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CoreSight Decoder for Fuzzing

coresight-decoder

coresight-decoder is an experimental CoreSight decoder dedicated to fuzzing purposes. It currently supports CoreSight trace from ARM64 ETMv4 or later. We tested it with ARM64 Ubuntu 20.04 and 18.04.

NOTE: coresight-decoder is in the early development stage. Not applicable for production use.

Installation

coresight-decoder depends on Capstone version 4.0 or later. This restriction is due to a bug in the ARM64 branch disassembly #1213. Please do not use older versions (e.g. libcapstone-dev from Ubuntu apt packages).

In the below example, install Capstone from the source.

git clone https://github.com/aquynh/capstone.git
cd capstone
git checkout 4.0.2 # checkout the latest version
sudo ./make.sh install

Next, checkout and build coresight-decoder.

git clone https://github.com/RICSecLab/coresight-decoder.git
cd coresight-decoder
make

After the build is finished, the static library libcsdec.a and the simple decoder application processor should be in the root directory. The Makefile also provides make test for testing and make debug for a debug build.

Refer to HOWTO for the library usage example.

Notes on using coresight-decoder

To use libcsdec.a, link it with the -lcapstone flag to the Capstone shared library. The processor application will show usage when no argument is supplied.

Contributing

Please open GitHub Issues and Pull Requests. All commits must include a Signed-off-by line using git commit --signoff to enforce the Developer Certificate of Origin (DCO).

License

coresight-decoder is released under the Apache License, Version 2.0.

Acknowledgements

This project has received funding from the Acquisition, Technology & Logistics Agency (ATLA) under the Innovative Science and Technology Initiative for Security 2020 (JPJ004596).

coresight-decoder's Issues

PtrixのPT-friendly Feedbackの追加

Ptrix (afl-pt)で提案されているPT trace packet向けのbitmap updateの機能追加を希望します．
目的はデコードの高速化です．

説明は論文の3.3.2にあり，実装としては

• https://github.com/junxzm1990/afl-pt/blob/master/afl-2.42b/pt_mode/pt_proxy/pt_parser.h
• https://github.com/junxzm1990/afl-pt/blob/master/afl-2.42b/pt_mode/pt_proxy/pt_parser_fast.h
  が参考になると思います．

The decoder is unable to support the Long Address 32-bit ISO Long packets

When I utilize the coresight-decoder to decode the trace data produced by ETMv4 on Juno R2, I find that the decoder can't identify the Long Address 32-bit ISO Long packets with the header 0b10011010.

std::exit()の回避

たまにアドレスが0のトレースが含まれることがあり，ライブラリ側で終了されてしまうとトレーサでハンドルできないため，修正をお願いしたいです．
エラーを伝搬できると良さそうなのですが，うまい修正方法が分からずIssueを立てました．

coresight-decoder/src/common.cpp

Line 63 in 8f24335

std::exit(1);

逐次的なデコード対応

背景

AFL++ CoreSight modeは現状QEMU modeより少し速い程度でPtrixのように高速とは言えない．ハードウェアによるトレースを利用している利点を生かすためにはさらなる高速化が必要．

gprofでプロファイリングを見るとdeformatTraceData(unsigned char const*, unsigned long, unsigned char)の実行時間が支配的となっている．

機能

Ptrixでは開始時にデコーダスレッドを立ち上げ，実行時にある程度トレースが溜まったらデコーダに通知して逐次的にデコードしてカバレッジのビットマップを更新している．これと同じような動きを実現したい．

1. トレーサがデコーダスレッドを生成
2. トレーサはETRのバッファの書き込み状況をpollingで監視してある程度溜まったらデコーダにトレースのバッファへのポインタと大きさを渡してデコードを依頼
3. デコーダはデコードしてカバレッジビットマップを更新

逐次的なデコードは現在のエッジカバレッジからビットマップを更新する方法では実現できないはず(トレースの途中の状態では完全なエッジカバレッジを構築できない，という認識)．そのためPtrixにあるPT-friendlyなフィードバックに変える必要がある(Issue #4)．

実装の進め方

前提としてIssue #4の機能が必須なのでそちらの実装を先にお願いしたいです．スレッドなどについてはトレーサ側で管理するのでAPIの大枠は @retrage で作る形で進めたいと思います．

Address with Context packet support

Jetson Nanoでトレースを取得すると以下のように"Address & Context"パケットが生成される．

Idx:68; ID:13;  I_TRACE_ON : Trace On.                                          
Idx:69; ID:13;  I_ADDR_CTXT_L_64IS0 : Address & Context, Long, 64 bit, IS0.; Addr=0x00000055711556B0; Ctxt: AArch64,EL0, NS;
Idx:80; ID:13;  I_ATOM_F2 : Atom format 2.; EE                                        
Idx:81; ID:13;  I_ADDR_L_64IS0 : Address, Long, 64 bit, IS0.; Addr=0x0000007F84492640;

Jetson対応を行うにはこの種類のパケットのデコード対応が必要である．

"Address & Context"パケットについてはETMv4 Specification IHI0064H.a 6-298に仕様が記述されている．

zerooneテストが実行できなくなっている

インターフェースの変更により、zerooneテストが実行できなくなっている。
簡単な修正で実行できるようになると思う。