,QWORD PTR [rip+0x11c3c] 这条指令使用了rip偏移寻址，需要用到当前的rip寄存器的值，如果我们贸然将其保存到跳板函数，当程序执行到跳板函数时，rip已经变了
要想得到正确的执行结果，就必须修改这条指令的偏移
当我们将so注入某个进程时，有可能出现安装hook的同时，进程的其他线程正好执行到了目标函数，这是程序就有可能崩溃
以上两个问题的答案都可以在参考文章中找到答案，本文旨在介绍inline hook，就不针对这两个问题做代码实现了
Windows inline hook详解
push ebp
mov ebp, esp
sub esp, 0x20
push ebp
mov ebp, esp
sub esp, 0x20
jmp 0x7fffff898688
...
//获取libc的基地址
intptr_t get_libc_base(pid_t pid)
{
intptr_t libcAddr;
char* buf;
char* end;
FILE* fd = fopen("/proc/self/maps", "r");
if(!fd)
{
printf("open maps error!");
exit(1);
}
buf = (char*) malloc(0x100);
do{
fgets(buf, 0x100, fd);
} while(!strstr(buf, "libc-"));
end = strchr(buf, '-');
libcAddr = strtol(buf, &end, 16);
// printf("The process %d's libcbase is: 0x%lx\n", pid, libcAddr);
fclose(fd);
return libcAddr;
}
//获取libc的基地址
intptr_t get_libc_base(pid_t pid)
{
intptr_t libcAddr;
char* buf;
char* end;
FILE* fd = fopen("/proc/self/maps", "r");
if(!fd)
{
printf("open maps error!");
exit(1);
}
buf = (char*) malloc(0x100);
do{
fgets(buf, 0x100, fd);
} while(!strstr(buf, "libc-"));
end = strchr(buf, '-');
libcAddr = strtol(buf, &end, 16);
// printf("The process %d's libcbase is: 0x%lx\n", pid, libcAddr);
fclose(fd);
return libcAddr;
}
//获取目标函数的地址
intptr_t get_target_addr(intptr_t libc_base, const char* func_name)
{
intptr_t funcAddr;
funcAddr = (size_t)dlsym(0, func_name);
funcAddr -= get_libc_base(getpid());
funcAddr += libc_base;
// printf("function %s address is: 0x%lx\n", func_name, funcAddr);
return funcAddr;
}
//获取目标函数的地址
intptr_t get_target_addr(intptr_t libc_base, const char* func_name)
{
intptr_t funcAddr;
funcAddr = (size_t)dlsym(0, func_name);
funcAddr -= get_libc_base(getpid());
funcAddr += libc_base;
// printf("function %s address is: 0x%lx\n", func_name, funcAddr);
return funcAddr;
}
push Low_address ;0x68,0,0,0,0
mov dword ptr ss:[rsp+4], high_address ;0xC7,0x44,0x24,0x04,0,0,0,0
ret ;0xC3
push Low_address ;0x68,0,0,0,0
mov dword ptr ss:[rsp+4], high_address ;0xC7,0x44,0x24,0x04,0,0,0,0
ret ;0xC3
//获取目标函数前几条指令的长度
int get_asm_len(intptr_t target)
{
csh handle;
cs_insn* insn;
size_t count;
char code[30] = {0};
int rv;
memcpy((void*)code, (void*)target, 30);
if(cs_open(CS_ARCH_X86, CS_MODE_64, &handle))
{
printf("Error: cs_open\n");
return -1;
}
count = cs_disasm(handle, code, 30, 0, 0, &insn);
if(count)
{
for(size_t i = 0; i < count; i++)
{
if (insn[i].address >= 14)
{
rv = insn[i].address;
break;
}
}
cs_free(insn, count);
}
else
{
printf("Error: cs_disasm\n");
return -1;
}
cs_close(&handle);
return rv;
}
//获取目标函数前几条指令的长度
int get_asm_len(intptr_t target)
{
csh handle;
cs_insn* insn;
size_t count;
char code[30] = {0};
int rv;
memcpy((void*)code, (void*)target, 30);
if(cs_open(CS_ARCH_X86, CS_MODE_64, &handle))
{
printf("Error: cs_open\n");
