現象
將 fishhook 開源版本 運行在 iOS 14.5 arm64e 的設備上,很容易可以復現一個 crash:
static void (*orig_dispatch_async)(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);
static void hooked_dispatch_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block) {
orig_dispatch_async(queue, block);
}
- (void)startHook {
struct rebinding r[] = {
{"dispatch_async", hooked_dispatch_async, (void *)&orig_dispatch_async}
};
rebind_symbols(r, sizeof(r)/sizeof(struct rebinding));
}
Crash 會發生在
indirect_symbol_bindings[i] = cur->rebindings[j].replacement;
這一行,crash 原因為 EXC_BAD_ACCESS
。
也就是 #82 反饋的問題。
原因
在了解 fishhook 原理后,經過一些調試分析,可以發現發生 crash 的原因:
被賦值的 indirect_symbol_bindings[i]
所在的內存區域,是只讀的。而“賦值”是一個寫操作,于是產生了 EXC_BAD_ACCESS
。
Fishhook 考慮到過內存訪問權限的問題,在 If hooking in __DATA_CONST, make writable before trying to write 和 Properly restore protections for iOS 13 這兩個 PR 中,對于 __DATA_CONST
段中的數據,作者在
indirect_symbol_bindings[i] = cur->rebindings[j].replacement;
這一行賦值操作之前,使用了 mprotect
將所屬內存區域的訪問權限改成了“讀寫”,在這一行賦值操作以后,再次使用 mprotect
將所屬內存區域的訪問權限改回了原始值。
然而這兩個 PR 其實是有問題的:
1、mprotect
修改內存區域的訪問權限時,傳入的內存地址是需要按頁對齊的,所以開源版本的 fishhook 在舊版 iOS 系統上,mprotect
都有很大概率不成功(返回 -1),官方文檔也印證了這點。
2、oldProtection = get_protection(rebindings);
這一行的目的是保存原先的訪問權限,但是傳入的參數是錯誤的,這會導致“在這一行賦值操作以后,再次使用 mprotect
將所屬內存區域的訪問權限改回了原始值”在實際執行中,“改回了原始值”實際是“改成可讀寫”(當然由于 mprotect
頁對齊的問題很大概率修改不成功),因為 rebindings 是 malloc 出來的。
所以,一直以來,這兩個 PR 大概率沒有發揮預期的作用, indirect_symbol_bindings[i]
所在的內存區域,如果在程序啟動后是只讀的,那么 fishhook 的過程中,它也是只讀的。只要賦值,就會觸發 crash。
為什么 crash 只發生在 iOS 14.5?
在我構造的復現環境中,crash 發生在對系統庫 libxpc.dylib 的 __DATA_CONST
段 __auth_got
節的重綁定中,此時 indirect_symbol_bindings[i]
位于 __DATA_CONST
段 __auth_got
節映射到內存的區域中。我們來對比一下 iOS 14.4 和 iOS 14.5 的區別:
1、無論是 iOS 14.4 還是 iOS 14.5,mprotect
修改內存區域為讀寫時,都失敗了(返回 -1)。
2、但是在 mprotect
修改前,iOS 14.4 上 indirect_symbol_bindings[i]
所在的內存區域是讀寫的,而 iOS 14.5 上變成了只讀。
為了便于理解,我們可以在程序啟動后、fishhook 開始前,通過 memory graph 來觀察各個內存區域的訪問權限:
抓取 memory graph 后,在 Xcode 中選擇 File -> Export Memory Graph,導出 memory graph 后使用 vmmap 命令得到各個內存區域的快照
觀察 libxpc.dylib 的 __DATA_CONST
段映射在內存中的訪問權限:
# iOS 14.5
__DATA_CONST 1edadef10-1edae35c0 [ 18K 18K 4K 0K] r--/rw- SM=COW /usr/lib/system/libxpc.dylib
# iOS 14.4
__DATA_CONST 1f30167b0-1f301ae70 [ 18K 18K 6K 0K] rw-/rw- SM=COW /usr/lib/system/libxpc.dylib
可以發現,iOS 14.5 中,libxpc.dylib 的 __DATA_CONST
段是只讀的,而 iOS 14.4 中是讀寫的。
同時觀察其他系統庫,能發現 iOS 14.5 中,不少系統庫的 __DATA_CONST
段都從 iOS 14.4 的讀寫變成了只讀,同時撞上了一直以來都有的 mprotect
失效的問題,所以產生了 crash。
@maniackk 在 github 上的 PR If hooking in __DATA_CONST/__AUTH_CONST, promise writable before trying to write #84 中對上文所說的兩個問題做了解決。