Android Hook框架adbi的分析(1)---注入工具hijack
本文博客地址：http://blog.csdn.net/qq1084283172/article/details/74055505
一、Android Hook框架adbi的基本介绍
adbi是Android平台的inline Hook框架，和前面博客中提到的libinject和poison注入工具原理差不多，要说具体的相似性的话，poison注入工具可以替换此处adbi的hijack注入工具实现so的注入和函数的Hook。adbi Hook框架和前面poison注入工具实现函数Hook的原理是一样的，先通过进程注入工具将so库文件注入到指定的目标pid进程中，函数Hook的执行在so库文件注入到目标pid中即so库文件被目标pid进程加载的时候执行的，具体的原理可以参考前面的博客 《Android so注入(inject)和Hook(挂钩)的实现思路讨论》,在so库文件加载的时候，会首先执行.init段的构造函数，该构造函数的定义方法为:
void __attribute__((constructor)) x_init(void)
当我们向目标pid进程注入so库文件时，会最先执行该x_init函数，因此可以实现Hook目标pid进程函数的目的，该x_init函数唯一的不足就是不能传递函数参数。
Android Hook框架adbi的源码地址：https://github.com/crmulliner/adbi 。
Android Hook框架adbi的源码结构和功能示意图如下：
二、hijack注入工具的工作步骤
默认的约定
.目标pid进程：远程被注入so库文件的目标pid进程
.本地进程：当前so注入工具hijack所在的进程
.Android系统跨进程so库文件注入能够实现的前提：在获取到
root权限的条件下
- 获取目标pid进程的libc库中
mprotect函数的远程调用地址； - 获取被注入的目标pid进程中
dlopen函数的远程调用地址； ptrace附加到被注入的目标pid进程中,等待附加目标pid进程成功完成；- 获取目标pid进程
被ptrace时寄存器的状态值并保存，用于后面目标pid进程环境的恢复还原； - 通过修改目标pid进程被ptrace时的栈指针寄存器SP，实现在目标pid进程中申请内存空间；
- 将需要注入的so库文件的路径和实现在目标pid进程中调用dlopen函数加载so库文件的shellcode写入到
步骤5中申请的栈内存空间中; - 修改获取到目标pid进程被ptrace时，
R0、R1、R2寄存器的值为mprotect函数被调用时的参数值，设置程序指令计数寄存器PC的值为步骤1中，获取到的目标pid进程的mprotect函数的远程调用地址； - 修改获取到目标pid进程被ptrace时的
LR寄存器的值为步骤6中提到的实现在目标pid进程中调用dlopen函数加载so库文件的shellcode地址； - 设置目标pid进程被ptrace时寄存器的环境状态值即上面步骤7、步骤8提到的操作；
- 再次调用
ptrace函数释放对目标pid进程的附加，目标pid进程得以继续执行(但是寄存器环境已经改变)，因此基于上面的操作实现了在目标pid进程中调用mprotect函数修改存放shellcode的堆栈为可读可写可执行，并在mprotect函数返回时实现了执行调用目标pid进程的dlopen函数加载so库文件的shellcode代码，从而实现了跨进程so库文件的注入.
三、注入工具hijack代码的详细分析
（1）.获取目标pid进程libc库中mprotect函数的远程调用地址
1.获取指定目标pid进程内存布局的内存地址信息和名称，相同名称的内存布局空间进行合并。
static int load_memmap(pid_t pid, struct mm *mm, int *nmmp)
{
char raw[80000]; // increase this if needed for larger "maps"
char name[MAX_NAME_LEN];
char *p;
unsigned long start, end;
struct mm *m;
int nmm = 0;
int fd, rv;
int i;
// 格式字符串"/proc/pid/maps"
sprintf(raw, "/proc/%d/maps", pid);
// 获取目标pid进程的内存布局信息
fd = open(raw, O_RDONLY);
if (0 > fd) {
//printf("Can't open %s for reading\n", raw);
return -1;
}
// 数组清零
memset(raw, 0, sizeof(raw));
// 格式：400c2000-400da000 r-xp 00000000 b3:19 949 /system/lib/libm.so
p = raw;
while (1) {
// 分行读取目标pid进程的内存布局信息
rv = read(fd, p, sizeof(raw)-(p-raw));
if (0 > rv) {
//perror("read");
return -1;
}
// 判断内存布局信息是否读取完了
if (0 == rv)
break;
// 修改指向内存缓冲区raw中的指针偏移p
p += rv;
// 判断是否超过内存缓冲区范围
if (p-raw >= sizeof(raw)) {
//printf("Too many memory mapping\n");
return -1;
}
}
// 关闭文件
close(fd);
// 分割字符串
p = strtok(raw, "\n");
m = mm;
while (p) {
// 根据格式解析每一行内存布局信息
// rv = sscanf函数都将返回成功转换并分配的字段数
rv = sscanf(p, "%08lx-%08lx %*s %*s %*s %*s %s\n", &start, &end, name);
// 继续分割字符串
p = strtok(NULL, "\n");
// sscanf函数前两个字段start、end匹配成功的情况即没有名称的情况
if (rv == 2) {
m = &mm[nmm++];
// 内存布局起始地址
m->start = start;
// 内存布局结束地址
m->end = end;
// 设置默认内存布局名称为"[memory]"
strcpy(m->name, MEMORY_ONLY);
continue;
}
/* search backward for other mapping with same name */
// 在前面保存的内存布局行信息中查找相同名称的内存布局
// 例如：
// 7739a000-7739c000 r-xp 00000000 b3:19 795 /system/lib/libOpenSLES.so
// 7739c000-7739d000 r--p 00001000 b3:19 795 /system/lib/libOpenSLES.so
// 7739d000-7739e000 rw-p 00002000 b3:19 795 /system/lib/libOpenSLES.so
for (i = nmm-1; i >= 0; i--) {
m = &mm[i];
if (!strcmp(m->name, name))
break;
}
// 进行相同名称的内存布局起始地址和结束地址的合并
if (i >= 0) {
if (start < m->start)
m->start = start;
if (end > m->end)
m->end = end;
} else {
// 内存起始地址、内存结束地址、内存布局名称
m = &mm[nmm++];
// 内存起始地址
m->start = start;
// 内存结束地址
m->end = end;
// 内存布局名称
strcpy(m->name, name);
}
}
// 保存合并后内存布局的个数
*nmmp = nmm;
return 0;
}2.通过在上面获取到的目标pid进程的内存布局信息中，匹配查找到目标lib库libn，获取目标lib库libn的内存基地址libcaddr并获取保存libn的全路径字符串（此处要查找的是目标pid进程的libc.so库文件的内存基地址和路径字符串）。
/* Find libc in MM, storing no more than LEN-1 chars of
its name in NAME and set START to its starting
address. If libc cannot be found return -1 and
leave NAME and START untouched. Otherwise return 0
and null-terminated NAME. */
// libn为要查找的lib库文件的名称字符串，如："libc."