return -1;
}
count = cs_disasm(handle, code, 30, 0, 0, &insn);
if(count)
{
for(size_t i = 0; i < count; i++)
{
if (insn[i].address >= 14)
{
rv = insn[i].address;
break;
}
}
cs_free(insn, count);
}
else
{
printf("Error: cs_disasm\n");
return -1;
}
cs_close(&handle);
return rv;
}
void func_hook(const char* funcname, void* hook_func, void** origin_func)
{
intptr_t libc_base = get_libc_base(getpid());
intptr_t target_addr = get_target_addr(libc_base, funcname);
//根据目标函数的地址确定目标函数所在的页，并将该页的权限改为可读可写可执行
intptr_t page_start = target_addr & 0xfffffffff000;
mprotect((void*)page_start, 0x1000, PROT_READ|PROT_WRITE|PROT_EXEC);
int asm_len = get_asm_len(target_addr);
if(asm_len <= 0)
{
printf("Error: get_asm_len\n");
exit(-1);
}
char* temp_func = (char*)mmap(NULL, 4096, PROT_WRITE|PROT_EXEC|PROT_READ, MAP_ANON|MAP_PRIVATE, -1, 0);
memcpy((void*)temp_func, (void*)target_addr, asm_len);
intptr_t y = (intptr_t)target_addr + asm_len;
//构造push&ret跳转，填入目标地址
char jmp_code[14] = {0x68,y&0xff,(y&0xff00)>>8,(y&0xff0000)>>16,(y&0xff000000)>>24,
0xC7,0x44,0x24,0x04,(y&0xff00000000)>>32,(y&0xff0000000000)>>40,(y&0xff000000000000)>>48,
(y&0xff00000000000000)>>56,0xC3};
memcpy((void*)(temp_func+asm_len), (void*)jmp_code, 14);
*origin_func = (void*)temp_func;
}
void func_hook(const char* funcname, void* hook_func, void** origin_func)
{
intptr_t libc_base = get_libc_base(getpid());
intptr_t target_addr = get_target_addr(libc_base, funcname);
//根据目标函数的地址确定目标函数所在的页，并将该页的权限改为可读可写可执行
intptr_t page_start = target_addr & 0xfffffffff000;
mprotect((void*)page_start, 0x1000, PROT_READ|PROT_WRITE|PROT_EXEC);
int asm_len = get_asm_len(target_addr);
if(asm_len <= 0)
{
printf("Error: get_asm_len\n");
exit(-1);
}
char* temp_func = (char*)mmap(NULL, 4096, PROT_WRITE|PROT_EXEC|PROT_READ, MAP_ANON|MAP_PRIVATE, -1, 0);
memcpy((void*)temp_func, (void*)target_addr, asm_len);
intptr_t y = (intptr_t)target_addr + asm_len;
//构造push&ret跳转，填入目标地址
char jmp_code[14] = {0x68,y&0xff,(y&0xff00)>>8,(y&0xff0000)>>16,(y&0xff000000)>>24,
0xC7,0x44,0x24,0x04,(y&0xff00000000)>>32,(y&0xff0000000000)>>40,(y&0xff000000000000)>>48,
(y&0xff00000000000000)>>56,0xC3};
memcpy((void*)(temp_func+asm_len), (void*)jmp_code, 14);
*origin_func = (void*)temp_func;
}
//替换目标函数的前len个字节，使之跳转到hook函数
void change_bytes(intptr_t addr, const char code[], int len)
{
memcpy((void*)addr, code, len);
}
void func_hook(const char* funcname, void* hook_func, void** origin_func)
{
intptr_t libc_base = get_libc_base(getpid());
intptr_t target_addr = get_target_addr(libc_base, funcname);
//根据目标函数的地址确定目标函数所在的页，并将该页的权限改为可读可写可执行
intptr_t page_start = target_addr & 0xfffffffff000;
mprotect((void*)page_start, 0x1000, PROT_READ|PROT_WRITE|PROT_EXEC);
int asm_len = get_asm_len(target_addr);
if(asm_len <= 0)
