ヒープ空間でコードを実行することは可能ですか?


回答:


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多分。ヒープが実行可能であれば、そのコードに分岐できます。ただし、一部のUNIXバリアントでは、ヒープスペースを実行不可にして、バッファオーバーフローなどのセキュリティの脆弱性の悪用をさらに困難にします(プログラムにコードを挿入できても、そこに分岐できない場合があります)。(UNIXバリアントとその構成の説明については、リンク先の記事を参照してください。)また、一部のプロセッサアーキテクチャでは、コードとデータ用に別々のキャッシュがあるため、キャッシュフラッシュ命令を発行する必要がある場合があります。全体として、これはあなたが手でやりたいことではありません。

コードをロードして実行する標準のunix APIがあり、ロードされたコードを実行可能にするために必要な処理を行います:dlopen。コードはファイルからロードする必要があります。

ジャストインタイムコンパイラーは、通常、dlopenよりも高速なインターフェースを見つけようとします。彼らは、コードの実行可能性を確保するためのプラットフォームに非常に依存する方法を管理する必要があります。

編集:キャッシュをフラッシュする必要があることを思い出させてくれたBruce Edigerに感謝します。


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一部のハードウェア(HPのHP-PA CPUなど)では、それがはるかに困難です。他のハードウェア(DEC Alpha CPUなど)では、最初に命令キャッシュをフラッシュする必要がありますが、通常、ヒープ上でコードを実行できます。以下は、「ヒープ上で」コードを実行する、まともなC言語プログラムです。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <signal.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>

/* $Id: cpup4.c,v 1.2 1999/02/25 05:12:53 bediger Exp bediger $ */

typedef int (*fxptr)(
                int, int, int (*)(const char *, ...),
                void *,
                void *(*)(void *, const void *, size_t),
                void *(*)(size_t),
                void (*)(void *),
                size_t
);

char *signal_string(int sig);
void  signal_handler(int sig);
int   main(int ac, char **av);
int copyup(
                int i,
                int j,
                int (*xptr)(const char *, ...),
                void *yptr,
                void *(*bptr)(void *, const void *, size_t),
                void *(*mptr)(size_t),
                void (*ffptr)(void *),
                size_t  size
);
void f2(void);

/* return a string for the most common signals this program
 * will generate.  Probably could replace this with strerror()
 */
char *
signal_string(sig)
                int sig;
{
                char *bpr = "Don't know what signal";

                switch (sig)
                {
                case SIGILL:
                                bpr = "Illegal instruction";
                                break;
                case SIGSEGV:
                                bpr = "Segmentation violation";
                                break;
                case SIGBUS:
                                bpr = "Bus error";
                                break;
                }

                return bpr;
}

/* Use of fprintf() seems sketchy.  I think that signal_handler() doesn't
 * need special compiler treatment like generating Position Independent
 * Code.  It stays in one place, and the kernel knows that place.
 */
void
signal_handler(int sig)
{
                (void)fprintf(
                                stderr,
                                "%s: sig = 0x%x\n",
                                signal_string(sig),
                                sig
                );

                exit(99);
}

int
main(int ac, char **av)
{
                int i, j;

                /* check to see if cmd line has a number on it */
                if (ac < 2) {
                                printf("not enough arguments\n");
                                exit(99);
                }
                /* install 3 different signal handlers - avoid core dumps */
                if (-1 == (i = (long)signal(SIGSEGV, signal_handler)))
                {
                                perror("Installing SIGSEGV signal failed");
                                exit(33);
                }
                if (-1 == (i = (long)signal(SIGILL, signal_handler)))
                {
                                perror("Installing SIGILL signal handler failed");
                                exit(33);
                }
                if (-1 == (i = (long)signal(SIGBUS, signal_handler)))
                {
                                perror("Installing SIGBUS signal handler failed");
                                exit(33);
                }

                setbuf(stdout, NULL);

                /*
                 * print out addresses of original functions so there is something to
                 * reference during recursive function copying and calling 
                 */
                printf(
           "main = %p, copyup %p, memcpy %p, malloc %p, printf %p, free %p, size %ld\n",
           main, copyup, memcpy, malloc, printf, free, (size_t)f2 - (size_t)copyup);

                if ((i = atoi(*(av + 1))) < 1) {
                                printf(" i = %d, i must be > 1\n", i);
                                exit(99);
                }

                printf(" going for %d recursions\n", i);

                j = copyup(1, i, printf, copyup, memcpy, malloc, free, (size_t)f2 - (size_t)copyup);

                printf("copyup at %p returned %d\n", copyup, j);


                return 1;
}

int
copyup(
                int i, int j,
                int   (*xptr)(const char *, ...),
                void *yptr,
                void *(*bptr)(void *, const void*, size_t),
                void *(*mptr)(size_t),
                void  (*ffptr)(void *),
                size_t   size
)
{
                fxptr fptr;
                int k;

                if (i == j)
                {
                                (*xptr)("function at %p got to %d'th copy\n", yptr, i);
                                return i;
                } else
                                (*xptr)("function at %p, i = %d, j = %d\n", yptr, i, j);

                if (!(fptr = (fxptr)(*mptr)(size)))
                {
                                (*xptr)("ran out of memory allocating new function\n");
                                return -1;
                }

                (*bptr)(fptr, yptr, size);

                k = (*fptr)(i + 1, j, xptr, (void *)fptr, bptr, mptr, ffptr, size);

                (*xptr)("function at %p got %d back from function at %p\n",
                                yptr, k, fptr);

                (*ffptr)(fptr);

                return (k + 1);
}

void f2(void) {return;}

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私はこれを試してみましたが、私は1以外のすべての値に対してセグメンテーションフォールトを取得し、なぜ私が理解しない
セン

引数1は関数を実行するだけです-関数はヒープ上に自身のコピーを作成しますが、ヒープのコピーは実行しません。セグメンテーション違反が発生する理由はわかりません。コンパイラ、CPU、OSなどについて詳しく教えてください。
Bruce Ediger、2011年
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