static int find_libname(char *libn, char *name, int len, unsigned long *start, struct mm *mm, int nmm)
{
int i;
struct mm *m;
char *p;
// 遍历获取到的目标pid进程的内存布局的信息
for (i = 0, m = mm; i < nmm; i++, m++) {
// 直接跳过内存布局名称为"[memory]"的情况
if (!strcmp(m->name, MEMORY_ONLY))
continue;
// 从右开始搜索'/'符号，获取内存布局的名称
// 例如/system/lib/libdl.so，获取名称libdl.so
p = strrchr(m->name, '/');
// 跳过不符合要求的情况
if (!p)
continue;
// 判断获取到的lib库名称是否是要查找的目标lib库名称libn
p++;
if (strncmp(libn, p, strlen(libn)))
continue;
// 获取查找的例如："libc."的长度
p += strlen(libn);
/* here comes our crude test -> 'libc.so' or 'libc-[0-9]' */
// 作者并没有使用
if (!strncmp("so", p, 2) || 1) // || (p[0] == '-' && isdigit(p[1])))
break;
}
// 判断是否查找到目标lib库libn
if (i >= nmm)
/* not found */
return -1;
// 获取指定lib库文件的内存的起始地址
*start = m->start;
// 保存查找到的目标lib库文件的路径字符串m->name
strncpy(name, m->name, len);
// 判断lib库文件的路径字符串是否超过内存数组的长度
if (strlen(m->name) >= len)
// 进行字符串的截取
name[len-1] = '\0';
// 修改指定内存区域内存属性为可读可写可执行
mprotect((void*)m->start, m->end - m->start, PROT_READ|PROT_WRITE|PROT_EXEC);
return 0;
}3.打开查找到的lib目标库文件（路径字符串libc）,解析该Elf文件，获取该lib目标库文件的静态库和动态库的符号表信息即”.symtab”和”.dynsym”系统符号表的信息（此处要解析和查找的为目标pid进程的libc.so库文件的系统符号表的结构体信息）,有关elf文件的解析过程可以仔细的去分析 do_load函数 。
static symtab_t load_symtab(char *filename)
{
int fd;
symtab_t symtab;
symtab = (symtab_t) xmalloc(sizeof(*symtab));
memset(symtab, 0, sizeof(*symtab));
// 打开elf文件
fd = open(filename, O_RDONLY);
if (0 > fd) {
//perror("open");
return NULL;
}
// 解析elf文件，获取elf的".symtab"和".dynsym"的信息结构体
if (0 > do_load(fd, symtab)) {
printf("Error ELF parsing %s\n", filename);
free(symtab);
symtab = NULL;
}
close(fd);
return symtab;
}4.在目标lib库libn的静态库和动态库的符号表查找被Hook的目标函数的RVA即相对地址偏移（此处为在目标pid进程的libc.so库文件的静态库和动态库的符号表中查找mprotect函数的相对地址偏移）。
//struct symtab {
// struct symlist *st; /* "static" symbols */
// struct symlist *dyn; /* dynamic symbols */
//};
static int lookup_sym(symtab_t s, unsigned char type,
char *name, unsigned long *val)
{
// 在动态系统符号表中查找获取目标函数的RVA
if (s->dyn && !lookup2(s->dyn, type, name, val))
return 0;
// 在静态系统符号表中查找获取目标函数的RVA
if (s->st && !lookup2(s->st, type, name, val))
return 0;
return -1;
}5.将获取到的目标pid进程的mprotect函数的RVA和目标pid进程的libc.so库文件的基地址进行相加就得到了目标pid进程中mprotect函数的远程调用地址mprotectaddr。
static int find_name(pid_t pid, char *name, unsigned long *addr)
{
struct mm mm[1000];
unsigned long libcaddr;
int nmm;
char libc[256];
symtab_t s;
// 获取被注入pid进程的so库文件的名称和内存布局起始、结束地址的信息
if (0 > load_memmap(pid, mm, &nmm)) {
printf("cannot read memory map\n");
return -1;
}
// 获取被注入pid进程的libc.so库文件的加载基地址以及libc库文件的路径
if (0 > find_libc(libc, sizeof(libc), &libcaddr, mm, nmm)) {
printf("cannot find libc\n");
return -1;
}
// 打开查找到的lib目标库文件（路径字符串libc）解析该Elf文件
// 获取该lib库文件的静态库和动态库的符号表信息".symtab"或者".dynsym".
s = load_symtab(libc);
if (!s) {
printf("cannot read symbol table\n");
return -1;
}
// 在当前进程加载的libc库文件中查找导出的 name名称函数的相对偏移RVA
// 这个地方，有更好获取mprotect函数调用地址的方法，作者后面也用到了，不知道为什么要用这么复杂的方法?
if (0 > lookup_func_sym(s, name, addr)) {
printf("cannot find %s\n", name);
return -1;
}
// 获取得到目标pid中 name 名称的指定函数的远程调用地址
*addr += libcaddr;
return 0;
}（2）.根据so动态库的加载原理，获取到目标pid进程中dlopen函数的远程调用地址（本地进程dlopen函数的调用地址 -本地进程加载的libdl.so库的基地址 = 远程目标pid进程dlopen函数的调用地址 - 远程目标pid进程加载的libdl.so库的基地址）。
// 加载动态库文件"/system/lib/libdl.so"
// 甚至获取当前进程中dlopen函数的调用地址，这一步不是必须这么去做的
void *ldl = dlopen("libdl.so", RTLD_LAZY);
if (ldl) {
// 获取当前进程中，dlopen函数的调用地址
dlopenaddr = (unsigned long)dlsym(ldl, "dlopen");
dlclose(ldl);
}
unsigned long int lkaddr;
unsigned long int lkaddr2;
// 获取当前进程中的"/system/bin/linker"的基地址
find_linker(getpid(), &lkaddr);
//printf("own linker: 0x%x\n", lkaddr);
//printf("offset %x\n", dlopenaddr - lkaddr);
// 获取被注入的pid进程中"/system/bin/linker"的基地址
find_linker(pid, &lkaddr2);
//printf("tgt linker: %x\n", lkaddr2);
// 获取被注入的目标pid进程中函数dlopen的远程调用地址
dlopenaddr = lkaddr2 + (dlopenaddr - lkaddr);
//printf("tgt dlopen : %x\n", lkaddr2 + (dlopenaddr - lkaddr));
if (debug)
printf("dlopen: 0x%lx\n", dlopenaddr);（3）.ptrace附加到被注入的目标pid进程上，获取此时目标pid进程寄存器环境的状态值。
// ptrace附加到被注入的目标pid进程中
if (0 > ptrace(PTRACE_ATTACH, pid, 0, 0)) {
printf("cannot attach to %d, error!\n", pid);
exit(1);
}
// 等待附加到目标pid进程完成
waitpid(pid, NULL, 0);
......
