c - LD_PRELOAD 和联动

Question

我有这个小测试代码atfork_demo.c:

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>

void hello_from_fork_prepare() {
    printf("Hello from atfork prepare.\n");
    fflush(stdout);
}

void register_hello_from_fork_prepare() {
    pthread_atfork(&hello_from_fork_prepare, 0, 0);
}

现在，我用两种不同的方式编译它:

gcc -shared -fPIC atfork_demo.c -o atfork_demo1.so
gcc -shared -fPIC atfork_demo.c -o atfork_demo2.so -lpthread

我的演示主要 atfork_demo_main.c 是这样的:

#include <dlfcn.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

int main(int argc, const char** argv) {
    if(argc <= 1) {
        printf("usage: ... lib.so\n");
        return 1;
    }
    void* plib = dlopen("libpthread.so.0", RTLD_NOW|RTLD_GLOBAL);
    if(!plib) {
        printf("cannot load pthread, error %s\n", dlerror());
        return 1;
    }
    void* lib = dlopen(argv[1], RTLD_LAZY);
    if(!lib) {
        printf("cannot load %s, error %s\n", argv[1], dlerror());
        return 1;
    }
    void (*reg)();
    reg = dlsym(lib, "register_hello_from_fork_prepare");
    if(!reg) {
        printf("did not found func, error %s\n", dlerror());
        return 1;
    }
    reg();
    fork();
}

我是这样编译的:

gcc atfork_demo_main.c -o atfork_demo_main.exec -ldl

现在，我有另一个小演示 atfork_patch.c，我想在其中覆盖 pthread_atfork:

#include <stdio.h>
int pthread_atfork(void (*prepare)(void), void (*parent)(void), void (*child)(void)) {
  printf("Ignoring pthread_atfork call!\n");
  fflush(stdout);
  return 0;
}

我是这样编译的:

gcc -shared -O2 -fPIC patch_atfork.c -o patch_atfork.so

然后我设置 LD_PRELOAD=./atfork_patch.so，并执行以下两个调用:

./atfork_demo_main.exec ./atfork_demo1.so
./atfork_demo_main.exec ./atfork_demo2.so

在第一种情况下，pthread_atfork 的 LD_PRELOAD 覆盖起作用，而在第二种情况下，它没有。我得到输出:

Ignoring pthread_atfork call!
Hello from atfork prepare.

那么，现在回答问题:

• 为什么在第二种情况下不起作用？
• 我怎样才能使它在第二种情况下也能工作，即也覆盖它？在我的实际用例中，atfork_demo 是一些我无法更改的库。我也无法更改 atfork_demo_main 但我可以让它加载任何其他代码。如果我可以通过 atfork_patch 中的一些更改来完成，我更愿意。

如果您还使用 LD_DEBUG=all，您将获得更多调试输出。对于第二种情况，这一点可能很有趣:

   841:     symbol=__register_atfork;  lookup in file=./atfork_demo_main.exec [0]
   841:     symbol=__register_atfork;  lookup in file=./atfork_patch_extended.so [0]
   841:     symbol=__register_atfork;  lookup in file=/lib/x86_64-linux-gnu/libdl.so.2 [0]
   841:     symbol=__register_atfork;  lookup in file=/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 [0]
   841:     binding file ./atfork_demo2.so [0] to /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 [0]: normal symbol `__register_atfork' [GLIBC_2.3.2]

因此，它搜索符号 __register_atfork。我将它添加到 atfork_patch_extended.so 但它没有找到它，而是从 libc 使用它。我怎样才能让它找到并使用我的 __register_atfork？

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作为旁注，我的主要目标是在调用 fork() 时忽略 atfork 处理程序，但这不是这里的问题，而是实际上 here .一个似乎可行的解决方案是通过以下方式覆盖 fork() 本身:

pid_t fork(void) {
  return syscall(SYS_clone, SIGCHLD, 0);
}

Answer 1

在回答这个问题之前，我要强调的是，这对于任何生产应用程序来说都是一个非常糟糕的主意。

如果您使用的第三方库设置了此类约束，请考虑一个替代解决方案，例如尽早 fork 以维护“helper”进程，在您和您之间使用管道它... 然后，当您需要调用 exec() 时，您可以请求它完成工作 (fork(), exec()) 代表您。

修补或以其他方式回避系统调用的服务，例如 pthread_atfork() 只是自找麻烦(错过事件、内存泄漏、崩溃等...)。

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正如@Sergio 指出的那样，pthread_atfork() 实际上内置于atfork_demo2.so 中，因此您无法做任何事情来覆盖它...但是检查pthread_atfork() 的反汇编/源代码为您提供了有关如何实现您所要求的内容的体面提示:

0000000000000830 <__pthread_atfork>:
 830:   48 8d 05 f9 07 20 00    lea    0x2007f9(%rip),%rax        # 201030 <__dso_handle>
 837:   48 85 c0                test   %rax,%rax
 83a:   74 0c                   je     848 <__pthread_atfork+0x18>
 83c:   48 8b 08                mov    (%rax),%rcx
 83f:   e9 6c fe ff ff          jmpq   6b0 <__register_atfork@plt>
 844:   0f 1f 40 00             nopl   0x0(%rax)
 848:   31 c9                   xor    %ecx,%ecx
 84a:   e9 61 fe ff ff          jmpq   6b0 <__register_atfork@plt>

或来源(来自 here ):

int
pthread_atfork (void (*prepare) (void),
        void (*parent) (void),
        void (*child) (void))
{
  return __register_atfork (prepare, parent, child, &__dso_handle == NULL ? NULL : __dso_handle);
}

如您所见，pthread_atfork() 除了调用 __register_atfork() 之外什么都不做...所以改为修补它!

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atfork_patch.c的内容现在变成:(使用__register_atfork()的原型(prototype)，来自here/here)

#include <stdio.h>

int __register_atfork (void (*prepare) (void), void (*parent) (void),
                       void (*child) (void), void *dso_handle) {
  printf("Ignoring pthread_atfork call!\n");
  fflush(stdout);
  return 0;
}

这适用于两个演示:

$ LD_PRELOAD=./atfork_patch.so ./atfork_demo_main.exec ./atfork_demo1.so
Ignoring pthread_atfork call!
$ LD_PRELOAD=./atfork_patch.so ./atfork_demo_main.exec ./atfork_demo2.so
Ignoring pthread_atfork call!

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