LD_PRELOAD 在我的代码中是如何工作的

Question

LD_PRELOAD 可用于 link 之前的共享对象 other.So 我尝试覆盖 glibc 中的 memcpy。

我定义了我的 memcpy，它将颠倒 src 的字节顺序和 return NULL 以区别于 glibc 的 memcpy

mymem.c

#include <string.h>

void *memcpy(void *dest, const void *src, size_t n) {
    char *dest_c = dest;
    const char *src_c = src;
    size_t i = 0;

    //reverse the byte order in src
    for(i = 0; i < n; i++)
        dest_c[i] = src_c[n-i-1];

    return NULL;
}

test.c

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main() {
    char str[] = "hello";
    char str2[100] = {};
    char *ret;

    //print the address of str2
    printf("str2: %p\n", str2);

    //print str2, address of memcpy, return value of memcpy
    ret = memcpy(str2, str, 6);
    printf("%s %p %p\n", str2, memcpy, ret);

    //the same
    ret = memcpy(str2, str, 3);
    printf("%s %p %p\n", str2, memcpy, ret);

    //the same
    ret = memcpy(str2, str, 8);
    printf("%s %p %p\n", str2, memcpy, ret);

    return 0;
}

编译 & 运行:

$gcc -shared -o libmem.so mymem.c
$gcc test.c -o test
$export LD_PRELOAD="./libmem.so"
$./test

结果：

str2: 0x7fff0297e710
hello 0x400470 0x7fff0297e710
lehlo 0x400470 (nil)
 0x400470 (nil)

当第三个参数等于 char 数组的大小时（在本例中，sizeof str 为 6），输出与我预期的不同。

第一次memcpy后，我觉得str2[0]应该是'\0'，所以str2是一个空串，但是输出是"hello"。而memcpy的return值应该是NULL，但是输出的是str2的地址。看起来 glic 的 memcpy 有效（我不确定）。

其他两个 memcpy 工作正常。

我已经在 debian 8 和 ubuntu 14.04 中测试过了。

谁能解释一下？

Answer 1

这是因为出于某种原因，GCC 决定在第一次调用 memcpy 时使用 memcpy 的内联版本。为避免这种情况，您可以使用 -fno-builtin 选项。

另请注意，如果由于某种原因 memcpy 静态链接到可执行文件中，可能会导致 memcpy 被静态解析。由于 memcpy 是这样一个 low-level 函数，因此实现可以由 CRT-startup 代码（静态链接）提供并非不可能。

Answer 2

通过简单地对您的二进制文件执行 objdump -DS（正如 qarma 已经建议的那样），您可以看到您的第一个 memcpy 不会生成函数调用。这是它在我的机器上的样子：

//print str2, address of memcpy, return value of memcpy                         
ret = memcpy(str2, str, 6);                                                     
40066e:       8b 85 70 ff ff ff       mov    -0x90(%rbp),%eax                     
400674:       89 45 80                mov    %eax,-0x80(%rbp)                     
400677:       0f b7 85 74 ff ff ff    movzwl -0x8c(%rbp),%eax                     
40067e:       66 89 45 84             mov    %ax,-0x7c(%rbp)                      
400682:       48 8d 45 80             lea    -0x80(%rbp),%rax                     
400686:       48 89 85 68 ff ff ff    mov    %rax,-0x98(%rbp)

尝试使用 -fno-builtin-memcpy 进行编译 - 它应该可以解决这个问题：

ret = memcpy(str2, str, 6);
40066e:       48 8d 8d 70 ff ff ff    lea    -0x90(%rbp),%rcx
400675:       48 8d 45 80             lea    -0x80(%rbp),%rax
400679:       ba 06 00 00 00          mov    [=11=]x6,%edx
40067e:       48 89 ce                mov    %rcx,%rsi
400681:       48 89 c7                mov    %rax,%rdi
400684:       e8 87 fe ff ff          callq  400510 <memcpy@plt>
400689:       48 89 85 68 ff ff ff    mov    %rax,-0x98(%rbp)

LD_PRELOAD 在我的代码中是如何工作的

how LD_PRELOAD works in my code

c

glibc

ld