程序的自我改写

曾经，程序的自动改写是每个黑客必备的知识，因为这样可以有效的节约内存，下面是在现代的GNU/Linux 操作系统上实现的程序自我改写（本文的演示基于32 位系统和编译器）。
列一下环境：
speller@SHELL-LAB:~/code/c$ egrep "model name" /proc/cpuinfo | uniq -c
      2 model name      : Pentium(R) Dual-Core  CPU      E6300  @ 2.80GHz
speller@SHELL-LAB:~/code/c$ uname -sr
Linux 2.6.35.10-smp
speller@SHELL-LAB:~/code/c$ gcc --version | grep GCC
gcc (GCC) 4.4.4
speller@SHELL-LAB:~/code/c$

上代码：

/*
 * 文件名: self-modification.c
 * 备注: 一个可以修改自身代码的小程序 ;p
 */
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/mman.h>

void func (void);

int main
(int argc, char *argv[]) {

    int count = 0;

    for (count = 0; count < 3; ++count) {
        printf ("第<%d>次执行函数func:\n", count+1);
        func ();
    }

    return 0;
}

void func
(void) {

    __asm__ __volatile__ (
        "slot:\n"
        "nop\nnop\n" /* 这两个nop 指令用来为下面的自动改写留出位置 */
        "after_slot:\n"
    );

    puts ("\t你只能在第<1>次执行函数func 的时候看到这条消息\n"
          "\t\t——因为程序对自身的代码进行了修改。\n");

    /* 将函数func 的堆栈属性设置为可读写、可执行 */
    int pagesize = (int)sysconf (_SC_PAGESIZE);
    char *p = (char *)((int)func & ~(pagesize - 1));
    mprotect (p, pagesize * 10, PROT_READ | PROT_WRITE | PROT_EXEC);

    /* 进行自我改写 */
    __asm__ __volatile__ (
        ".byte 0xe8, 0, 0, 0, 0\n"     /* 0xe8 是call 指令，把popl 指令当作函数调用 */
        "popl %%eax\n"                /* popl 出栈的是popl 指令自身的地址 */
        "addl $20, %%eax\n"         /* 定位到第二个puts 函数 */
        "subl $after_slot, %%eax\n"/* 得到第二个puts 函数相对于after_slot 标签的偏移 */
        "shl $8, %%eax\n"             /* 这里是little endian 系统 */
        "movb $0xeb, %%al\n"      /* 0xeb 是jmp 指令，%ax 里现在是 */
        "movw %%ax, slot"           /* 填充先前两个nop 指令预留出的空间 */
        :
        :
        : "eax"
    );

    puts ("\t这条消息应该在每次调用函数func 的时候都被输出到stdout。\n");

    return;
}

效果如下：
speller@SHELL-LAB:~/code/c$ gcc -o self-modification self-modification.c
speller@SHELL-LAB:~/code/c$ ./self-modification
第<1>次执行函数func:
        你只能在第<1>次执行函数func 的时候看到这条消息
                ——因为程序对自身的代码进行了修改。

        这条消息应该在每次调用函数func 的时候都被输出到stdout。

第<2>次执行函数func:
        这条消息应该在每次调用函数func 的时候都被输出到stdout。

第<3>次执行函数func:
        这条消息应该在每次调用函数func 的时候都被输出到stdout。

speller@SHELL-LAB:~/code/c$

程序自身对自身的指令进行修改，有点黑客帝国的味道，不是么 ;p