我正在使用Linux的堆分析器，名为heaptrack。目前，我依靠LD_PRELOAD来重载各种（de-）分配函数，这非常有效。
现在我想扩展该工具以允许运行时附加到现有进程，该进程是在没有LD_PRELOAD我的工具的情况下启动的。我可以通过GDB dlopen我的库很好，但不会覆盖malloc等等。我认为，这是因为此时链接器已经解析了已经运行的位置相关代码过程 - 正确吗？
那么我该怎样做才能重载malloc和朋友？
我不熟悉汇编程序代码。从我到目前为止所阅读的内容来看，我想我不得不修补malloc和其他函数，以便他们首先回调我的跟踪功能，然后继续他们的实际实现？那是对的吗？我该怎么做？
我希望有现有的工具，或者我可以利用GDB / ptrace。
答案 0 :(得分：16)
只是为了lulz，另一个解决方案，没有完成你自己的过程或触摸单行程序或使用/proc。您只需要在流程的上下文中加载库，让神奇的事情发生。
我建议的解决方案是使用构造函数功能（通过gcc从C ++引入C）在加载库时运行一些代码。然后这个库只修补malloc的GOT（全局偏移表）条目。 GOT存储库函数的实际地址，以便名称解析只发生一次。要修补GOT，你必须使用ELF结构（参见man 5 elf）。 Linux非常友好地为您提供了aux向量（请参阅man 3 getauxval），该向量告诉您在内存中找到当前程序的程序头的位置。但是，dl_iterate_phdr提供了更好的界面，在下面使用。
这是一个库的示例代码，它在调用init函数时完成此操作。虽然使用gdb脚本可能会达到同样的效果。
#define _GNU_SOURCE
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <dlfcn.h>
#include <sys/auxv.h>
#include <elf.h>
#include <link.h>
#include <sys/mman.h>
struct strtab {
char *tab;
ElfW(Xword) size;
};
struct jmpreltab {
ElfW(Rela) *tab;
ElfW(Xword) size;
};
struct symtab {
ElfW(Sym) *tab;
ElfW(Xword) entsz;
};
/* Backup of the real malloc function */
static void *(*realmalloc)(size_t) = NULL;
/* My local versions of the malloc functions */
static void *mymalloc(size_t size);
/*************/
/* ELF stuff */
/*************/
static const ElfW(Phdr) *get_phdr_dynamic(const ElfW(Phdr) *phdr,
uint16_t phnum, uint16_t phentsize) {
int i;
for (i = 0; i < phnum; i++) {
if (phdr->p_type == PT_DYNAMIC)
return phdr;
phdr = (ElfW(Phdr) *)((char *)phdr + phentsize);
}
return NULL;
}
static const ElfW(Dyn) *get_dynentry(ElfW(Addr) base, const ElfW(Phdr) *pdyn,
uint32_t type) {
ElfW(Dyn) *dyn;
for (dyn = (ElfW(Dyn) *)(base + pdyn->p_vaddr); dyn->d_tag; dyn++) {
if (dyn->d_tag == type)
return dyn;
}
return NULL;
}
static struct jmpreltab get_jmprel(ElfW(Addr) base, const ElfW(Phdr) *pdyn) {
struct jmpreltab table;
const ElfW(Dyn) *dyn;
dyn = get_dynentry(base, pdyn, DT_JMPREL);
table.tab = (dyn == NULL) ? NULL : (ElfW(Rela) *)dyn->d_un.d_ptr;
dyn = get_dynentry(base, pdyn, DT_PLTRELSZ);
table.size = (dyn == NULL) ? 0 : dyn->d_un.d_val;
return table;
}
static struct symtab get_symtab(ElfW(Addr) base, const ElfW(Phdr) *pdyn) {
struct symtab table;
const ElfW(Dyn) *dyn;
dyn = get_dynentry(base, pdyn, DT_SYMTAB);
table.tab = (dyn == NULL) ? NULL : (ElfW(Sym) *)dyn->d_un.d_ptr;
dyn = get_dynentry(base, pdyn, DT_SYMENT);
table.entsz = (dyn == NULL) ? 0 : dyn->d_un.d_val;
return table;
}
static struct strtab get_strtab(ElfW(Addr) base, const ElfW(Phdr) *pdyn) {
struct strtab table;
const ElfW(Dyn) *dyn;
dyn = get_dynentry(base, pdyn, DT_STRTAB);
table.tab = (dyn == NULL) ? NULL : (char *)dyn->d_un.d_ptr;
dyn = get_dynentry(base, pdyn, DT_STRSZ);
table.size = (dyn == NULL) ? 0 : dyn->d_un.d_val;
return table;
}
static void *get_got_entry(ElfW(Addr) base, struct jmpreltab jmprel,
struct symtab symtab, struct strtab strtab, const char *symname) {
ElfW(Rela) *rela;
ElfW(Rela) *relaend;
relaend = (ElfW(Rela) *)((char *)jmprel.tab + jmprel.size);
