LD_PRELOAD 不影响 RTLD_NOW 的 dlopen()

Question

如果我直接使用共享库中的函数，即通过在我的代码中声明它并在编译时进行链接，LD_PRELOAD 工作正常。但是如果我用 dlopen()/dlsym() 代替 LD_PRELOAD 没有效果！

问题是我想调试一个使用dlopen()加载一些插件的程序，它使用绝对文件名，所以简单地使用LD_LIBRARY_PATH是行不通的。

下面是说明问题的示例代码。

./libfoo.so

void foo() {
    printf("version 1\n");
}

./preload/libfoo.所以

void foo() {
    printf("version 2\n");
}

main.c

#include <stdio.h>
#include <dlfcn.h>
void foo();
int main(int argc, char *argv[]) {
    void (*pfoo)();
    foo(); // call foo() first so we are sure ./preload/libfoo.so is loaded when we call dlopen()
    pfoo = dlsym(dlopen("libfoo.so", RTLD_NOW), "foo");
    pfoo();
    return 0;
}

命令行

LD_PRELOAD=preload/libfoo.so LD_LIBRARY_PATH=. ./a.out

输出

version 2
version 1

为什么 LD_PRELOAD 不影响 dlopen()，有什么方法可以重定向 dlopen()，尤其是在使用绝对路径时？

Answer 1

根据http://linux.die.net/man/3/dlopen

The four functions dlopen(), dlsym(), dlclose(), dlerror() implement the interface to the dynamic linking loader.

而 LD_PRELOAD 只影响动态链接器本身——即：ld.so (http://linux.die.net/man/8/ld.so)。我能想到的强制 dlopen 解决的唯一方法是通过 chroot.

跟进想法：

我刚才的另一个想法是，如果您编写一个首先加载正确 *.so 然后调用您尝试重定向的程序的包装器，会怎样呢？这会导致子进程使用重定向的 *.so 吗？

Answer 2

The problem is that I want to debug a program that loads some plugins using dlopen(), and it uses absolute file names at that, so simply using LD_LIBRARY_PATH won't work.

是的，dlopen 不会 LD_LIBRARY_PATH 搜索带斜杠的路径。

您可以 override/superimpose dlopen 本身来搜索那些特定的插件路径。

Answer 3

指定 LD_PRELOAD 将导致加载程序在加载主可执行文件之前无条件地加载（并初始化）指定的共享库。这使得预加载库中定义的符号在链接 main 之前可用，允许插入符号。 [注1]

因此，在您的示例中，对 foo() 的调用使用预加载模块中的符号，而 dlsym 将 return如果您使用 NULL 句柄调用它，则相同的符号。

但是，对 dlopen 的调用并未考虑您要查找的符号（原因很明显）。它只是加载指定的共享对象或 returns 已缓存版本的共享对象的句柄。如果需要，它不会将模块添加到要加载的模块列表中；它只是加载模块。当您将 returned 句柄传递给 dlsym 时，dlsym 会准确地查看该模块以解析符号，而不是搜索可执行文件中存在的外部符号集。 [注2]

正如我提到的，如果 dlopen 已经加载了对象，则它不会多次加载 "same" 共享对象。 [注3]。但是，您 LD_PRELOAD 中的共享对象称为 preload/libfoo.so，而不是 libfoo.so。（与某些其他操作系统不同，ELF 不会从共享对象名称中删除目录路径。）因此，当您调用 dlopen("libfoo.so") 时，动态加载程序不会在缓存中找到任何名为 libfoo.so 的共享对象加载共享对象，因此它将使用库搜索路径在文件系统中查找该对象，因为提供的文件名不包含 /.

事实证明，ELF 确实允许您指定共享对象的名称。所以你可以将预加载模块的名称设置为稍后动态加载的名称，然后dlopen将return预加载模块的句柄。

我们首先修正原题中main.c的版本：

#include <stdio.h>
#include <dlfcn.h>
void foo();
int main(int argc, char *argv[]) {
    const char* soname = argc > 1 ? argv[1] : "libfoo.so";
    void (*pfoo)();
    pfoo = dlsym(NULL, "foo"); // Find the preloaded symbol, if any.
    if (pfoo) pfoo(); else puts("No symbol foo before dlopen.");
    void* handle = dlopen(soname, RTLD_NOW);
    if (handle) {
      pfoo = dlsym(handle, "foo"); // Find the symbol in the loaded SO
      if (pfoo) pfoo(); else puts("No symbol foo after dlopen.");
    }
    else puts("dlopen failed to find the shared object.");
    return 0;
}

这可以在不指定除 libdl 之外的任何库的情况下构建：

gcc -Wall -o main main.c -ldl

如果我们构建两个没有指定名称的共享库，这可能是您所做的：

gcc -Wall -o libfoo.so -shared -fPIC libfoo.c
gcc -Wall -o preload/libfoo.so -shared -fPIC preload/libfoo.c

然后我们观察到dlopen/dlsym在加载的模块中找到符号：

$ LD_PRELOAD=preload/libfoo.so LD_LIBRARY_PATH=. ./main libfoo.so
version 2
version 1

但是，如果我们将要查找的名称分配给预加载的共享对象，我们会得到不同的行为：

$ gcc -Wall -o preload/libfoo.so -Wl,--soname=libfoo.so -shared -fPIC preload/libfoo.c
$ LD_PRELOAD=preload/libfoo.so LD_LIBRARY_PATH=. ./main libfoo.so
version 2
version 2

之所以有效，是因为 dlopen 正在寻找名为 libfoo.so 的共享对象。但是，加载插件的应用程序更有可能使用文件名而不是使用库搜索路径。这将导致不考虑预加载的共享对象，因为名称不再匹配：

$ LD_PRELOAD=preload/libfoo.so LD_LIBRARY_PATH=. ./main ./libfoo.so
version 2
version 1

碰巧，我们可以通过使用实际正在查找的名称构建共享库来完成这项工作：

$ gcc -Wall -o preload/libfoo.so -Wl,--soname=./libfoo.so -shared -fPIC preload/libfoo.c
$ LD_PRELOAD=preload/libfoo.so LD_LIBRARY_PATH=. ./main libfoo.so
version 2
version 2

恕我直言，这有点乱七八糟，但对于调试来说是可以接受的。 [注4]

备注：

因此，注释"call foo() first so we are sure ./preload/libfoo.so is loaded"不正确；预加载模块已 pre 加载，未添加到模块列表中以在必要时加载。
如果你想让dlsym只是寻找一个符号，你可以传递一个NULL句柄。在这种情况下，dlsym 将在 dlopen 加载的模块中搜索（包括 dlopen 加载的模块所需的模块）。但这很少是您想要的，因为使用 dlsym 加载插件的应用程序通常指定插件必须定义的特定符号（或多个符号），并且这些符号将出现在每个加载的插件中，通过符号名称进行查找不精确。
这不太正确，但动态符号命名空间超出了此答案的范围。
当然，其他黑客攻击也是可能的。例如，您可以插入您自己的 dlopen 版本来覆盖共享对象名称查找。但这可能比必要的工作要多得多。

LD_PRELOAD 不影响 RTLD_NOW 的 dlopen()

LD_PRELOAD doesn't affect dlopen() with RTLD_NOW

c

linux

shared-libraries

dlopen

ld-preload

./libfoo.so

./preload/libfoo.所以

main.c

命令行

输出

备注：