Linux上执行内存中的脚本和步伐

在Linux中可以不需要有脚本或者二进制步伐的文件在文件体系上实际存在，只需要有对应的数据在内存中，就有办法执行这些脚本和步伐。
原理其实很简单，Linux里有办法把某块内存映射成文件形貌符，对于每一个文件形貌符，Linux会在/proc/self/fd/这个路径上创建一个对应形貌符的实体，这个路径可以当成普通的文件来用，能正常从中读出数据，因此只要有可执行权限，就可以加载后运行。
其中第一步是创建内存到文件形貌符的映射，这一步可以靠memfd_create这个体系调用实现。这个体系调用会返回一个文件形貌符，关联到一块内存上，默认大小是0，大多数对普通文件形貌符可行的操作对这个形貌符也都可用，好比read，write，ftruncate，close。write数据进去的时间体系会自动分共同适长度的内存。当所有引用这块内存的fd被close之后，这块内存会被自动释放。
总之memfd_create提供了像操作文件一样操作内存的能力，是统统皆文件理念的体现之一。
而且memfd_create创建的页面默认有可执行权限，在proc底下的对应的形貌符文件也有可执行权限。
所以我们只要把脚本或者二进制步伐的数据写进memfd_create返回的形貌符就已经做完前两步了。其中对于脚本有一些要求，需要带有Shebang（雷同#!/usr/bin/env python3这种）。
有一点需要注意，固然/proc/self/fd/有形貌符文件存在，但实际上这就是个软链接，而我们的数据全在内存里。
写入成功后可以使用execve执行proc下的形貌符文件，也可以通过fexecve体系调用直接调用文件形貌符。golang没提供fexecve，所以示例用exec.Cmd。
例子：

1. package main
3. import (
4.         "fmt"
5.         "os"
6.         "os/exec"
8.         "golang.org/x/sys/unix"
9. )
11. func main() {
12.     // 名字其实无所谓，传空字符传也许，名字只是方便debug没有其他影响
13.         fd, err := unix.MemfdCreate("memexec", unix.MFD_CLOEXEC)
14.         if err != nil {
15.                 panic(err)
16.         }
17.         file := os.NewFile(uintptr(fd), "memexec")
18.         defer func() {
19.                 if err := file.Close(); err != nil {
20.                         panic(err)
21.                 }
22.         }()
23.         _, err = file.Write([]byte("#!/usr/bin/env python\nimport math\nprint('Hello, world!')\n"))
24.         if err != nil {
25.                 panic(err)
26.         }
27.         _, err = file.Write([]byte("print(f'{math.sqrt(2)=}')\n"))
28.         if err != nil {
29.                 panic(err)
30.         }
31.     // 因为设置了CLOEXEC，子进程里execve之后看不到这个描述符，会导致调用失败
32.     // 所以只能用父进程的
33.         cmd := exec.Command(fmt.Sprintf("/proc/%d/fd/%d", os.Getpid(), fd))
34.         data, err := cmd.Output()
35.         fmt.Println("output:", string(data))
36.         if err != nil {
37.                 panic(err)
38.         }
39. }

复制代码

golang的话还以共同embed把二进制步伐的数据提前嵌入步伐内，如许写入的时间会比力方便。
安全性：memfd_create创建的东西默认有可执行权限，同时默认也是可写的，很可能会被恶意步伐使用，所以目前内核也在推进解决这个问题已经添加了flag可以让不添加可执行权限，这里建议是遵守权限最小化的原则。
memfd本来的用途：用来在内存中创建文件（好比不想在存储器上创建文件时可以用这个），并可以在父子进程间传递（最好共同file sealing api使用，防止数据被意外修改）；或者干脆当匿名共享内存用。执行内存中的步伐是附带效果。
参考资料

https://magisterquis.github.io/2018/03/31/in-memory-only-elf-execution.html

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