LD_PRELOAD 和联动

Question

我有这个小测试码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，并执行这两个调用：

./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.

所以，现在回答问题：

为什么第二种情况不行？
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.

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 中使用它。我怎样才能让它找到并使用我的 __register_atfork?

附带说明一下，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。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

它不适用于第二种情况，因为没有什么可以覆盖。您的第二个库与 pthread 库静态链接：

$ readelf --symbols atfork_demo1.so | grep pthread_atfork
     7: 0000000000000000     0 NOTYPE  GLOBAL DEFAULT  UND pthread_atfork
    54: 0000000000000000     0 NOTYPE  GLOBAL DEFAULT  UND pthread_atfork
$ readelf --symbols atfork_demo2.so | grep pthread_atfork
    41: 0000000000000000     0 FILE    LOCAL  DEFAULT  ABS pthread_atfork.c
    47: 0000000000000830    31 FUNC    LOCAL  DEFAULT   12 __pthread_atfork
    49: 0000000000000830    31 FUNC    LOCAL  DEFAULT   12 pthread_atfork

因此它每次都会使用本地 pthread_atfork，而不管 LD_PRELOAD 或任何其他加载的库。

如何克服呢？看起来对于所描述的配置是不可能的，因为无论如何您都需要修改 atfork_demo 库或主要可执行文件。

Answer 2

在回答这个问题之前，我要强调 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，请考虑替代解决方案，例如尽早分叉以维护“helper”进程，使用你和它之间的管道...然后，当你需要调用 exec() 时，你可以请求它代表你完成工作（fork()、exec()）。

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）。

正如@Sergio 指出的那样，pthread_atfork() 实际上内置于 atfork_demo2.so 中，因此您不能做任何事情来覆盖它...但是检查 [=17= 的反汇编/源代码] 给你一个体面的提示，告诉你如何实现你的要求：

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！

atfork_patch.c的内容现在变成：（使用__register_atfork()的原型，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;
}

这对两个演示都有效：

$ 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!

LD_PRELOAD 和联动

LD_PRELOAD and linkage

c

ld

dlopen

ld-preload