【硬件虚拟化】远离kernel的理想乡

接下来是一些坑爹的代码：

/* 
  Vmx初始化 
*/ 
NTSTATUS NTAPI VmxInitialize ( 
   PCPU Cpu, 
   PVOID GuestEip, 
   PVOID GuestEsp 
) 
{ 
   PHYSICAL_ADDRESS AlignedVmcsPA; 
   ULONG VaDelta; 
   NTSTATUS Status; 
 
 
   // 为 VMXON region 申请内存空间 
   Cpu->Vmx.OriginaVmxonR = MmAllocateContiguousPages( 
       VMX_VMXONR_SIZE_IN_PAGES,  
       &Cpu->Vmx.OriginalVmxonRPA); 
   if (!Cpu->Vmx.OriginaVmxonR)  
   { 
 DbgPrint("VmxInitialize(): Failed to allocate memory for original VMCSn"); 
       return STATUS_INSUFFICIENT_RESOURCES; 
   } 
 
   DbgPrint("VmxInitialize(): OriginaVmxonR VA: 0x%xn", Cpu->Vmx.OriginaVmxonR); 
   DbgPrint("VmxInitialize(): OriginaVmxonR PA: 0x%llxn", Cpu->Vmx.OriginalVmxonRPA.QuadPart); 
 
   // 为 VMCS 申请内存空间  
   Cpu->Vmx.OriginalVmcs = MmAllocateContiguousPages( 
       VMX_VMCS_SIZE_IN_PAGES,  
       &Cpu->Vmx.OriginalVmcsPA); 
   if (!Cpu->Vmx.OriginalVmcs)  
   { 
 DbgPrint("VmxInitialize(): Failed to allocate memory for original VMCSn"); 
       return STATUS_INSUFFICIENT_RESOURCES; 
   } 
 
   DbgPrint("VmxInitialize(): Vmcs VA: 0x%xn", Cpu->Vmx.OriginalVmcs); 
   DbgPrint("VmxInitialize(): Vmcs PA: 0x%llxn", Cpu->Vmx.OriginalVmcsPA.QuadPart); 
 
   // 开启vmx 
   if (!NT_SUCCESS (VmxEnable (Cpu->Vmx.OriginaVmxonR))) 
   { 
       DbgPrint("VmxInitialize(): Failed to enable Vmxn"); 
       return STATUS_UNSUCCESSFUL; 
   } 
 
   *((ULONG64 *)(Cpu->Vmx.OriginalVmcs)) =  
       (MsrRead (MSR_IA32_VMX_BASIC) & 0xffffffff); //set up vmcs_revision_id       
 
   // 填充VMCS结构 
Status = VmxSetupVMCS (Cpu, GuestEip, GuestEsp); 
   if (!NT_SUCCESS (Status))  
   { 
       DbgPrint("VmxSetupVMCS() failed with status 0x%08hXn", Status); 
       VmxDisable(); 
       return Status; 
   } 
 
   DbgPrint("VmxInitialize(): Vmx enabledn"); 
 
  // 保存EFER 
   Cpu->Vmx.GuestEFER = MsrRead (MSR_EFER); 
   DbgPrint("Guest MSR_EFER Read 0x%llx n", Cpu->Vmx.GuestEFER); 
 
  // 保存控制寄存器 
   Cpu->Vmx.GuestCR0 = RegGetCr0 (); 
   Cpu->Vmx.GuestCR3 = RegGetCr3 (); 
   Cpu->Vmx.GuestCR4 = RegGetCr4 (); 
 
   CmCli (); 
   return STATUS_SUCCESS; 
} 
 
 
 
/* 
  开启vmx 
*/ 
NTSTATUS NTAPI VmxEnable ( 
   PVOID VmxonVA 
) 
{ 
   ULONG cr4; 
   ULONG64 vmxmsr; 
   ULONG flags; 
   PHYSICAL_ADDRESS VmxonPA; 
 
// 设置cr4位，为启用VM模式做准备 
   set_in_cr4 (X86_CR4_VMXE); 
   cr4 = get_cr4 (); 
   DbgPrint("VmxEnable(): CR4 after VmxEnable: 0x%llxn", cr4); 
   if (!(cr4 & X86_CR4_VMXE)) 
       return STATUS_NOT_SUPPORTED; 
 
// 检测是否支持vmx 
   vmxmsr = MsrRead (MSR_IA32_FEATURE_CONTROL); 
   if (!(vmxmsr & 4))  
   { 
       DbgPrint("VmxEnable(): VMX is not supported: IA32_FEATURE_CONTROL is 0x%llxn", vmxmsr); 
       return STATUS_NOT_SUPPORTED; 
   } 
 
//bochs的bug，要改IA32_FEATURE_CONTROL的Lock为1 
#if bochsdebug 
MsrWrite(MSR_IA32_FEATURE_CONTROL,5); 
   #endif 
 
   vmxmsr = MsrRead (MSR_IA32_VMX_BASIC); 
   *((ULONG64 *) VmxonVA) = (vmxmsr & 0xffffffff);       //set up vmcs_revision_id 
   VmxonPA = MmGetPhysicalAddress (VmxonVA); 
 
   DbgPrint("VmxEnable(): VmxonPA:  0x%llxn", VmxonPA.QuadPart); 
 
//开启VMX 
VmxTurnOn(VmxonPA); 
   flags = RegGetEflags (); 
   DbgPrint("VmxEnable(): vmcs_revision_id: 0x%x  Eflags: 0x%x n", vmxmsr, flags); 
 
   return STATUS_SUCCESS; 
} 
 
 
 
/* 
  进入虚拟机 
*/ 
NTSTATUS NTAPI VmxVirtualize ( 
 PCPU Cpu 
) 
{ 
 
   ULONG esp; 
   if (!Cpu) 
       return STATUS_INVALID_PARAMETER; 
 
*((PULONG) (g_HostStackBaseAddress + 0x0C00)) = (ULONG) Cpu; 
           
   VmxLaunch (); 
 
   // never returns 
 
   return STATUS_UNSUCCESSFUL; 
} 

三、蛋疼的拦截处理

sysenter的处理方法：

由于硬件虚拟化(HVM)无法直接拦截sysenter指令，所以只能使用其他方法来获得控制权。

这里有三种方法：

1、在kifastcallentery的头部写入cpuid，int3等利用中断或特权指令进入vm。

2、使用调试寄存器在kifastcallentery下硬件执行中断，利用中断进入vm

3、进入VMM后直接修改guest的sysenter_eip地址，通过控制msr的读写来欺骗其他访问msr的程序。

为了不被内存检测和充分利用调试寄存器，Avalon中我选用了方案3来控制进程执行sysenter后的运行流向。

（编辑：温州站长网）

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