path: root/plugins/ropgadgets/finder.c

/* Chrysalide - Outil d'analyse de fichiers binaires
 * finder.c - recherche de gadgets pour ROP
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 * Copyright (C) 2015 Cyrille Bagard
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 */


#include "finder.h"


#include <string.h>


#include <core/processors.h>


#include <i18n.h>


#include "helper_arm.h"



/* Données utiles à transmettre */
typedef struct _search_domain
{
    GBinFormat *format;                     /* Format du fichier binaire   */
    GBinContent *content;                   /* Contenu associé récupéré    */
    GArchProcessor *proc;                   /* Processeur idéal en place   */
    GProcContext *ctx;                      /* Contexte de désassemblage   */

    mrange_t *exe_ranges;                   /* Liste de zones exécutables  */
    size_t exe_count;                       /* Nombre de ces zones         */

    phys_t sum;                             /* Surface totale à parcourir  */
    size_t runs_count;                      /* Nombre de passages à faire  */
    size_t runs_done;                       /* Nombre de passages effectués*/

} search_domain;


/* Désassemble rapidement une instruction. */
static GArchInstruction *disassemble_instruction_in_domain(const search_domain *, vmpa2t *);

/* Désassemble en amont d'une position autant que possible. */
static GArchInstruction *look_backward_for_gadgets(const search_domain *, const mrange_t *, const vmpa2t *, unsigned int);

/* Etablit une liste de tous les gadgets présents. */
static GArchInstruction **list_all_gadgets_in_domain(const search_domain *, unsigned int, update_search_progress_cb, GObject *, size_t *);



/******************************************************************************
*                                                                             *
*  Paramètres  : domain = ensemble d'auxiliaires à disposition.               *
*                pos    = tête de lecture pour le désassemblage.              *
*                                                                             *
*  Description : Désassemble rapidement une instruction.                      *
*                                                                             *
*  Retour      : Instruction créée ou NULL en cas d'échec.                    *
*                                                                             *
*  Remarques   : -                                                            *
*                                                                             *
******************************************************************************/

static GArchInstruction *disassemble_instruction_in_domain(const search_domain *domain, vmpa2t *pos)
{
    GArchInstruction *result;               /* Instruction à retourner     */
    GProcContext *ctx;                      /* Contexte de désassemblage   */

    ctx = domain->ctx;  /* TODO : copie */

    result = g_arch_processor_disassemble_nextgen(domain->proc, ctx, domain->content, pos);

    if (result != NULL)
    {
        g_arch_instruction_call_hook(result, IPH_LINK, domain->proc, ctx, domain->format);
        g_arch_instruction_call_hook(result, IPH_POST, domain->proc, ctx, domain->format);
    }

    //g_object_unref(G_OBJECT(ctx)); /* TODO */

    return result;

}


/******************************************************************************
*                                                                             *
*  Paramètres  : domain    = ensemble d'auxiliaires à disposition.            *
*                exe_range = couverture globale dont il ne faut pas sortir.   *
*                ret       = point de retour final déjà trouvé.               *
*                max_depth = profondeur maximale des recherches.              *
*                                                                             *
*  Description : Désassemble en amont d'une position autant que possible.     *
*                                                                             *
*  Retour      : -                                                            *
*                                                                             *
*  Remarques   : -                                                            *
*                                                                             *
******************************************************************************/

static GArchInstruction *look_backward_for_gadgets(const search_domain *domain, const mrange_t *exe_range, const vmpa2t *ret, unsigned int max_depth)
{
    GArchInstruction *result;               /* Liste de gagdets trouvées   */
    const phys_t *ins_sizes;                /* Tailles potentielles        */
    size_t sizes_count;                     /* Quantité de tailles à tester*/
    vmpa2t last;                            /* Dernier point de départ     */
    unsigned int i;                         /* Boucle de parcours #1       */
    GArchInstruction *instr;                /* Elément de gadget trouvé    */
    size_t k;                               /* Boucle de parcours #2       */
    vmpa2t start;                           /* Point de départ courant     */
    vmpa2t end;                             /* Point d'arrivée obtenu      */
    phys_t diff;                            /* Volume de données traité    */
    mrange_t range;                         /* Couverture de l'instruction */

    result = NULL;

    ins_sizes = (phys_t []){ 2, 4 };    /* FIXME */
    sizes_count = 2;

    copy_vmpa(&last, ret);