// 格式化得到字符串"/proc/pid/mem"
sprintf(buf, "/proc/%d/mem", pid);
// 获取被注入的目标pid进程内存中的内容
fd = open(buf, O_WRONLY);
if (0 > fd) {
printf("cannot open %s, error!\n", buf);
exit(1);
}
// 获取目标pid进程中此时所有寄存器的状态值
ptrace(PTRACE_GETREGS, pid, 0, ®s);（4）.通过抬高栈顶，减小获取到的目标pid进程的SP寄存器的值，实现在目标pid进程中申请内存空间。将需要加载的so库文件的路径字符串写入到申请的内存空间中，还将在目标pid进程中实现远程调用dlopen函数加载so库文件的shellcode代码写入到申请的内存空间中。
// dlopen函数的调用方式：void * dlopen( const char * pathname, int mode);
// pc寄存器值指向的是当前指令位置加8个字节
// codeaddr即写入的shellcode执行代码开始的位置
// 作者在目标pid进程中写入shellcode进行执行的方法不错，比较巧妙
unsigned int sc[] = {
0xe59f0040, // ldr r0, [pc, #64] ; 48 <.text+0x48>-->将需要加载的so库文件的文件路径字符串的地址给r0
0xe3a01000, // mov r1, #0 ; 0x0 -->即dlopen函数的mode=0
0xe1a0e00f, // mov lr, pc -->设置dlopen函数的返回地址，返回时跳到ldr sp, [pc, #44]去执行
0xe59ff038, // ldr pc, [pc, #56] ; 4c <.text+0x4c>-->调用dlopen函数实现在目标pid进程中加载so库文件
0xe59fd02c, // ldr sp, [pc, #44] ; 44 <.text+0x44>-->开始恢复目标pid进程被ptrace时的进程环境即恢复此时一些寄存器的值
0xe59f0010, // ldr r0, [pc, #16] ; 30 <.text+0x30>-->感觉目标pid进程环境的恢复不是很完美~~~~
0xe59f1010, // ldr r1, [pc, #16] ; 34 <.text+0x34>
0xe59f2010, // ldr r2, [pc, #16] ; 38 <.text+0x38>
0xe59f3010, // ldr r3, [pc, #16] ; 3c <.text+0x3c>
0xe59fe010, // ldr lr, [pc, #16] ; 40 <.text+0x40>
0xe59ff010, // ldr pc, [pc, #16] ; 44 <.text+0x44>
0xe1a00000, // nop r0
0xe1a00000, // nop r1
0xe1a00000, // nop r2
0xe1a00000, // nop r3
0xe1a00000, // nop lr
0xe1a00000, // nop pc
0xe1a00000, // nop sp
0xe1a00000, // nop addr of libname
0xe1a00000, // nop dlopenaddr
};
// setup variables of the loading and fixup code
/*
sc[9] = regs.ARM_r0;
sc[10] = regs.ARM_r1;
sc[11] = regs.ARM_lr;
sc[12] = regs.ARM_pc;
sc[13] = regs.ARM_sp;
sc[15] = dlopenaddr;
*/
// 保存目标pid进程此时所有寄存器的值（保存当前执行环境，用于还原）
sc[11] = regs.ARM_r0;
sc[12] = regs.ARM_r1;
sc[13] = regs.ARM_r2;
sc[14] = regs.ARM_r3;
sc[15] = regs.ARM_lr;
sc[16] = regs.ARM_pc;
sc[17] = regs.ARM_sp;
sc[19] = dlopenaddr;
// 打印日志消息
if (debug) {
printf("pc=%lx lr=%lx sp=%lx fp=%lx\n", regs.ARM_pc, regs.ARM_lr, regs.ARM_sp, regs.ARM_fp);
printf("r0=%lx r1=%lx\n", regs.ARM_r0, regs.ARM_r1);
printf("r2=%lx r3=%lx\n", regs.ARM_r2, regs.ARM_r3);
}
// 在目标pid进程中，抬高栈顶分配内存空间用于存放需要加载的动态库文件
libaddr = regs.ARM_sp - n*4 - sizeof(sc);
// 保存加载到目标pid进程中的so库文件的路径字符串的指针
sc[18] = libaddr;
//sc[14] = libaddr;
//printf("libaddr: %x\n", libaddr);
if (stack_start == 0) {
stack_start = (unsigned long int) strtol(argv[3], NULL, 16);
stack_start = stack_start << 12;
stack_end = stack_start + strtol(argv[4], NULL, 0);
}
if (debug)
printf("stack: 0x%x-0x%x leng = %d\n", stack_start, stack_end, stack_end-stack_start);
// 将需要加载的so库文件的路径字符串写入到目标pid进程的内存地址libaddr处
if (0 > write_mem(pid, (unsigned long*)arg, n, libaddr)) {
printf("cannot write library name (%s) to stack, error!\n", arg);
exit(1);
}
// 在目标pid进程中，再次抬高栈顶用于存放执行的shellcode
codeaddr = regs.ARM_sp - sizeof(sc);
// 将shellcode代码src写入到目标pid进程的内存地址codeaddr处
if (0 > write_mem(pid, (unsigned long*)&sc, sizeof(sc)/sizeof(long), codeaddr)) {
printf("cannot write code, error!\n");
exit(1);
}
if (debug)
printf("executing injection code at 0x%lx\n", codeaddr);
// 修改目标pid进程中的栈指针regs.ARM_sp的值
regs.ARM_sp = regs.ARM_sp - n*4 - sizeof(sc);（5）.在目标pid进程中实现远程调用dlopen函数加载so库文件的shellcode代码不是很好理解，博主Roland_Sun特此画了一张图，感觉还不错，拿来学习一下，顺便将作者的分析思路也一并摘过来，感谢作者Roland_Sun。
对于ARM处理器来说，pc寄存器的值指向的不是当前正在执行指令的地址，而是往下第二条指令的地址。
开始分析shellcode代码的含义，指令将从codeaddr指示的位置从低到高依次执行。
1. 第一条指令将pc寄存器的值加上64，读出那个地方的内容（4个字节），然后放到寄存器r0中。刚才说过了，pc寄存器值指向的是当前指令位置加8个字节，也就是说这条指令实际读出的是当前指令位置向下72个字节。由于sc数组是int型的，就是数组当前元素位置向下18个元素处。数一数，刚好是libaddr的位置。所以这条指令是为了让r0寄存器指向.so共享库路径名字符串。
2. 第二条指令很简单，是将0赋值给寄存器r1。
3. 第三条指令用来将pc寄存器值保存到lr寄存器中，这样做的目的是为了调用dlopen()函数返回后，跳转到指令“ldr sp, [pc, #44]”处执行。
4. 第四条指令是将pc加上56处的数值加载到pc中，pc+56处是哪？当前指令位置往下64字节，16个元素，刚好是dlopen()函数的调用地址。所以，这条指令其实就是调用dlopen()函数，传入的参数一个是r0寄存器指向的共享库路径名，另一个是r1寄存器中的0。
（6）.修改获取到目标pid进程的R0、R1、R2寄存器的值为mprotect函数被调用时的参数值，修改获取到目标pid进程的PC寄存器值为前面获取到的目标pid进程mprotect函数的远程调用地址mprotectaddr，修改获取到目标pid进程的LR寄存器值为shellcode的地址codeaddr。/font>
// 设置mprotect函数的第1个参数为目标pid进程中栈的起始地址
regs.ARM_r0 = stack_start; // want to make stack executable
//printf("r0 %x\n", regs.ARM_r0);
// 设置mprotect函数的第2个参数为目标pid进程中整个栈大小
regs.ARM_r1 = stack_end - stack_start; // stack size
//printf("mprotect(%x, %d, ALL)\n", regs.ARM_r0, regs.ARM_r1);
// 设置mprotect函数的第3个参数为目标pid进程中栈被修改为可读可写可执行
regs.ARM_r2 = PROT_READ|PROT_WRITE|PROT_EXEC; // protections
// normal mode, first call mprotect
if (nomprotect == 0) {
if (debug)
printf("calling mprotect\n");
// 在目标pid进程中调用完mprotect函数之后，函数返回调用写入的关键shellcode代码
regs.ARM_lr = codeaddr; // points to loading and fixing code
// 在目标pid进程中调用mprotect函数将目标pid进程整个栈修改为可读可写可执行
regs.ARM_pc = mprotectaddr; // execute mprotect()
} else {
// no need to execute mprotect on old Android versions
// 直接调用shellcode，不需要修改内存属性（可以删除）
regs.ARM_pc = codeaddr;
}（7）.重新设置目标pid进程的寄存器环境的状态值（已经被我们修改了），释放附加的目标pid进程让其继续执行；由于目标pid进程的寄存器状态被我们改变了，因此目标pid进程继续执行会先调用mprotect函数将shellcode所在栈内存的属性改为可读可写可执行，然后在mprotect函数返回时，在目标pid进程中调用dlopen函数加载so库文件的shellcode代码也得以执行，从而实现Android跨进程的so注入。
