利用binfmt_misc机制加快CGI的调试
在网上偶然看到的一篇文章感觉很有意思也很有用就学习一下。
利用binfmt_misc机制加快CGI的调试 | ha1vk's blog
binfmt_misc 是 Linux 内核的一项功能，binfmt_misc 允许内核基于 ELF 头将异构架构程序转交给用户态解释器。也就是说在启用 qemu-user 的情况下，ARM64 ELF 可在 x86-64 Linux 上直接 execve() 成功。
cat /proc/sys/fs/binfmt_misc/status 看一下 binfmt_misc 是否启用，默认情况下是开启的，并且会自动注册已安装的 qemu 的配置文件 。
注册一个新的配置文件
使用
echo ":name:type:offset:magic:mask:interpreter:flags" > /proc/sys/fs/binfmt_misc/register的格式来注册配置文件type应为E或M类型
- 若类型为E，则可执行文件格式由其文件扩展名进行识别：magic是与二进制格式相关联的文件扩展名；此时忽略offset和mask参数。
- 若类型为M，则可执行文件格式通过文件中的offset的（默认为0）magic数字识别；mask是全默认为 0xFF的bitmask，其用于指示数字中存在意义的二进制位。
flags： 这些标志控制解析器的行为和操作方式。下面是一些常见的 flags 标志及其作用：
- O：覆盖(Override)标志。当多个解析器的匹配规则冲突时，使用具有此标志的解析器进行匹配和执行。
- E：可执行文件标志。指定解析器用于执行可执行文件的功能。
- F：开启自动刷新标志。当启用此标志时，每次访问 register 文件时都会重新加载解析器配置。
- C：关闭自动刷新标志。当关闭此标志时，解析器配置只在系统启动时加载一次，之后不会自动刷新。
- B：启用解析器的特权执行。这将允许使用具有特权的解析器执行文件。
- M：启用魔数验证标志。指定解析器在匹配时必须验证魔数。
注意事项：offset+size(magic) 必须小于 128，解释器字符串不得超过 127 个字符
下面做一个简单的实验，正常情况下./xxx想要成功运行，xxx必须是可执行程序，但是如果创建配置文件指定 type 和 interpreter 那么只需满足 interpreter ./xxx 是合法的命令即可。
要取消注册一个配置文件，可以执行echo -1 > /proc/sys/fs/binfmt_misc/xxx
同理也可以采用匹配后缀的方法。
系统级调试
就我而言，接触的基本都是真机，所以说不需要使用 qemu去模拟，手中如果有真机的话远程调试还是比较简单的，不用去考虑仿真问题，将 gdbserver 传进去然后一条命令就可以解决了，但是大概率会遇见一个问题就是断不住，常见的作法是将调试的程序 patch 一下，添加一个 while(1)循环。但是比较麻烦，但是如果使用 binfmt_misc 机制的话就可以解决上述问题，因为它将会在设备启动过程中第一次执行程序时使用 gdbserver 将程序远程挂载。（后面在两台工控设备中尝试，看了一下发现没有/proc/sys/fs/binfmt_misc这个目录，说明能够使用范围并没有想象中的大）
首先注册一下 echo ":cgi_test:E::cgi::/home/zikh/Desktop/ggs/binfmt_misc/debug:O" > /proc/sys/fs/binfmt_misc/register
debug 代码如下
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<unistd.h>
int main(int argc, char *argv[]){char buf[100];char tmp_exec[200];char *gdb_path ="/usr/bin/gdbserver";char *target_config = "test2.cgi";char **new_argv = calloc(argc+10,sizeof(char *));if(!new_argv){perror("calloc failed"); exit(EXIT_FAILURE);}char *name=strrchr(argv[1],'/');if (name){name=name+1;}else {name=argv[1];}snprintf(tmp_exec,200,"/tmp/%s.tmp",name);snprintf(buf,100,"cp %s %s",argv[1],tmp_exec);system(buf);
// /usr/bin/gdb -x /mnt/hgfs/works/share/script.gdb --args /tmp/test2.cgi.tmp xxxxif (argc >1 && strstr(argv[1],target_config)){new_argv[0]="/usr/bin/gdbserver";new_argv[1]="0.0.0.0:1234";new_argv[2]=tmp_exec;for (int i =2; i<argc ; i++){new_argv[i+1]=argv[i];}execv(gdb_path,new_argv);} else{new_argv[0]=tmp_exec;for(int i=2;i<argc;i++){new_argv[i-1]=argv[i];}execv(tmp_exec,new_argv);}perror("execv failed");free(new_argv);return EXIT_FAILURE;}
qemu-user模拟下的CGI调试
这种方法我也尝试了，但是凡是链接到 busybox 的命令都用不了，只能用 cd 、pwd 等命令。感觉原因是 ARM ELF 被 binfmt_misc 拦截后，传给了 debug 程序，但 debug 再 execv() qemu 时，参数构造是错误的，导致动态链接 ELF 启动失败。
错误如下
测试发现如果将 /proc/sys/fs/binfmt_misc/qemu-arm 恢复为原本的就正常。
尝试修改 flags 参数发现也没有解决问题。
echo ':qemu-arm:M:0:\x7f\x45\x4c\x46\x01\x01\x01\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x02\x00\x28\x00:\xff\xff\xff\xff\xff\xff\xff\x00\xff\xff\xff\xff\xff\xff\xff\xff\xfe\xff\xff\xff:/usr/bin/qemu_debug:CF' > /proc/sys/fs/binfmt_misc/register