McSema项目常见错误分析与解决方案指南

McSema项目常见错误分析与解决方案指南

mcsema 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/mcs/mcsema

前言

McSema是一款强大的二进制代码转换工具，能够将机器码转换为LLVM IR中间表示。在使用过程中，开发者可能会遇到各种问题。本文将系统性地分析McSema使用中的常见错误，提供技术背景说明和解决方案，帮助开发者快速定位和解决问题。

段错误(Segmentation Fault)问题分析

问题现象

在使用McSema转换后的程序运行时出现段错误。

技术背景

这类问题通常与控制流图(CFG)恢复失败有关。McSema在转换过程中需要准确识别代码和数据引用，错误的识别会导致运行时内存访问异常。

典型案例：位置无关代码处理

问题原因：

• 当处理mov rax, 0x60008这类指令时，McSema需要判断0x60008是常量值还是程序中的代码/数据引用
• 对于位置无关代码(PIC)编译的程序，默认的启发式判断可能出错

解决方案：

1. 检查二进制文件类型：

   file my-pie-binary
   

   若输出包含"LSB shared object"，则应使用--pie-mode选项

2. 使用mcsema-disass --pie-mode进行反汇编

技术细节：

• 普通模式下，McSema倾向于将落入代码或数据段的立即数视为引用
• PIE模式下，McSema假设遇到的值为常量

mcsema-disass常见错误

未知外部函数错误

错误示例：

Unknown external: cs_open
...
Exception: Unknown external: cs_open

技术背景： McSema需要知道如何调用外部函数，包括调用约定和参数数量。当遇到未定义的外部函数时会报错。

解决方案：

1. 在外部函数定义文件中添加该函数的描述
2. 重新构建mcsema-disass
3. 或使用--std-defs指定自定义定义文件

函数类型解析失败

错误示例：

Could not parse function type:__int64(void)

技术背景： McSema尝试解析IDA的类型签名失败，通常发生在未指定入口点或指定了错误的入口点时。

解决方案：

• 确保使用--entrypoint正确指定入口点
• 检查是否尝试提升每个函数导致遇到外部函数的修饰名

mcsema-lift常见错误

指令翻译错误

错误示例：

Error translating instruction at 4007cf; unsupported opcode 176

技术背景： McSema尚未实现该指令的语义转换。

解决方案：

1. 实现该指令语义并提交贡献
2. 或使用-ignore-unsupported忽略不支持的指令

调试技巧：

1. 使用objdump定位问题指令：

   objdump -x -d our_binary | grep 4007cf
   

2. 使用llvm-mc查看指令信息：

   echo 'aeskeygenassist $0x0,%xmm1,%xmm2' | llvm-mc-3.8 -assemble -show-inst
   

基本块无终止符错误

错误示例：

Basic Block in function 'strcoll' does not have terminator!

技术背景： LLVM要求每个基本块必须以终止指令(如call、ret、branch等)结束。

解决方案：

• 检查指令实现是否创建了新块但未正确更新当前块指针
• 确保block = newBlock;正确更新块引用

调试技巧： 使用--print-before-all选项输出生成的IR，逆向查找无终止符的块。

NIY(Not Implemented Yet)错误

错误示例：

error: /path/to/file.cpp:773 : NIY

技术背景： 遇到McSema中已规划但未实现的功能。

解决方案：

1. 实现缺失功能并提交贡献
2. 或提供能复现问题的二进制文件以便开发者修复

StoreInst断言失败

错误示例：

Assertion `getOperand(0)->getType() == ...' failed.

技术背景： 存储指令中存储值与目标指针类型不匹配，常见于位宽不匹配。

解决方案：

• 检查并修正位宽使用
• 例如32位值与64位指针的匹配问题

调试技巧： 使用调试器获取backtrace，定位问题指令，检查类型转换。

从Bitcode重建二进制错误

"expected relocatable expression"错误

技术背景：

1. CFG恢复和翻译阶段架构不匹配
2. 或McSema生成了将64位函数指针截断为32位的代码

解决方案：

1. 确保CFG恢复和翻译使用相同架构
2. 使用llvm-dis检查bitcode：

   @data_600e00 = internal global %3 <{ i32 ptrtoint (void ()* @callback_sub_400790 to i32) }>
   

3. 修改有问题的数据节：
   • 删除未使用的数据节
   • 或将ptrtoint扩展为64位并调整结构类型

总结

本文详细分析了McSema使用过程中的各类常见错误，从段错误到指令翻译问题，再到bitcode重建错误。对于每个问题，我们提供了技术背景说明、解决方案和调试技巧。掌握这些问题的解决方法，将帮助开发者更高效地使用McSema进行二进制分析和转换工作。

遇到问题时，建议按照以下步骤排查：

1. 确认错误类型和上下文
2. 查阅本文对应的解决方案
3. 使用提供的调试技巧定位具体问题
4. 根据技术背景选择合适的修复方案

希望本指南能帮助开发者顺利使用McSema进行二进制分析工作。

mcsema 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/mcs/mcsema