// 设置目标pid进程的所有寄存器的值（即设置好目标pid进程中mprotect函数的参数及调用）
ptrace(PTRACE_SETREGS, pid, 0, ®s);
// 让目标pid进程继续执行即让目标pid进程先执行mprotect函数然后执行shellcode代码实现so动态库文件的注入
ptrace(PTRACE_DETACH, pid, 0, (void *)SIGCONT);
// 打印日志消息
if (debug)
printf("library injection completed!\n");（8）.注入工具hijack实现思路的总结
- 作者在获取目标pid进程mprotect函数的远程调用地址的思路为我们跨进程获取远程目标pid进程的目标函数的调用地址提供了另外一种思路：先通过/proc/pid/maps获取到目标pid进程的目标函数所在的so库文件的基地址和so库文件的路径，然后解析目标pid进程的目标函数所在的so库文件，获取到该so库文件的系统静态符号表和系统动态符号表，查找到目标函数的调用地址的RVA，该目标函数的RVA和该so库文件的内存基地址相加即为目标pid进程的目标函数的远程调用地址VA。
- ptrace附加目标pid进程，减小目标pid进程的SP寄存器的值，实现在目标pid进程中申请内存空间，写入shellcode的思路也不错。
- 修改ptrace附加目标pid进程时寄存器R0、R1、R2的状态值为mprotect函数的参数值，PC寄存器的值为mprotect函数的调用地址，然后mprotect函数返回调用shellcode实现dlopen加载so库文件的思路也是很赞的。
- 借助ptrace释放进程时目标pid进程寄存器环境的恢复来先执行mprotect函数修改栈内存为可读可写可执行，为shellcode的顺利执行做准备，然后函数mprotect返回执行shellcode代码，比较巧妙。唯独不足就是，目标pid进程被附加后寄存器环境的恢复稍有不足，不过应该影响不大。
四、注入工具hijack代码
源码文件 hijack.c
/*
* hijack.c - force a process to load a library
*
* ARM / Android version by:
* Collin Mulliner <collin[at]mulliner.org>
* http://www.mulliner.org/android/
* (c) 2012,2013
*
*
* original x86 version by:
* Copyright (C) 2002 Victor Zandy <zandy[at]cs.wisc.edu>
*
* License: LGPL 2.1
*
*/
#define _XOPEN_SOURCE 500 /* include pread,pwrite */
#define _GNU_SOURCE
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <ctype.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/ptrace.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <sys/stat.h>
#include <dlfcn.h>
#include <elf.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#include <sys/mman.h>
int debug = 0;
int zygote = 0;
int nomprotect = 0;
unsigned int stack_start;
unsigned int stack_end;
/* memory map for libraries */
#define MAX_NAME_LEN 256
// 默认的内存布局的模块的名称
#define MEMORY_ONLY "[memory]"
struct mm {
// so库文件的名称
char name[MAX_NAME_LEN];
// so库文件的起始内存地址和结束内存地址
unsigned long start, end;
};
// elf文件的系统符号表数据结构
typedef struct symtab *symtab_t;
struct symlist {
Elf32_Sym *sym; /* symbols */
char *str; /* symbol strings */
unsigned num; /* number of symbols */
};
struct symtab {
struct symlist *st; /* "static" symbols */
struct symlist *dyn; /* dynamic symbols */
};
// 用于内存空间的申请
static void *
xmalloc(size_t size)
{
void *p;
p = malloc(size);
if (!p) {
printf("Out of memory\n");
exit(1);
}
return p;
}
static struct symlist *
get_syms(int fd, Elf32_Shdr *symh, Elf32_Shdr *strh)
{
struct symlist *sl, *ret;
int rv;
ret = NULL;
sl = (struct symlist *) xmalloc(sizeof(struct symlist));
sl->str = NULL;
sl->sym = NULL;
/* sanity */
if (symh->sh_size % sizeof(Elf32_Sym)) {
printf("elf_error\n");
goto out;
}
/* symbol table */
sl->num = symh->sh_size / sizeof(Elf32_Sym);
sl->sym = (Elf32_Sym *) xmalloc(symh->sh_size);
rv = pread(fd, sl->sym, symh->sh_size, symh->sh_offset);
if (0 > rv) {
//perror("read");
goto out;
}
if (rv != symh->sh_size) {
printf("elf error\n");
goto out;
}
/* string table */
sl->str = (char *) xmalloc(strh->sh_size);
rv = pread(fd, sl->str, strh->sh_size, strh->sh_offset);
if (0 > rv) {
//perror("read");
goto out;
}
if (rv != strh->sh_size) {
printf("elf error");
goto out;
}
ret = sl;
out:
return ret;
}
// 解析打开的ELF文件
static int do_load(int fd, symtab_t symtab)
{
int rv;
size_t size;
Elf32_Ehdr ehdr;
Elf32_Shdr *shdr = NULL, *p;
Elf32_Shdr *dynsymh, *dynstrh;
Elf32_Shdr *symh, *strh;
char *shstrtab = NULL;
int i;
int ret = -1;
/* elf header */
rv = read(fd, &ehdr, sizeof(ehdr));
if (0 > rv) {
//perror("read");
goto out;
}
if (rv != sizeof(ehdr)) {
printf("elf error\n");
goto out;
}
if (strncmp(ELFMAG, ehdr.e_ident, SELFMAG)) { /* sanity */
printf("not an elf\n");
goto out;
}
if (sizeof(Elf32_Shdr) != ehdr.e_shentsize) { /* sanity */
printf("elf error\n");
goto out;
}
/* section header table */
size = ehdr.e_shentsize * ehdr.e_shnum;
shdr = (Elf32_Shdr *) xmalloc(size);
rv = pread(fd, shdr, size, ehdr.e_shoff);
if (0 > rv) {
//perror("read");
goto out;
}
if (rv != size) {
printf("elf error");
goto out;
}
/* section header string table */
size = shdr[ehdr.e_shstrndx].sh_size;
shstrtab = (char *) xmalloc(size);
rv = pread(fd, shstrtab, size, shdr[ehdr.e_shstrndx].sh_offset);
if (0 > rv) {
//perror("read");
goto out;
}
if (rv != size) {
printf("elf error\n");
goto out;
}
/* symbol table headers */
symh = dynsymh = NULL;
strh = dynstrh = NULL;
for (i = 0, p = shdr; i < ehdr.e_shnum; i++, p++)
if (SHT_SYMTAB == p->sh_type) {
if (symh) {
printf("too many symbol tables\n");
goto out;
}
symh = p;
} else if (SHT_DYNSYM == p->sh_type) {
if (dynsymh) {
printf("too many symbol tables\n");
goto out;
}
dynsymh = p;
} else if (SHT_STRTAB == p->sh_type
&& !strncmp(shstrtab+p->sh_name, ".strtab", 7)) {
if (strh) {
printf("too many string tables\n");
goto out;
}
strh = p;
} else if (SHT_STRTAB == p->sh_type
&& !strncmp(shstrtab+p->sh_name, ".dynstr", 7)) {
if (dynstrh) {
printf("too many string tables\n");
goto out;
}
dynstrh = p;
}
/* sanity checks */
if ((!dynsymh && dynstrh) || (dynsymh && !dynstrh)) {