for (rela = jmprel.tab; rela < relaend; rela++) {
uint32_t relsymidx;
char *relsymname;
relsymidx = ELF64_R_SYM(rela->r_info);
relsymname = strtab.tab + symtab.tab[relsymidx].st_name;
if (strcmp(symname, relsymname) == 0)
return (void *)(base + rela->r_offset);
}
return NULL;
}
static void patch_got(ElfW(Addr) base, const ElfW(Phdr) *phdr, int16_t phnum,
int16_t phentsize) {
const ElfW(Phdr) *dphdr;
struct jmpreltab jmprel;
struct symtab symtab;
struct strtab strtab;
void *(**mallocgot)(size_t);
dphdr = get_phdr_dynamic(phdr, phnum, phentsize);
jmprel = get_jmprel(base, dphdr);
symtab = get_symtab(base, dphdr);
strtab = get_strtab(base, dphdr);
mallocgot = get_got_entry(base, jmprel, symtab, strtab, "malloc");
/* Replace the pointer with our version. */
if (mallocgot != NULL) {
/* Quick & dirty hack for some programs that need it. */
/* Should check the returned value. */
void *page = (void *)((intptr_t)mallocgot & ~(0x1000 - 1));
mprotect(page, 0x1000, PROT_READ | PROT_WRITE);
*mallocgot = mymalloc;
}
}
static int callback(struct dl_phdr_info *info, size_t size, void *data) {
uint16_t phentsize;
data = data;
size = size;
printf("Patching GOT entry of \"%s\"\n", info->dlpi_name);
phentsize = getauxval(AT_PHENT);
patch_got(info->dlpi_addr, info->dlpi_phdr, info->dlpi_phnum, phentsize);
return 0;
}
/*****************/
/* Init function */
/*****************/
__attribute__((constructor)) static void init(void) {
realmalloc = malloc;
dl_iterate_phdr(callback, NULL);
}
/*********************************************/
/* Here come the malloc function and sisters */
/*********************************************/
static void *mymalloc(size_t size) {
printf("hello from my malloc\n");
return realmalloc(size);
}
一个只在两个malloc次调用之间加载库的示例程序。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <dlfcn.h>
void loadmymalloc(void) {
/* Should check return value. */
dlopen("./mymalloc.so", RTLD_LAZY);
}
int main(void) {
void *ptr;
ptr = malloc(42);
printf("malloc returned: %p\n", ptr);
loadmymalloc();
ptr = malloc(42);
printf("malloc returned: %p\n", ptr);
return EXIT_SUCCESS;
}
对mprotect的调用通常没用。但是我发现gvim（编译为共享对象）需要它。如果您还希望捕获对malloc的引用作为指针（可能允许稍后调用实际函数并绕过您的指针），则可以将相同的进程应用于{{1}指向的符号表。动态进入。
如果您无法使用构造函数功能，您只需解析新加载的库中的DT_RELA符号并调用它。
请注意，您可能还想替换init，以便在您的库之后加载的库也会被修补。如果您很早加载库或者应用程序已动态加载插件，可能会发生这种情况。
答案 1 :(得分：4)
如果没有使用汇编程序进行调整，则无法完成此操作。基本上，你必须做gdb和ltrace做的事情：在过程映像中找到malloc和朋友虚拟地址，并在其入口处放置断点。此过程通常涉及临时重写可执行代码，因为您需要使用“陷阱”替换正常指令（例如x86上的int 3）。
如果你想避免自己这样做，可以在gdb（libgdb）周围存在可链接的包装器，或者你可以将ltrace构建为库（libltrace）。由于ltrace要小得多，并且它的库可以开箱即用，它可能会让你以更低的努力做你想做的事。
例如，这是ltrace包中“main.c”文件的最佳部分：
int
main(int argc, char *argv[]) {
ltrace_init(argc, argv);
/*
ltrace_add_callback(callback_call, EVENT_SYSCALL);
ltrace_add_callback(callback_ret, EVENT_SYSRET);
ltrace_add_callback(endcallback, EVENT_EXIT);
But you would probably need EVENT_LIBCALL and EVENT_LIBRET
*/
ltrace_main();
return 0;
}
http://anonscm.debian.org/cgit/collab-maint/ltrace.git/tree/?id=0.7.3