{
printf("Error: get_asm_len\n");
exit(-1);
}
char* temp_func = (char*)mmap(NULL, 4096, PROT_WRITE|PROT_EXEC|PROT_READ, MAP_ANON|MAP_PRIVATE, -1, 0);
memcpy((void*)temp_func, (void*)target_addr, asm_len);
intptr_t y = (intptr_t)target_addr + asm_len;
//构造push&ret跳转，填入目标地址
char jmp_code[14] = {0x68,y&0xff,(y&0xff00)>>8,(y&0xff0000)>>16,(y&0xff000000)>>24,
0xC7,0x44,0x24,0x04,(y&0xff00000000)>>32,(y&0xff0000000000)>>40,(y&0xff000000000000)>>48,
(y&0xff00000000000000)>>56,0xC3};
memcpy((void*)(temp_func+asm_len), (void*)jmp_code, 14);
*origin_func = (void*)temp_func;
intptr_t x = (intptr_t)hook_func;
char hard_code[14] = {0x68,x&0xff,(x&0xff00)>>8,(x&0xff0000)>>16,(x&0xff000000)>>24,
0xC7,0x44,0x24,0x04,(x&0xff00000000)>>32,(x&0xff0000000000)>>40,(x&0xff000000000000)>>48,
(x&0xff00000000000000)>>56,0xC3};
change_bytes(target_addr, hard_code, 14);
}
//替换目标函数的前len个字节，使之跳转到hook函数
void change_bytes(intptr_t addr, const char code[], int len)
{
memcpy((void*)addr, code, len);
}
void func_hook(const char* funcname, void* hook_func, void** origin_func)
{
intptr_t libc_base = get_libc_base(getpid());
intptr_t target_addr = get_target_addr(libc_base, funcname);
//根据目标函数的地址确定目标函数所在的页，并将该页的权限改为可读可写可执行
intptr_t page_start = target_addr & 0xfffffffff000;
mprotect((void*)page_start, 0x1000, PROT_READ|PROT_WRITE|PROT_EXEC);
int asm_len = get_asm_len(target_addr);
if(asm_len <= 0)
{
printf("Error: get_asm_len\n");
exit(-1);
}
char* temp_func = (char*)mmap(NULL, 4096, PROT_WRITE|PROT_EXEC|PROT_READ, MAP_ANON|MAP_PRIVATE, -1, 0);
memcpy((void*)temp_func, (void*)target_addr, asm_len);
intptr_t y = (intptr_t)target_addr + asm_len;
//构造push&ret跳转，填入目标地址
char jmp_code[14] = {0x68,y&0xff,(y&0xff00)>>8,(y&0xff0000)>>16,(y&0xff000000)>>24,
0xC7,0x44,0x24,0x04,(y&0xff00000000)>>32,(y&0xff0000000000)>>40,(y&0xff000000000000)>>48,
(y&0xff00000000000000)>>56,0xC3};
memcpy((void*)(temp_func+asm_len), (void*)jmp_code, 14);
*origin_func = (void*)temp_func;
intptr_t x = (intptr_t)hook_func;
char hard_code[14] = {0x68,x&0xff,(x&0xff00)>>8,(x&0xff0000)>>16,(x&0xff000000)>>24,
0xC7,0x44,0x24,0x04,(x&0xff00000000)>>32,(x&0xff0000000000)>>40,(x&0xff000000000000)>>48,
(x&0xff00000000000000)>>56,0xC3};
change_bytes(target_addr, hard_code, 14);
}
//获取libc的基地址
intptr_t get_libc_base(pid_t pid)
{
intptr_t libcAddr;
char* buf;
char* end;
FILE* fd = fopen("/proc/self/maps", "r");
if(!fd)
{
printf("open maps error!");
exit(1);
}
buf = (char*) malloc(0x100);
do{
fgets(buf, 0x100, fd);
} while(!strstr(buf, "libc-"));
end = strchr(buf, '-');
libcAddr = strtol(buf, &end, 16);
// printf("The process %d's libcbase is: 0x%lx\n", pid, libcAddr);
fclose(fd);
return libcAddr;
}
//获取目标函数的地址
intptr_t get_target_addr(intptr_t libc_base, const char* func_name)