printf("bad dynamic symbol table");
goto out;
}
if ((!symh && strh) || (symh && !strh)) {
printf("bad symbol table");
goto out;
}
if (!dynsymh && !symh) {
printf("no symbol table");
goto out;
}
/* symbol tables */
if (dynsymh)
symtab->dyn = get_syms(fd, dynsymh, dynstrh);
if (symh)
symtab->st = get_syms(fd, symh, strh);
ret = 0;
out:
free(shstrtab);
free(shdr);
return ret;
}
static symtab_t load_symtab(char *filename)
{
int fd;
symtab_t symtab;
symtab = (symtab_t) xmalloc(sizeof(*symtab));
memset(symtab, 0, sizeof(*symtab));
// 打开elf文件
fd = open(filename, O_RDONLY);
if (0 > fd) {
//perror("open");
return NULL;
}
// 解析elf文件，获取elf的".symtab"和".dynsym"的信息结构体
if (0 > do_load(fd, symtab)) {
printf("Error ELF parsing %s\n", filename);
free(symtab);
symtab = NULL;
}
close(fd);
return symtab;
}
// 获取指定进程内存布局的内存地址信息和名称，相同名称的内存布局空间进行合并
static int
load_memmap(pid_t pid, struct mm *mm, int *nmmp)
{
char raw[80000]; // this depends on the number of libraries an executable uses
char name[MAX_NAME_LEN];
char *p;
unsigned long start, end;
struct mm *m;
int nmm = 0;
int fd, rv;
int i;
sprintf(raw, "/proc/%d/maps", pid);
fd = open(raw, O_RDONLY);
if (0 > fd) {
printf("Can't open %s for reading\n", raw);
return -1;
}
/* Zero to ensure data is null terminated */
memset(raw, 0, sizeof(raw));
p = raw;
while (1) {
rv = read(fd, p, sizeof(raw)-(p-raw));
if (0 > rv) {
//perror("read");
return -1;
}
if (0 == rv)
break;
p += rv;
if (p-raw >= sizeof(raw)) {
printf("Too many memory mapping\n");
return -1;
}
}
close(fd);
p = strtok(raw, "\n");
m = mm;
while (p) {
/* parse current map line */
rv = sscanf(p, "%08lx-%08lx %*s %*s %*s %*s %s\n",
&start, &end, name);
p = strtok(NULL, "\n");
if (rv == 2) {
m = &mm[nmm++];
m->start = start;
m->end = end;
strcpy(m->name, MEMORY_ONLY);
continue;
}
if (strstr(name, "stack") != 0) {
stack_start = start;
stack_end = end;
}
/* search backward for other mapping with same name */
for (i = nmm-1; i >= 0; i--) {
m = &mm[i];
if (!strcmp(m->name, name))
break;
}
if (i >= 0) {
if (start < m->start)
m->start = start;
if (end > m->end)
m->end = end;
} else {
/* new entry */
m = &mm[nmm++];
m->start = start;
m->end = end;
strcpy(m->name, name);
}
}
*nmmp = nmm;
return 0;
}
/* Find libc in MM, storing no more than LEN-1 chars of
its name in NAME and set START to its starting
address. If libc cannot be found return -1 and
leave NAME and START untouched. Otherwise return 0
and null-terminated NAME. */
static int
find_libc(char *name, int len, unsigned long *start,
struct mm *mm, int nmm)
{
int i;
struct mm *m;
char *p;
for (i = 0, m = mm; i < nmm; i++, m++) {
if (!strcmp(m->name, MEMORY_ONLY))
continue;
p = strrchr(m->name, '/');
if (!p)
continue;
p++;
if (strncmp("libc", p, 4))
continue;
p += 4;
/* here comes our crude test -> 'libc.so' or 'libc-[0-9]' */
if (!strncmp(".so", p, 3) || (p[0] == '-' && isdigit(p[1])))
break;
}
if (i >= nmm)
/* not found */
return -1;
*start = m->start;
strncpy(name, m->name, len);
if (strlen(m->name) >= len)
name[len-1] = '\0';
return 0;
}
static int
find_linker_mem(char *name, int len, unsigned long *start,
struct mm *mm, int nmm)
{
int i;
struct mm *m;
char *p;
for (i = 0, m = mm; i < nmm; i++, m++) {
//printf("name = %s\n", m->name);
//printf("start = %x\n", m->start);
if (!strcmp(m->name, MEMORY_ONLY))
continue;
p = strrchr(m->name, '/');
if (!p)
continue;
p++;
if (strncmp("linker", p, 6))
continue;
break; // <--- hack
p += 4;
/* here comes our crude test -> 'libc.so' or 'libc-[0-9]' */
if (!strncmp(".so", p, 3) || (p[0] == '-' && isdigit(p[1])))
break;
}
if (i >= nmm)
/* not found */
return -1;
*start = m->start;
strncpy(name, m->name, len);
if (strlen(m->name) >= len)
name[len-1] = '\0';
return 0;
}
static int
lookup2(struct symlist *sl, unsigned char type,
char *name, unsigned long *val)
{
Elf32_Sym *p;
int len;
int i;
len = strlen(name);
for (i = 0, p = sl->sym; i < sl->num; i++, p++) {
//printf("name: %s %x\n", sl->str+p->st_name, p->st_value);
if (!strncmp(sl->str+p->st_name, name, len)
&& ELF32_ST_TYPE(p->st_info) == type) {
//if (p->st_value != 0) {
*val = p->st_value;
return 0;
//}
}
}
return -1;
}
static int lookup_sym(symtab_t s, unsigned char type,
char *name, unsigned long *val)
{
if (s->dyn && !lookup2(s->dyn, type, name, val))
return 0;
if (s->st && !lookup2(s->st, type, name, val))
return 0;
return -1;
}
static int lookup_func_sym(symtab_t s, char *name, unsigned long *val)
{
return lookup_sym(s, STT_FUNC, name, val);
}
static int find_name(pid_t pid, char *name, unsigned long *addr)
{
struct mm mm[1000];
unsigned long libcaddr;
int nmm;
char libc[256];
symtab_t s;
// 获取被注入pid进程的so库文件的名称和内存布局起始、结束地址的信息
if (0 > load_memmap(pid, mm, &nmm)) {
printf("cannot read memory map\n");
return -1;
}
// 获取被注入pid进程的libc.so库文件的加载基地址以及libc库文件的路径
if (0 > find_libc(libc, sizeof(libc), &libcaddr, mm, nmm)) {
printf("cannot find libc\n");
return -1;
}
// 打开查找到的lib目标库文件（路径字符串libc）解析该Elf文件
// 获取该lib库文件的静态库和动态库的符号表信息".symtab"或者".dynsym".
