覆蓋GNU C庫

2019-11-17 05:14:33

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供稿：網友

　　2002 年 4 月
一種調試 glibc 函數的好方法是用您自己的版本覆蓋所關注的函數。在沒有 root 許可權和不必重新編譯 libc 源代碼的情況下就可以完成這個任務。想象一下編寫您自己的 open() 版本該有多激動啊！

假如您沒有應用程序的源代碼并且由于 C 的 GNU 庫（glibc）函數正將某些錯誤信息返回給該應用程序而使它失敗，那么您該怎么辦？因為 glibc 是開放源碼，所以您當然可以獲得其源代碼、對它進行更改、重新構建和安裝。然而，這不適合那些膽怯的人，因為雖然 API 有很好的文檔說明，但 GNU C 庫的內部組織卻沒有。查找正確的函數原型只是眾多挑戰中的第一個。它還是一個很大的包，所以第一次編譯時，它將花一些時間（glibc 2.2.2 有 8552 個文件和 1775440 行代碼，包括注釋）。

更好的方法
比重新構建 glibc 更好的方法是選擇性地覆蓋一個函數。許多現代的 Unix 都支持預裝入用戶定義庫這一概念。這些庫可以是完整的替代（即，glibc 的專用版本）也可以是子集 — 甚至是一個函數。首先，通過設置 LD_LIBRARY_PATH 來包含庫的專用版本，您可以使用 glibc 的專用版本。可通過使用 LD_PRELOAD 環境值來使用您編寫的庫例程的子集。LD_LIBRARY_PATH 和 LD_PRELOAD 都是由動態 ELF 鏈接器／裝入器控制的。它使用第一個匹配來滿足任何符號名。通過預裝入您自己的庫或函數版本，您“短路”了正常路徑，這樣就答應您覆蓋它。

這里是一個示例 makefile，它覆蓋 glibc 函數 setresgid()：
覆蓋 setresgid() 的 Makefile

#
# Makefile
#

all: libs setresgid-tester

#
# Make a shared Library
#
libs: libfuncs.c
gcc -shared -Wl,-soname,libfuncs.so.1 -o libfuncs.so.1.0 libfuncs.c
ln -s libfuncs.so.1.0 libfuncs.so.1
ln -s libfuncs.so.1 libfuncs.so

#
# Here is a program that calls setresgid() for testing
#
setresgid-tester: setresgid-tester.c
gcc -o setresgid-tester setresgid-tester.c

文件 libfuncs.c 包含我的 setresgid() 專用版本。實現它以支持與原始 setresgid() 相同的參數數目時要小心，并在其它方面完成與原始 setresgid() 相同的操作，盡管我的版本欺騙該應用程序并始終返回 0。

關注的第二個文件是 setresgid-tester.c。它通過調用 setresgid() 試驗新函數。

這是動態庫的源代碼：
替換庫

/*
Put all the functions you want to override here
*/
#include
#include
#include

int errno;

int
setresgid(rgid, egid, sgid)
gid_t rgid,egid,sgid;
{
errno=1;
printf("It me the shim, Hi there!
");
return(0);

}

您還需要一個簡單方法來測試您的 setresgid() 專用版本。可以使用 strace 或 ltrace 來監視進程運行。這是普通測試示例的源代碼：
普通測試示例

/*
setresgid() system/library call tester
*/
#include
#include
main(){
setresgid(0,0,0);
}

現在，編譯該庫，設置 LD_PRELOAD shell 變量，然后運行測試應用程序。您可能還需要設置 LD_LIBRARY_PATH。
運行測試應用程序

eXPort LD_PRELOAD=libfuncs.so
export LD_LIBRARY_PATH=.:$LD_LIBRARY_PATH
./setresgid-tester
It's me the shim, Hi there!

還可以通過使用 ldd 列出動態鏈接庫來確認是否正在使用專用庫：
確認專用庫的使用

[jay@prion ld_preload]$ ldd setresgid-tester
libfuncs.so => libfuncs.so (0x40018000)
libc.so.6 => /lib/libc.so.6 (0x40022000)
/lib/ld-linux.so.2 => /lib/ld-linux.so.2 (0x40000000)

結束語
編寫 GNU C 庫函數的專用版本是調試系統問題或進行快速修正的好方法。使用 LD_PRELOAD shell 變量，可以選擇性地用您自己的專用版本來覆蓋系統 C 庫函數。這種技術可用于 linux 和 Solaris 環境。
關于作者
Jay Allen 是 IBM linux for Service Providers Lab（LSPL）的程序員。可以通過 jaydallen@us.ibm.com 與 Jay 聯系。

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