如何对一个【可执行程序】进行拦截和包装?

IOT物联网小镇

共 2227字,需浏览 5分钟

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2022-06-20 08:42

作  者:道哥,10+年嵌入式开发老兵,专注于:C/C++、嵌入式、Linux

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    之前层写过一篇文章,讨论如何对一个库中的函数进行拦截和封装,也就是所谓的插桩。

    文章的链接是:Linux中对【库函数】的调用进行跟踪的 3 种【插桩】技巧

    文中一共讨论了3种方法,来实现对【函数】进行拦截:

    1. 在编译阶段插桩;

    2. 在链接阶段插桩;

    3. 在执行阶段插桩;

    昨天一个网友提了另外一个问题:如何对一个可执行程序进行拦截?

    他提出了一个实际的示例:

    Ubuntu 18.04操作系统中,重启指令/sbin/reboot是一个软链接,链接到可执行程序/bin/systemctl,那么是否可以在执行systemctl之前,做一些其它的事情(例如:保持一些应用程序的状态数据)?

    Ubuntn18.04 中使用 systemd 来管理系统的所有 Service;

    除了 reboot 指令,还有其它几个指令也是软链接到 /bin/systemctl;

    这里就引出一个问题了:

    既然上面这6个命令都链接到systemctl,那么当systemctl被执行的时候,它是如何知道它是被哪一个命令调用的呢?

    看一下源码就知道了:通过参数 argv[0] 来获得的。

    我们知道,main函数通过argcargv[]来获取所有的参数,如下:

    // 测试文件:test1.c

    #include <stdio.h>

    int main(int argc, char *argv[])
    {
    printf("argc = %d \n", argc);
    for (int i = 0; i < argc; i++)
    printf("argv[%d] = %s \n", i, argv[i]);
    return 0;
    }

    编译、执行一下:

    $ gcc test1.c -o test1
    $ ./test1 aaa bbb
    argc = 3
    argv[0] = ./test1
    argv[1] = aaa
    argv[2] = bbb

    可以看到:argv[0] = ./test1,因为我们是在命令行直接调用test可执行程序的,这很容易理解。

    那么:如果test是被一个软链接调用的呢?

    测试一下,创建软链接:

    $ ln -s test1 link1

    执行一下:

    此时,argv[0] = ./link1

    也就是说:第一个参数存放的是软链接文件路径,systemctl 的道理也是如此!

    知道了这个原理,那我们就可以在rebootsystemc之间横叉一刀,增加一个中间可执行文件

    为了便于描述,我们把这个中间文件创建为脚本pre_systemctl.sh,然后把root软链接到这个脚本。

    注意:在理解原理之前,建议不要直接用 reboot 等系统命令进行操作,可以自己写一些测试程序,例如上面的 test。

    操作如下:

    $ cd /sbin
    $ sudo rm root
    $ sudo touch pre_systemctl.sh
    $ sudo chmod +x pre_systemctl.sh
    $ sudo ln -s pre_systemctl.sh reboot

    创建了pre_systemctl.sh脚本之后,并且把reboot软链接到它,在脚本中输入如下内容:

    此时,在命令行中执行reboot命令,就会执行这个脚本,并且这个脚本也能够正确的把/sbin/root作为第0个参数传递给/bin/systemctl,如下图所示:

    在这个脚本中,可以在执行systemctl之前,做任何需要关机前需要处理的一些事情。

    问题似乎是解决了,但是好像还有一个问题:

    如果用户在执行命令时输入了一些其它的参数,这个脚本程序也应该透明的把这些参数传递给 systemctl 才可以

    为了便于观察,我们在脚本中多打印个参数,并通过exec来启动systemctl,并且强制把参数$0设置为systemctl的第0个参数:

    这个脚本文件中的重点是最后一条命令:

    exec -a $0 /bin/systemctl $*

    此时,在命令行中执行reboot指令,输出如下:

    如此调用systemctl,就解决了刚才提出的问题,而且通过 $*,可以把任意多个参数透明的传递下去。

    这里的关键还是 exec 的参数 -a ,看一下它的指令说明:

    exec [-cl] [-a name] [command [arguments ...]] [redirection ...]

    这里还有一个更详细的说明:


    ------ End ------

    以上就是今天分享的内容,感谢您的阅读!

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