s = load_symtab(libc);
if (!s) {
printf("cannot read symbol table\n");
return -1;
}
// 在当前进程加载的libc库文件中查找导出的 name名称函数的相对偏移RVA
// 这个地方，有更好获取mprotect函数调用地址的方法，作者后面也用到了，不知道为什么要用这么复杂的方法?
if (0 > lookup_func_sym(s, name, addr)) {
printf("cannot find %s\n", name);
return -1;
}
// 获取得到目标pid中 name 名称的指定函数的远程调用地址
*addr += libcaddr;
return 0;
}
// 获取指定进程中"/system/bin/linker"的基地址
static int find_linker(pid_t pid, unsigned long *addr)
{
struct mm mm[1000];
unsigned long libcaddr;
int nmm;
char libc[256];
symtab_t s;
// 获取指定进程的内存映射的信息
if (0 > load_memmap(pid, mm, &nmm)) {
printf("cannot read memory map\n");
return -1;
}
// 获取指定进程中"/system/bin/linker"的基地址
if (0 > find_linker_mem(libc, sizeof(libc), &libcaddr, mm, nmm)) {
printf("cannot find libc\n");
return -1;
}
*addr = libcaddr;
return 1;
}
/* Write NLONG 4 byte words from BUF into PID starting
at address POS. Calling process must be attached to PID. */
static int
write_mem(pid_t pid, unsigned long *buf, int nlong, unsigned long pos)
{
unsigned long *p;
int i;
for (p = buf, i = 0; i < nlong; p++, i++)
if (0 > ptrace(PTRACE_POKETEXT, pid, (void *)(pos+(i*4)), (void *)*p))
return -1;
return 0;
}
static int
read_mem(pid_t pid, unsigned long *buf, int nlong, unsigned long pos)
{
unsigned long *p;
int i;
for (p = buf, i = 0; i < nlong; p++, i++)
if ((*p = ptrace(PTRACE_PEEKTEXT, pid, (void *)(pos+(i*4)), (void *)*p)) < 0)
return -1;
return 0;
}
// 没有用到
unsigned int sc_old[] = {
// libname
0xe59f0030, // ldr r0, [pc, #48] | addr of "libname" in r0
0xe3a01000, // mov r1, #0 | r1 = 0 (flags=0)
0xe1a0e00f, // mov lr, pc | populate lr
0xe59ff028, // ldr pc, [pc, #40] | call dlopen()
0xe59fd01c, // ldr sp, [pc, #28] | fix sp
0xe59f0008, // ldr r0, [pc, #12] | fix r0
0xe59f1008, // ldr r1, [pc, #12] | fix r1
0xe59fe008, // ldr lr, [pc, #12] | fix lr
0xe59ff008, // ldr pc, [pc, #12] | fix pc (continue process)
0xe1a00000, // nop (mov r0,r0) | r0
0xe1a00000, // nop (mov r0,r0) | r1
0xe1a00000, // nop (mov r0,r0) | lr
0xe1a00000, // nop (mov r0,r0) | pc
0xe1a00000, // nop (mov r0,r0) | sp
0xe1a00000, // nop (mov r0,r0) | addr of libname
0xe1a00000 // nop (mov r0,r0) | dlopen address
};
// dlopen函数的调用方式：void * dlopen( const char * pathname, int mode);
// pc寄存器值指向的是当前指令位置加8个字节
// codeaddr即写入的shellcode执行代码开始的位置
// 作者在目标pid进程中写入shellcode进行执行的方法不错，比较巧妙
unsigned int sc[] = {
0xe59f0040, // ldr r0, [pc, #64] ; 48 <.text+0x48>-->将需要加载的so库文件的文件路径字符串的地址给r0
0xe3a01000, // mov r1, #0 ; 0x0 -->即dlopen函数的mode=0
0xe1a0e00f, // mov lr, pc -->设置dlopen函数的返回地址，用以后面恢复目标pid进程的寄存器sp、r0、r1、r2、r3、lr、pc的值。
0xe59ff038, // ldr pc, [pc, #56] ; 4c <.text+0x4c>-->调用dlopen函数实现在目标pid进程中加载so库文件
0xe59fd02c, // ldr sp, [pc, #44] ; 44 <.text+0x44>-->开始恢复目标pid进程被ptrace时的进程环境即恢复此时一些寄存器的值
0xe59f0010, // ldr r0, [pc, #16] ; 30 <.text+0x30>-->感觉目标pid进程环境的恢复不是很完美~~~~
0xe59f1010, // ldr r1, [pc, #16] ; 34 <.text+0x34>
0xe59f2010, // ldr r2, [pc, #16] ; 38 <.text+0x38>
0xe59f3010, // ldr r3, [pc, #16] ; 3c <.text+0x3c>
0xe59fe010, // ldr lr, [pc, #16] ; 40 <.text+0x40>
0xe59ff010, // ldr pc, [pc, #16] ; 44 <.text+0x44>
0xe1a00000, // nop r0
0xe1a00000, // nop r1
0xe1a00000, // nop r2
0xe1a00000, // nop r3
0xe1a00000, // nop lr
0xe1a00000, // nop pc
0xe1a00000, // nop sp
0xe1a00000, // nop addr of libname
0xe1a00000, // nop dlopenaddr
};
struct pt_regs2 {
long uregs[18];
};
#define ARM_cpsr uregs[16]
#define ARM_pc uregs[15]
#define ARM_lr uregs[14]
#define ARM_sp uregs[13]
#define ARM_ip uregs[12]
#define ARM_fp uregs[11]
#define ARM_r10 uregs[10]
#define ARM_r9 uregs[9]
#define ARM_r8 uregs[8]
#define ARM_r7 uregs[7]
#define ARM_r6 uregs[6]
#define ARM_r5 uregs[5]
#define ARM_r4 uregs[4]
#define ARM_r3 uregs[3]
#define ARM_r2 uregs[2]
#define ARM_r1 uregs[1]
#define ARM_r0 uregs[0]
#define ARM_ORIG_r0 uregs[17]
// Android系统进行so的注入需要root权限才能顺利进行
#define HELPSTR "error usage: %s -p PID -l LIBNAME [-d (debug on)] [-z (zygote)] [-m (no mprotect)] [-s (appname)] [-Z (trace count)] [-D (debug level)]\n"
