Linux 用户空间 ELF 加载器在 fork 后出现极其奇怪的行为

Question

考虑以下代码(由于公众需求而重新编译:):

#include <assert.h>
#include <signal.h>
#include <stdio.h>
#include <syscall.h>
#include <unistd.h>

#include <sys/ptrace.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/user.h>
#include <sys/wait.h>

static FILE* logfile = 0;

int main(int argc, char * argv[], char * envp[]) {
pid_t pid = fork();
if (pid == 0) { /* child */
    if (ptrace(PTRACE_TRACEME, 0, 0, 0) == -1)
        assert(0 && "ptrace traceme failed");

    /* signal the parent that the child is ready */
    kill(getpid(), SIGSTOP);
    execve("a.out", argv, envp);
} else { /* parent */
    int status = 0, ret = 0;

    if ((logfile = fopen("log","a+")) == 0)
        assert(0 && "failed to open logfile");

    struct stat logfile_stat_buf;
    if (stat("log", &logfile_stat_buf) != 0)
        assert(0 && "failed to stat logfile");

    /* sync the parent and the child */
    if (waitpid(pid, &status, __WALL | __WCLONE) < 0)
        assert(0 && "waiting on child failed");


    ptrace(PTRACE_SYSCALL, pid, 0, 0);

    while (waitpid(pid, &status, __WALL | __WCLONE) > 0) {
        /* syscall entry */
        struct user_regs_struct regs;
        ptrace(PTRACE_GETREGS, pid, NULL, &regs);
        /* check to see if it's a mmap call
         * void *mmap2(void *addr, size_t length, int prot,int flags, int fd, off_t pgoffset); 
         */
        printf("Child entereing a syscall %d\n", regs.orig_eax);
        if (regs.orig_eax == SYS_mmap2) {
            /* stat the file for the inode */
            int fd = regs.edi;
            struct stat stat_buf;
            if ((fstat(fd, &stat_buf) == 0) && (stat_buf.st_ino == logfile_stat_buf.st_ino))
                assert(0 && "child trying to mmap parent inode");
        }

        ptrace(PTRACE_SYSCALL, pid, 0, 0);
        waitpid(pid, &status, __WALL | __WCLONE);
        ptrace(PTRACE_GETREGS, pid, NULL, &regs);
        /* syscall exit */
        printf("Child exiting a syscall %d\n", regs.orig_eax);
        ptrace(PTRACE_SYSCALL, pid, 0, 0);
    }

    if (fclose(logfile) != 0)
        assert(0 && "failed to close logfile");
}

return 0;
}

a.out 程序是一个简单的 main() { return 0; } 程序。

如果编译并运行此代码，您将看到子进程尝试 mmap() 由 parent fopen("log") 调用打开的文件。您将通过失败的断言看到这一点。

我进一步研究，发现这种情况发生在子进程加载期间。

这很奇怪，有两个原因:

1. child 根本不应该知道 fopen() 调用，因为它发生在 fork() 之后
2. 为什么加载程序会尝试 mmap 这个文件？它甚至不是可执行文件。

我在 glibc 中查看了 dl-load.c，但没有看到任何应该调用这种行为的内容。

有什么想法吗？

谢谢

Answer 1

这是一个有错误的代码，问题在于我在父上下文下解释了子文件描述符。正确的做法是跟踪子 open() 调用并保留文件名到子 fd 的映射。

感谢 nneonneo 帮助我解决这个问题。