Criando funções diretamente em assembly no GCC

[fredericopissarra]

Não, não estou falando somente do assembly inline, mas de criar uma função inteira em assembly.

Um dos problemas que o GCC, na plataforma x86, tem é que ele não aceita (até a versão 7, pelo menos) o atributo naked numa função. Esse atributo informa ao compilador que ele não deve usar a convenção de chamada e colocar um RET na saída da função. Então, a única forma de fazer isso, ao que parece, é criando uma função em assembly:

; naked.asm
; NASM style

  section .text

  global naked_func
naked_func:
  ; faz qualquer coisa que você quiser aqui...

Eu disse "ao que parece" porque a construção abaixo é possível. E aqui mostro uma simples função que incrementa uma variável global:

/* test.c */
#include <stdio.h>

int g_int = 0;

// não pode ter o qualiificador __volatile__ porque
// o compilador precisa recalcular o offset de g_int
// com base em RIP.
//
// É a mesma coisa que:
//
//  void f( void ) { g_int++; }
//
__asm__ (
  "f:\t\n"
  "  addl $1,g_int(%rip)\t\n"
  "  ret"
);

// O compilador precisa saber que função existe e
// ela é definida aqui como extern para não emitir warnings!
extern void f( void );

int main( void )
{
  f();  // voilà!
  printf( "%d\n", g_int );
}

A função f(), acima, foi construída para o modo x86-64.
Note que a função tem apenas as instruções contidas no bloco __asm__. Poderia ser uma interrupt service routine, por exemplo, e retornar com IRETQ.

Compilando e executando:

$ gcc -O2 -o test test.c
$ ./test
1

Se você listar o código acima, verá que f é definida com apenas as instruções contidas no bloco __asm__!!

Interessante, huh?
 

[Fernando Mercês]

Interessante mesmo! Muito obrigado pelo post!

Eu busquei por exemplos de uso do atributo naked, tipo de quando usar, sabe? Encontrei um caso no RTOS pra evitar salvar o contexto duas vezes, um exemplo de ofuscação meio fraco e alguns outros. Por acaso você tem alguns exemplos práticos de uso deste atributo? Tipo, em que situação eu usaria uma função pelada? ?

Abraço!

[fredericopissarra]

Para evitar que o compilador use a convenção de chamada e/ou coloque um RET no final da função.
Tentei usar uma função naked no GCC porque tentei uma função com atributo interrupt e ele também não suporta (ainda), para o x86.

Agora, no GCC 8.3, naked é suportado para x86... mas eu ainda uso a versão 7.3, default, da minha distro...

[Guest gnoo]

48 minutos atrás, fredericopissarra disse:

mas eu ainda uso a versão 7.3, default, da minha distro...

@fredericopissarra que distro usas?

[fredericopissarra]

Ubuntu... Infelizmente Debian, quando tentei instalar em minha máquina, não funcionou (Dell XPS 8700)... O driver de rede não funfava!
Uso Ubuntu 18.04 aqui porque essas distros são homologadas para máquinas Dell e gosto de distros no estilo Debian.

Eu poderia instalar o pacote gcc-8-multilib-x86-64-linux-gnu, mas não gosto muito de futucar com alguns defaults... Mesmo porque esse pacote é da versão 8.2 que, acho, não implementa atributos naked para x86, ainda...

[Fernando Mercês]

Em 26/03/2019 em 06:30, fredericopissarra disse:

Para evitar que o compilador use a convenção de chamada e/ou coloque um RET no final da função.

Isso eu saquei. A dúvida era em que casos isso é necessário, mas o exemplo da ISR já é um caso. ?

Abraço!

[Fabiano Furtado]

Em 26/03/2019 em 05:01, Fernando Mercês disse:

Interessante mesmo! Muito obrigado pelo post!

Eu busquei por exemplos de uso do atributo naked, tipo de quando usar, sabe? Encontrei um caso no RTOS pra evitar salvar o contexto duas vezes, um exemplo de ofuscação meio fraco e alguns outros. Por acaso você tem alguns exemplos práticos de uso deste atributo? Tipo, em que situação eu usaria uma função pelada? ?

Abraço!

Fernando.... blza? Vc tem mais exemplos de ofuscação? Eu achei bem interessante, apesar de ser "meio fraco". :)

[Fernando Mercês]

Beleza e você? Com funções naked? Não. ?

[fredericopissarra]

Ofuscação? https://ioccc.org/
 

[Fabiano Furtado]

23 horas atrás, Fernando Mercês disse:

Beleza e você? Com funções naked? Não. ?

Tudo bem!

Não precisa utilizar funções naked. Pode ser ofuscação utilizando outros métodos. Por exemplo, me lembro uma vez que você postou um artigo/comentário sobre substituição de uma insrtução call por outras equivalentes (push e jmp) para enganar o decompiler.... enfim... acho que você deve ter algum material bom sobre isso.

Valeu!!!!

[plancton]

gcc -O3 -S -masm=intel -mtune=native -fverbose-asm test.c

eu tenho que ter o arquivo test.c pronto ? 

$ gcc -O3 -S -masm=intel -mtune=native -fverbose-asm test.c
gcc: error: test.c: No such file or directory
gcc: fatal error: no input files
compilation terminated.

resu da compilação.

e aqui fala 

$ gcc -O3 -S -masm=intel -mtune=native -fverbose-asm test.c

Isso ai criará um arquivo chamado test.s (por causa da opção -S), contendo as funções descritas em
test.c com uma grande quantidade de comentários no código gerado (opção -fverbose-asm). E o

@fredericopissarra me ajude ai meu mestre ! 

[fredericopissarra]

5 horas atrás, plancton disse:

eu tenho que ter o arquivo test.c pronto ?

Yep... a opção -S serve para gerar o código em ASM a partir do código em C, então o programa em test.c tem que ser compilável.
Você pode usar -fverbose-asm se quiser os aqueles montes de comentários, mas para análise do código gerado ele não é necessário.