// main函数的地方
int main(int argc, char *argv[])
{
pid_t pid = 0;
struct pt_regs2 regs;
unsigned long dlopenaddr, mprotectaddr, codeaddr, libaddr;
unsigned long *p;
int fd = 0;
int n = 0;
char buf[32];
char *arg;
int opt;
char *appname = 0;
// 解析传入的参数
while ((opt = getopt(argc, argv, "p:l:dzms:Z:D:")) != -1) {
switch (opt) {
case 'p':
// 获取被注入的进程pid
pid = strtol(optarg, NULL, 0);
break;
case 'Z':
// trace count
zygote = strtol(optarg, NULL, 0);
break;
case 'D':
debug = strtol(optarg, NULL, 0);
break;
case 'l':
n = strlen(optarg)+1;
n = n/4 + (n%4 ? 1 : 0);
arg = malloc(n*sizeof(unsigned long));
// 获取将被注入的so库的文件路径
memcpy(arg, optarg, n*4);
break;
case 'm':
nomprotect = 1;
break;
case 'd':
debug = 1;
break;
case 'z':
zygote = 1;
break;
case 's':
zygote = 1;
// 获取目标pid的子进程的名称
appname = strdup(optarg);
break;
default:
fprintf(stderr, HELPSTR, argv[0]);
exit(0);
break;
}
}
// 判断进程pid和将被注入的so库文件的路径是否符合要求
if (pid == 0 || n == 0) {
fprintf(stderr, HELPSTR, argv[0]);
exit(0);
}
// 获取目标进程的libc库中 mprotect 函数远程调用地址
if (!nomprotect) {
if (0 > find_name(pid, "mprotect", &mprotectaddr)) {
printf("can't find address of mprotect(), error!\n");
exit(1);
}
if (debug)
printf("mprotect: 0x%lx\n", mprotectaddr);
}
// 加载动态库文件"/system/lib/libdl.so"
// 甚至获取当前进程中dlopen函数的调用地址，这一步不是必须这么去做的
void *ldl = dlopen("libdl.so", RTLD_LAZY);
if (ldl) {
// 获取当前进程中，dlopen函数的调用地址
dlopenaddr = (unsigned long)dlsym(ldl, "dlopen");
dlclose(ldl);
}
unsigned long int lkaddr;
unsigned long int lkaddr2;
// 获取当前进程中的"/system/bin/linker"的基地址
find_linker(getpid(), &lkaddr);
//printf("own linker: 0x%x\n", lkaddr);
//printf("offset %x\n", dlopenaddr - lkaddr);
// 获取被注入的pid进程中"/system/bin/linker"的基地址
find_linker(pid, &lkaddr2);
//printf("tgt linker: %x\n", lkaddr2);
// 获取被注入的目标pid进程中函数dlopen的远程调用地址
dlopenaddr = lkaddr2 + (dlopenaddr - lkaddr);
//printf("tgt dlopen : %x\n", lkaddr2 + (dlopenaddr - lkaddr));
if (debug)
printf("dlopen: 0x%lx\n", dlopenaddr);
// ptrace附加到被注入的目标pid进程中
if (0 > ptrace(PTRACE_ATTACH, pid, 0, 0)) {
printf("cannot attach to %d, error!\n", pid);
exit(1);
}
// 等待附加到目标pid进程完成
waitpid(pid, NULL, 0);
// 被注入的目标pid进程有子进程的情况处理（不是很理解，有待学习）
if (appname) {
// 对被附加的目标pid进程设置被跟踪的调试选项PTRACE_O_TRACEFORK
// PTRACE_O_TRACEFORK:被跟踪进程在下次调用fork()时停止执行，并自动跟踪新产生的进程，新产生的进程刚开始收到SIGSTOP信号。
// 其新产生的进程的pid可以 通过PTRACE_GETEVENTMSG得到。
if (ptrace(PTRACE_SETOPTIONS, pid, (void*)1, (void*)(PTRACE_O_TRACEFORK))) {
printf("FATAL ERROR: ptrace(PTRACE_SETOPTIONS, ...)");
return -1;
}
// 让目标pid进程继续执行并处理信号signal
ptrace(PTRACE_CONT, pid, (void*)1, 0);
int t;
int stat;
int child_pid = 0;
for (;;) {
// pid=-1 等待任何子进程,相当于 wait()。
// __WALL等待所有的子进程
// WUNTRACED 若子进程进入暂停状态，则马上返回，但子进程的结束状态不予以理会
t = waitpid(-1, &stat, __WALL|WUNTRACED);
//
if (t != 0 && t == child_pid) {
if (debug > 1)
printf(".");
char fname[256];
sprintf(fname, "/proc/%d/cmdline", child_pid);
int fp = open(fname, O_RDONLY);
if (fp < 0) {
// 附加跟踪系统调用
ptrace(PTRACE_SYSCALL, child_pid, 0, 0);
continue;
}
read(fp, fname, sizeof(fname));
close(fp);
if (strcmp(fname, appname) == 0) {
if (debug)
printf("zygote -> %s\n", fname);
// detach from zygote
ptrace(PTRACE_DETACH, pid, 0, (void *)SIGCONT);
// now perform on new process
pid = child_pid;
break;
}
else {
ptrace(PTRACE_SYSCALL, child_pid, 0, 0);
continue;
}
}
if (WIFSTOPPED(stat) && (WSTOPSIG(stat) == SIGTRAP)) {
if ((stat >> 16) & PTRACE_EVENT_FORK) {
if (debug > 1)
printf("fork\n");
int b = t; // save parent pid
ptrace(PTRACE_GETEVENTMSG, t, 0, &child_pid);
if (debug)
printf("PID=%d child=%d\n", t, child_pid);
t = child_pid;
if (debug > 1)
printf("continue parent (zygote) PID=%d\n", b);
ptrace(PTRACE_CONT, b, (void*)1, 0);
ptrace(PTRACE_SYSCALL, child_pid, 0, 0);
}
}
}
}
// 当被注入的目标pid进程为zygote进程情况的处理（不是很理解，有待学习）
if (zygote) {
int i = 0;
for (i = 0; i < zygote; i++) {
// -- zygote fix ---
// we have to wait until the syscall is completed, IMPORTANT!