{
intptr_t funcAddr;
funcAddr = (size_t)dlsym(0, func_name);
funcAddr -= get_libc_base(getpid());
funcAddr += libc_base;
// printf("function %s address is: 0x%lx\n", func_name, funcAddr);
return funcAddr;
}
//获取目标函数前几条指令的长度
int get_asm_len(intptr_t target)
{
csh handle;
cs_insn* insn;
size_t count;
char code[30] = {0};
int rv;
memcpy((void*)code, (void*)target, 30);
if(cs_open(CS_ARCH_X86, CS_MODE_64, &handle))
{
printf("Error: cs_open\n");
return -1;
}
count = cs_disasm(handle, code, 30, 0, 0, &insn);
if(count)
{
for(size_t i = 0; i < count; i++)
{
if (insn[i].address >= 14)
{
rv = insn[i].address;
break;
}
}
cs_free(insn, count);
}
else
{
printf("Error: cs_disasm\n");
return -1;
}
cs_close(&handle);
return rv;
}
//替换目标函数的前len个字节，使之跳转到hook函数
void change_bytes(intptr_t addr, const char code[], int len)
{
memcpy((void*)addr, code, len);
}
void func_hook(const char* funcname, void* hook_func, void** origin_func)
{
intptr_t libc_base = get_libc_base(getpid());
intptr_t target_addr = get_target_addr(libc_base, funcname);
//根据目标函数的地址确定目标函数所在的页，并将该页的权限改为可读可写可执行
intptr_t page_start = target_addr & 0xfffffffff000;
mprotect((void*)page_start, 0x1000, PROT_READ|PROT_WRITE|PROT_EXEC);
int asm_len = get_asm_len(target_addr);
if(asm_len <= 0)
{
printf("Error: get_asm_len\n");
exit(-1);
}
char* temp_func = (char*)mmap(NULL, 4096, PROT_WRITE|PROT_EXEC|PROT_READ, MAP_ANON|MAP_PRIVATE, -1, 0);
memcpy((void*)temp_func, (void*)target_addr, asm_len);
intptr_t y = (intptr_t)target_addr + asm_len;
//构造push&ret跳转，填入目标地址
char jmp_code[14] = {0x68,y&0xff,(y&0xff00)>>8,(y&0xff0000)>>16,(y&0xff000000)>>24,
0xC7,0x44,0x24,0x04,(y&0xff00000000)>>32,(y&0xff0000000000)>>40,(y&0xff000000000000)>>48,
(y&0xff00000000000000)>>56,0xC3};
memcpy((void*)(temp_func+asm_len), (void*)jmp_code, 14);
*origin_func = (void*)temp_func;
intptr_t x = (intptr_t)hook_func;
char hard_code[14] = {0x68,x&0xff,(x&0xff00)>>8,(x&0xff0000)>>16,(x&0xff000000)>>24,
0xC7,0x44,0x24,0x04,(x&0xff00000000)>>32,(x&0xff0000000000)>>40,(x&0xff000000000000)>>48,
(x&0xff00000000000000)>>56,0xC3};
change_bytes(target_addr, hard_code, 14);
}
static FILE* (*origin_fopen)(const char* filename, const char* mod);
static int (*origin_fclose)(FILE* fp);
static FILE* fopen_hook(const char* filename, const char* mod)
{
FILE* rv = origin_fopen(filename, mod);
printf("fopen(\"%s\", \"%s\")\n\treturn: %p\n", filename, mod, rv);
return rv;
}
static int fclose_hook(FILE* fp)
{
int rv = origin_fclose(fp);
printf("fclose(%p)\n\treturn: %d\n", fp, rv);
return rv;
}
int main()
{
func_hook("fopen", (void*)fopen_hook, (void**)&origin_fopen);
func_hook("fclose", (void*)fclose_hook, (void**)&origin_fclose);
FILE* file = fopen("sample.txt", "r");
if (file != NULL)
{
fclose(file);
}
