Unix系统调用hook函数以及使用dl库实现.md

in Linux环境高级编程

Unix系统调用hook函数以及使用dl库实现

参考链接:http://www.it165.net/os/html/201407/8847.html

系统调用属于一种软中断机制(内中断陷阱)，它有操作系统提供的功能入口(sys_call)以及CPU提供的硬件支持(int 3 trap)共同完成。
hook系统调用：为当用户代码调用系统调用的时候,我们通过某种手段入侵该系统调用，使得系统调用中除了执行原有的操作,还可以完成我们需要其完成的一些自定义特性，也可以理解为我们为这个函数做了一个钩子。这样我们就可以实现如当一个文件发生写操作的时候，通知所有关注此文件的进程或线程等等。

通过动态链接库挟持系统调用

在linux操作系统的动态链接库的世界中，LD_PRELOAD就是这样一个环境变量，它可以影响程序的运行时的链接(Runtime linker)，它允许你定义在程序运行前优先加载的动态链接库。loader在进行动态链接的时候，会将有相同符号名的符号覆盖成LD_PRELOAD指定的so文件中的符号。换句话说，可以用我们自己的so库中的函数替换原来库里有的函数，从而达到hook的目的。

上述hook系统调用的方法可以使用dlfcn.h库中的一系列函数实现。
example,此函数hook了fcntl系统调用:

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#include <stdarg.h>
#include <dlfcn.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <fcntl.h>
typedef int (*fcntl_pfn_t)(int fildes, int cmd, ...);
int fcntl(int fildes, int cmd, ...)
{
	fcntl_pfn_t g_sys_fcntl_func    = (fcntl_pfn_t)dlsym(RTLD_NEXT,"fcntl");
	va_list arg_list;
	va_start( arg_list,cmd );
	int ret = -1;
	switch( cmd )
	{
		case F_DUPFD:
		{
			int param = va_arg(arg_list,int);
			ret = g_sys_fcntl_func( fildes,cmd,param );
			break;
		}
		case F_GETFD:
		{
			ret = g_sys_fcntl_func( fildes,cmd );
			break;
		}
		case F_SETFD:
		{
			int param = va_arg(arg_list,int);
			ret = g_sys_fcntl_func( fildes,cmd,param );
			break;
		}
		case F_GETFL:
		{
			ret = g_sys_fcntl_func( fildes,cmd );
			break;
		}
		case F_SETFL:
		{
			int param = va_arg(arg_list,int);
			int flag = param;
			flag |= O_NONBLOCK;
			ret = g_sys_fcntl_func( fildes,cmd,flag );
			break;
		}
		case F_GETOWN:
		{
			ret = g_sys_fcntl_func( fildes,cmd );
			break;
		}
		case F_SETOWN:
		{
			int param = va_arg(arg_list,int);
			ret = g_sys_fcntl_func( fildes,cmd,param );
			break;
		}
		case F_GETLK:
		{
			struct flock *param = va_arg(arg_list,struct flock *);
			ret = g_sys_fcntl_func( fildes,cmd,param );
			break;
		}
		case F_SETLK:
		{
			struct flock *param = va_arg(arg_list,struct flock *);
			ret = g_sys_fcntl_func( fildes,cmd,param );
			break;
		}
		case F_SETLKW:
		{
			struct flock *param = va_arg(arg_list,struct flock *);
			ret = g_sys_fcntl_func( fildes,cmd,param );
			break;
		}
	}
	va_end( arg_list );
	return ret;
}
int main() {
	int old = fcntl(STDIN_FILENO, F_GETFL);
	printf ("old:%d\n", old);
	fcntl(STDIN_FILENO, F_SETFL, old);
	int _new = fcntl(STDIN_FILENO, F_GETFL);
	printf ("new:%d\n", _new);
}

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Linux中dlfcn库相关学习.md

in Linux环境高级编程

Linux中dlfcn库相关学习

在linux中静态链接库和动态链接库是进程之间代码共享的两种方式。Linux在库中提供了加载和处理动态连接库的系统调用,使用非常方便。具体用法如下:

dlfcn库中函数说明

dlfcn库中主要包括四个函数:

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#include <dlfcn.h>
void* dlopen(const char*, int flag);
char* dlerror();
void* dlsym(void* handler, char* symbol);
int dlclose(void* handler);

  • dlopen : 打开一个动态连接库，并返回一个类型为void*的handler,flag为打开模式，可选的模式有两种
    • RTLD_LAZY 暂缓决定，等有需要时再解出符号
    • RTLD_NOW 立即决定，返回前解除所有未决定的符号。
  • dlerror : 返回dl操作的错误，若没有出现错误，则返回NUlL，否则打印错误信息
  • dlsym : 查找动态链接库中的符号symbol,并返回该符号所在的地址
  • dlclose : 关闭动态链接库句柄

使用实例

动态链接库cal.cpp

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//cal.cpp
extern "C" {
int add(int a, int b) {
	return a + b;
}
int sub(int a, int b) {
	return a - b;
}
int mul(int a, int b) {
	return a * b;
}
int div(int a, int b) {
	return a / b;
}
}

生成动态链接库libcal.so

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g++ -shared -fPIC cal.cpp libcal.so

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//main.cpp
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <dlfcn.h>
#define LIB_LIBRARY_PATH_1 "./libcal.so"
typedef int (*CAC_FUNC)(int ,int);
int main() {
	void* handler = NULL;
	char* error = NULL;
	CAC_FUNC cac_func = NULL;
	handler = dlopen(LIB_LIBRARY_PATH_1, RTLD_LAZY);
	if (!handler) {
		fprintf(stderr, "err:%s\n", dlerror());
		exit(1);
	}
	dlerror();
  //此处取对应函数地址,
	*(void **) (&cac_func) = dlsym(handler, "add");
	if ((error = dlerror()) != NULL) {
		fprintf(stderr, "err:%s", error);
		exit(1);
	}
	printf("add:%d\n", cac_func(1,2));
	cac_func = (CAC_FUNC)dlsym(handler, "sub");
	printf("sub:%d\n", cac_func(1,2));
	cac_func = (CAC_FUNC)dlsym(handler, "mul");
	printf("mul:%d\n", cac_func(1,2));
	cac_func = (CAC_FUNC)dlsym(handler, "div");
	printf("div:%d\n", cac_func(1,2));
	dlclose(handler);
	return 0;
}

编译函数main:

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g++ main.cpp -rdynamic -ldl

执行结果:

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add:3
sub:-1
mul:2
div:0

注意问题

特别注意，若使用c++编译动态链接库，一定要在需要使用的符号处添加extern “C”,否则会出现符号找不到的问题。即undefined symbol

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魏传柳(2824759538@qq.com)

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