    /* On parcours jusqu'à la profondeur maximale */
    for (i = 0; i < max_depth; i++)
    {
        instr = NULL;

        for (k = 0; k < sizes_count && instr == NULL; k++)
        {
            copy_vmpa(&start, &last);
            deminish_vmpa(&start, ins_sizes[k]);

            /* Est-on toujours dans les clous ? */
            if (!mrange_contains_addr(exe_range, &start)) break;

            copy_vmpa(&end, &start);

            instr = disassemble_instruction_in_domain(domain, &end);
            if (instr == NULL) continue;

            /* La jointure est-elle parfaite ? */

            if (cmp_vmpa(&end, &last) != 0)
            {
                g_object_unref(G_OBJECT(instr));
                instr = NULL;
                continue;
            }

            /* S'il s'agit d'un point de retour, on laisse la main à une autre liste */

            if (g_arch_instruction_is_return(instr))
            {
                g_object_unref(G_OBJECT(instr));
                instr = NULL;
                continue;
            }

        }

        /* Aucune instruction n'a été trouvée à cette profondeur, on s'arrête donc */
        if (instr == NULL) break;

        copy_vmpa(&last, &start);

        diff = compute_vmpa_diff(&end, &start);

        init_mrange(&range, &start, diff);

        g_arch_instruction_set_range(instr, &range);


        g_arch_instruction_merge_lists(&result, &instr);

    }

    return result;

}


/******************************************************************************
*                                                                             *
*  Paramètres  : domain    = ensemble d'auxiliaires à disposition.            *
*                max_depth = profondeur maximale des recherches.              *
*                update    = fonction de suivi mise à disposition.            *
*                data      = données à associer à une phase d'actualisation.  *
*                count     = nombre de gadgets trouvés. [OUT]                 *
*                                                                             *
*  Description : Etablit une liste de tous les gadgets présents.              *
*                                                                             *
*  Retour      : Liste de listes d'instructions, à libérer après usage.       *
*                                                                             *
*  Remarques   : -                                                            *
*                                                                             *
******************************************************************************/

static GArchInstruction **list_all_gadgets_in_domain(const search_domain *domain, unsigned int max_depth, update_search_progress_cb update, GObject *data, size_t *count)
{
    GArchInstruction **result;              /* Liste de listes à renvoyer  */
    phys_t done;                            /* Accumulation des quantités  */
    size_t i;                               /* Boucle de parcours #1       */
    phys_t max;                             /* Borne d'un parcours         */
    phys_t k;                               /* Boucle de parcours #2       */
    gdouble fraction;                       /* Progression générale        */
    vmpa2t ret;                             /* Emplacement du retour       */
    vmpa2t tmp;                             /* Copie de travail modifiable */
    GArchInstruction *gadget;               /* Nouveau gadget détecté      */
    phys_t diff;                            /* Volume de données traité    */
    mrange_t ins_range;                     /* Emplacement d'une instruct° */
    vmpa2t end;                             /* Point d'arrivée obtenu      */
    GArchInstruction *new;                  /* Nouvelle liste de gadgets   */

    result = NULL;
    *count = 0;

    done = 0;

    for (i = 0; i < domain->exe_count; i++)
    {
        max = get_mrange_length(&domain->exe_ranges[i]);

        for (k = 0; k < max; k++)
        {
            /* Affichage de la progression */

            fraction = 1.0 * (domain->runs_done * domain->sum + done + k);
            fraction /= (domain->runs_count * domain->sum);

            update(data, fraction);

            /* Réception de la première / dernière instruction */

            copy_vmpa(&ret, get_mrange_addr(&domain->exe_ranges[i]));
            advance_vmpa(&ret, k);

            copy_vmpa(&tmp, &ret);

            gadget = disassemble_instruction_in_domain(domain, &tmp);
            if (gadget == NULL) continue;