return 0;
}
//获取libc的基地址
intptr_t get_libc_base(pid_t pid)
{
intptr_t libcAddr;
char* buf;
char* end;
FILE* fd = fopen("/proc/self/maps", "r");
if(!fd)
{
printf("open maps error!");
exit(1);
}
buf = (char*) malloc(0x100);
do{
fgets(buf, 0x100, fd);
} while(!strstr(buf, "libc-"));
end = strchr(buf, '-');
libcAddr = strtol(buf, &end, 16);
// printf("The process %d's libcbase is: 0x%lx\n", pid, libcAddr);
fclose(fd);
return libcAddr;
}
//获取目标函数的地址
intptr_t get_target_addr(intptr_t libc_base, const char* func_name)
{
intptr_t funcAddr;
funcAddr = (size_t)dlsym(0, func_name);
funcAddr -= get_libc_base(getpid());
funcAddr += libc_base;
// printf("function %s address is: 0x%lx\n", func_name, funcAddr);
return funcAddr;
}
//获取目标函数前几条指令的长度
int get_asm_len(intptr_t target)
{
csh handle;
cs_insn* insn;
size_t count;
char code[30] = {0};
int rv;
memcpy((void*)code, (void*)target, 30);
if(cs_open(CS_ARCH_X86, CS_MODE_64, &handle))
{
printf("Error: cs_open\n");
return -1;
}
count = cs_disasm(handle, code, 30, 0, 0, &insn);
if(count)
{
for(size_t i = 0; i < count; i++)
{
if (insn[i].address >= 14)
{
rv = insn[i].address;
break;
}
}
cs_free(insn, count);
}
else
{
printf("Error: cs_disasm\n");
return -1;
}
cs_close(&handle);
return rv;
}
//替换目标函数的前len个字节，使之跳转到hook函数
void change_bytes(intptr_t addr, const char code[], int len)
{
memcpy((void*)addr, code, len);
}
void func_hook(const char* funcname, void* hook_func, void** origin_func)
{
intptr_t libc_base = get_libc_base(getpid());
intptr_t target_addr = get_target_addr(libc_base, funcname);
//根据目标函数的地址确定目标函数所在的页，并将该页的权限改为可读可写可执行
intptr_t page_start = target_addr & 0xfffffffff000;
mprotect((void*)page_start, 0x1000, PROT_READ|PROT_WRITE|PROT_EXEC);
int asm_len = get_asm_len(target_addr);
if(asm_len <= 0)
{
printf("Error: get_asm_len\n");
exit(-1);
}
char* temp_func = (char*)mmap(NULL, 4096, PROT_WRITE|PROT_EXEC|PROT_READ, MAP_ANON|MAP_PRIVATE, -1, 0);
memcpy((void*)temp_func, (void*)target_addr, asm_len);
intptr_t y = (intptr_t)target_addr + asm_len;
//构造push&ret跳转，填入目标地址
char jmp_code[14] = {0x68,y&0xff,(y&0xff00)>>8,(y&0xff0000)>>16,(y&0xff000000)>>24,
0xC7,0x44,0x24,0x04,(y&0xff00000000)>>32,(y&0xff0000000000)>>40,(y&0xff000000000000)>>48,
(y&0xff00000000000000)>>56,0xC3};
memcpy((void*)(temp_func+asm_len), (void*)jmp_code, 14);
*origin_func = (void*)temp_func;
intptr_t x = (intptr_t)hook_func;
char hard_code[14] = {0x68,x&0xff,(x&0xff00)>>8,(x&0xff0000)>>16,(x&0xff000000)>>24,
0xC7,0x44,0x24,0x04,(x&0xff00000000)>>32,(x&0xff0000000000)>>40,(x&0xff000000000000)>>48,
(x&0xff00000000000000)>>56,0xC3};
change_bytes(target_addr, hard_code, 14);
}
static FILE* (*origin_fopen)(const char* filename, const char* mod);
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