// PTRACE_SYSCALL与PTRACE_CONT不同的是进行系统调用跟踪。在被跟踪进程继续运行直到调用系统调用开始或结束时，被跟踪进程被中止，并通知父进程。
ptrace(PTRACE_SYSCALL, pid, 0, 0);
if (debug > 1)
printf("/");
// 等待进程操作步骤完成
waitpid(pid, NULL, 0);
// 获取被注入的目标pid进程的所有寄存器的值
ptrace(PTRACE_GETREGS, pid, 0, ®s);
// 判断目标pid进程的指令指针寄存器regs.ARM_ip是否为0
// 进而判断目标pid进程是否在系统调用跟踪的entry点处
if (regs.ARM_ip != 0) {
if (debug > 1)
printf("not a syscall entry, wait for entry\n");
// 进行系统调用的跟踪
ptrace(PTRACE_SYSCALL, pid, 0, 0);
// 等待进程前面的操作步骤完成
waitpid(pid, NULL, 0);
}
//if (debug)
// printf("process mode: currently waiting in SYSCALL\n");
ptrace(PTRACE_SYSCALL, pid, 0, 0);
if (debug > 1)
printf("\\");
// 等待进程操作步骤完成
waitpid(pid, NULL, 0);
//if (debug)
// printf("process mode: SYSCALL completed now inject\n");
// ---- need to work with zygote --- end ---
}
}
if (debug > 1)
printf("\n");
// 格式化得到字符串"/proc/pid/mem"
sprintf(buf, "/proc/%d/mem", pid);
// 获取被注入的目标pid进程内存中的内容
fd = open(buf, O_WRONLY);
if (0 > fd) {
printf("cannot open %s, error!\n", buf);
exit(1);
}
// 获取目标pid进程中此时所有寄存器的状态值
ptrace(PTRACE_GETREGS, pid, 0, ®s);
// setup variables of the loading and fixup code
/*
sc[9] = regs.ARM_r0;
sc[10] = regs.ARM_r1;
sc[11] = regs.ARM_lr;
sc[12] = regs.ARM_pc;
sc[13] = regs.ARM_sp;
sc[15] = dlopenaddr;
*/
// 保存目标pid进程此时所有寄存器的值（保存当前执行环境，用于还原）
sc[11] = regs.ARM_r0;
sc[12] = regs.ARM_r1;
sc[13] = regs.ARM_r2;
sc[14] = regs.ARM_r3;
sc[15] = regs.ARM_lr;
sc[16] = regs.ARM_pc;
sc[17] = regs.ARM_sp;
sc[19] = dlopenaddr;
// 打印日志消息
if (debug) {
printf("pc=%lx lr=%lx sp=%lx fp=%lx\n", regs.ARM_pc, regs.ARM_lr, regs.ARM_sp, regs.ARM_fp);
printf("r0=%lx r1=%lx\n", regs.ARM_r0, regs.ARM_r1);
printf("r2=%lx r3=%lx\n", regs.ARM_r2, regs.ARM_r3);
}
// 在目标pid进程中，抬高栈顶分配内存空间用于存放需要加载的动态库文件
libaddr = regs.ARM_sp - n*4 - sizeof(sc);
// 保存加载到目标pid进程中的so库文件的路径字符串的指针
sc[18] = libaddr;
//sc[14] = libaddr;
//printf("libaddr: %x\n", libaddr);
if (stack_start == 0) {
stack_start = (unsigned long int) strtol(argv[3], NULL, 16);
stack_start = stack_start << 12;
stack_end = stack_start + strtol(argv[4], NULL, 0);
}
if (debug)
printf("stack: 0x%x-0x%x leng = %d\n", stack_start, stack_end, stack_end-stack_start);
// 将需要加载的so库文件的路径字符串写入到目标pid进程的内存地址libaddr处
if (0 > write_mem(pid, (unsigned long*)arg, n, libaddr)) {
printf("cannot write library name (%s) to stack, error!\n", arg);
exit(1);
}
// 在目标pid进程中，再次抬高栈顶用于存放执行的shellcode
codeaddr = regs.ARM_sp - sizeof(sc);
// 将shellcode代码src写入到目标pid进程的内存地址codeaddr处
if (0 > write_mem(pid, (unsigned long*)&sc, sizeof(sc)/sizeof(long), codeaddr)) {
printf("cannot write code, error!\n");
exit(1);
}
if (debug)
printf("executing injection code at 0x%lx\n", codeaddr);
// 修改目标pid进程中的栈指针regs.ARM_sp的值
regs.ARM_sp = regs.ARM_sp - n*4 - sizeof(sc);
// 设置mprotect函数的第1个参数为目标pid进程中栈的起始地址
regs.ARM_r0 = stack_start; // want to make stack executable
//printf("r0 %x\n", regs.ARM_r0);
// 设置mprotect函数的第2个参数为目标pid进程中整个栈大小
regs.ARM_r1 = stack_end - stack_start; // stack size
//printf("mprotect(%x, %d, ALL)\n", regs.ARM_r0, regs.ARM_r1);
// 设置mprotect函数的第3个参数为目标pid进程中栈被修改为可读可写可执行
regs.ARM_r2 = PROT_READ|PROT_WRITE|PROT_EXEC; // protections
// normal mode, first call mprotect
if (nomprotect == 0) {
if (debug)
printf("calling mprotect\n");
// 在目标pid进程中调用完mprotect函数之后，函数返回调用写入的关键shellcode代码
regs.ARM_lr = codeaddr; // points to loading and fixing code
// 在目标pid进程中调用mprotect函数将目标pid进程整个栈修改为可读可写可执行
regs.ARM_pc = mprotectaddr; // execute mprotect()
} else {
// no need to execute mprotect on old Android versions
// 直接调用shellcode，不需要修改内存属性（可以删除）
regs.ARM_pc = codeaddr;
}
// 设置目标pid进程的所有寄存器的值（即设置好目标pid进程中mprotect函数的参数及调用）
ptrace(PTRACE_SETREGS, pid, 0, ®s);
// 让目标pid进程继续执行即让目标pid进程先执行mprotect函数然后执行shellcode代码实现so动态库文件的注入
ptrace(PTRACE_DETACH, pid, 0, (void *)SIGCONT);
// 打印日志消息
if (debug)
printf("library injection completed!\n");
return 0;
}编译需要的配置文件 Android.mk
# Copyright (C) 2009 The Android Open Source Project
#
# Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
# you may not use this file except in compliance with the License.
# You may obtain a copy of the License at
#
# http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
#
# Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
# distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
# WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
# See the License for the specific language governing permissions and
# limitations under the License.
#
LOCAL_PATH := $(call my-dir)
include $(CLEAR_VARS)
LOCAL_MODULE := hijack
LOCAL_SRC_FILES := ../hijack.c
# 编译成arm指令模式
LOCAL_ARM_MODE := arm
# 设置编译选项 -g
LOCAL_CFLAGS := -g
# 编译生成可执行文件
include $(BUILD_EXECUTABLE)hijack注入工具源码的编译和使用方法
cd hijack
cd jni
ndk-build
cd ..
adb push libs/armeabi/hijack /data/local/tmp/
adb shell chmod 0777 /data/local/tmp/hijack
adb shell
su
cd /data/local/tmp
>/data/local/tmp/adbi_example.log
# GET PID from com.android.phone
./hijack -d -p PID -l /data/local/tmp/libexample.so
cat adbi_example.loghijack注入工具使用帮助的简要说明
// Android系统进行so的注入需要root权限才能顺利进行
#define HELPSTR "error usage: %s -p PID -l LIBNAME [-d (debug on)] [-z (zygote)] [-m (no mprotect)] [-s (appname)] [-Z (trace count)] [-D (debug level)]\n"参考连接：
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