            /* A-t-on bien affaire à une instruction de retour ? */

            if (!g_arch_instruction_is_return(gadget))
            {
                g_object_unref(G_OBJECT(gadget));
                continue;
            }

            /* Ne déborde-t-on pas dans une zone voisine ? */

            diff = compute_vmpa_diff(&ret, &tmp);
            init_mrange(&ins_range, &ret, diff);

            compute_mrange_end_addr(&ins_range, &end);

            if (!mrange_contains_mrange(&domain->exe_ranges[i], &ins_range))
            {
                g_object_unref(G_OBJECT(gadget));
                continue;
            }

            /* Ajout d'un nouvel ensemble de gadgets */

            g_arch_instruction_set_range(gadget, &ins_range);

            //printf(" ROP @ 0x%08x / 0x%08x\n", gadget->range.addr.virtual, ret.virtual);

            new = look_backward_for_gadgets(domain, &domain->exe_ranges[i], &ret, max_depth);

            g_arch_instruction_merge_lists(&new, &gadget);

            result = (GArchInstruction **)realloc(result, ++(*count) * sizeof(GArchInstruction *));
            result[*count - 1] = new;

        }

        done += max;

    }

    return result;

}


/******************************************************************************
*                                                                             *
*  Paramètres  : binary    = binaire dont le contenu est à traiter.           *
*                max_depth = profondeur maximale des recherches.              *
*                update    = fonction de suivi mise à disposition.            *
*                data      = données à associer à une phase d'actualisation.  *
*                count     = nombre de gadgets trouvés. [OUT]                 *
*                                                                             *
*  Description : Etablit une liste de tous les gadgets présents.              *
*                                                                             *
*  Retour      : Liste de listes d'instructions, à libérer après usage.       *
*                                                                             *
*  Remarques   : -                                                            *
*                                                                             *
******************************************************************************/

found_rop_list *list_all_gadgets(GBinFormat *format, unsigned int max_depth, update_search_progress_cb update, GObject *data, size_t *count)
{
    found_rop_list *result;                 /* Liste de listes à renvoyer  */
    const char *target;                     /* Sous-traitance requise      */
    search_domain domain;                   /* Outils pour la recherche    */
    GProcContext **contexts;                /* Contextes pour recherches   */
    char **names;                           /* Désignations humaines liées */
    size_t i;                               /* Boucle de parcours          */

    /* Constitution du socle commun */

    g_object_ref(G_OBJECT(format));
    domain.format = format;

    domain.content = g_binary_format_get_conten_(format);

    target = g_exe_format_get_target_machine(G_EXE_FORMAT(format));
    domain.proc = get_arch_processor_for_type(target);

    domain.exe_ranges = g_exe_format_get_x_ranges(G_EXE_FORMAT(format), &domain.exe_count);

    /* Récupération des différents contextes */

    if (strcmp(target, "armv7") == 0)
        contexts = get_rop_contexts_for_arm(domain.proc, &names, count);

    else
    {
        contexts = (GProcContext **)calloc(1, sizeof(GProcContext *));
        names = (char **)calloc(1, sizeof(char *));
        *count = 1;

        contexts[0] = g_arch_processor_get_context(domain.proc);
        names[0] = _("all");

    }

    /* Calcul de la surface totale à parcourir */

    domain.sum = 0;

    for (i = 0; i < domain.exe_count; i++)
        domain.sum += get_mrange_length(&domain.exe_ranges[i]);

    /* Détermination des différents parcours */

    domain.runs_count = *count;

    domain.runs_done = 0;

    /* Parcours des différentes surfaces */

    result = (found_rop_list *)calloc(*count, sizeof(found_rop_list));

    for (i = 0; i < *count; i++)
    {
        result[i].category = names[i];

        domain.ctx = contexts[i];

        result[i].gadgets = list_all_gadgets_in_domain(&domain, max_depth, update, data, &result[i].count);

        g_object_unref(G_OBJECT(domain.ctx));

        domain.runs_done++;

    }

    free(names);
    free(contexts);

    free(domain.exe_ranges);

    g_object_unref(G_OBJECT(domain.proc));
    g_object_unref(G_OBJECT(domain.content));
    g_object_unref(G_OBJECT(domain.format));

    return result;

}