LD_PRELOAD不能拦截系统调用，只能拦截libcalls

我的代码可以很好地处理malloc，但不能处理mmap。代码如下:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(){
  int * p = (int*) malloc(sizeof(int));
  printf("in main(): value p = %dn", *p);
  free(p);
}

preload.c

#define _GNU_SOURCE
#include <time.h>
#include <dlfcn.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
void *(*orig_malloc)(size_t size);
void *malloc(size_t size){
  printf("  Hooked(preload)! malloc:size:%lun", size);
  return orig_malloc(size);
}
void * (*orig_mmap)(void *start, size_t length, int prot, int flags, int fd, off_t offset);
void * mmap(void *start, size_t length, int prot, int flags, int fd, off_t offset){
  printf("  Hooked(preload)! mmap:start:%p, length:%lu, prot:%d, flags:%p, fd:%p, offset:%dn", start, length, prot, flags, fd, offset);
  return orig_mmap(start, length, prot, flags, fd, offset);
}
void
_init(void)
{
  printf("Loading hack.n");
  orig_malloc = (void* (*)(size_t)) dlsym(RTLD_NEXT, "malloc");
  orig_mmap = (void* (*)(void*, size_t, int, int, int, off_t)) dlsym(RTLD_NEXT, "mmap");
}

编译

gcc -Wall -fPIC -DPIC -c preload.c
ld -shared -o preload.so preload.o -ldl
gcc main.c

使用LD_PRELOAD

运行

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

使用strace

运行它

strace ./a.out 2>&1 | view -

LD_PRELOAD的输出不钩住mmap的调用，而只钩住malloc的调用。同时，当使用strace运行时，打印输出确实显示mmap被调用了多次。

这个结果使我困惑;假设mmap确实被main.c调用(我猜是通过malloc)，为什么preload.c不能拦截mmap ?

PS:我的平台是Ubuntu 14.04与Linux内核3.13

PS2:通过系统调用，我指的是libc中的系统调用包装器(不确定这是否对问题有影响).

strace打印的mmap调用是glibc-internal。用LD_PRELOAD:

拦截对mmap的glibc内部调用是不可能的。

mmap不在/lib64/libc.so.6的.plt -section中，而是直接从glibc调用，因此LD_PRELOAD不能拦截glibc对mmap的调用。

$ objdump -j .plt -d /lib64/libc.so.6 
/lib64/libc.so.6:     file format elf64-x86-64

Disassembly of section .plt:
000000000001f400 <*ABS*+0x8e3fb@plt-0x10>:
   1f400:   ff 35 02 ac 39 00       pushq  0x39ac02(%rip)        # 3ba008 <_GLOBAL_OFFSET_TABLE_+0x8>
   1f406:   ff 25 04 ac 39 00       jmpq   *0x39ac04(%rip)        # 3ba010 <_GLOBAL_OFFSET_TABLE_+0x10>
   1f40c:   0f 1f 40 00             nopl   0x0(%rax)
000000000001f410 <*ABS*+0x8e3fb@plt>:
   1f410:   ff 25 02 ac 39 00       jmpq   *0x39ac02(%rip)        # 3ba018 <_GLOBAL_OFFSET_TABLE_+0x18>
   1f416:   68 0b 00 00 00          pushq  $0xb
   1f41b:   e9 e0 ff ff ff          jmpq   1f400 <data.8467+0x1f390>
000000000001f420 <*ABS*+0xb8c10@plt>:
   1f420:   ff 25 fa ab 39 00       jmpq   *0x39abfa(%rip)        # 3ba020 <_GLOBAL_OFFSET_TABLE_+0x20>
   1f426:   68 0a 00 00 00          pushq  $0xa
   1f42b:   e9 d0 ff ff ff          jmpq   1f400 <data.8467+0x1f390>
000000000001f430 <realloc@plt>:
   1f430:   ff 25 f2 ab 39 00       jmpq   *0x39abf2(%rip)        # 3ba028 <_GLOBAL_OFFSET_TABLE_+0x28>
   1f436:   68 00 00 00 00          pushq  $0x0
   1f43b:   e9 c0 ff ff ff          jmpq   1f400 <data.8467+0x1f390>
000000000001f440 <malloc@plt>:
   1f440:   ff 25 ea ab 39 00       jmpq   *0x39abea(%rip)        # 3ba030 <_GLOBAL_OFFSET_TABLE_+0x30>
   1f446:   68 01 00 00 00          pushq  $0x1
   1f44b:   e9 b0 ff ff ff          jmpq   1f400 <data.8467+0x1f390>
000000000001f450 <__tls_get_addr@plt>:
   1f450:   ff 25 e2 ab 39 00       jmpq   *0x39abe2(%rip)        # 3ba038 <_GLOBAL_OFFSET_TABLE_+0x38>
   1f456:   68 02 00 00 00          pushq  $0x2
   1f45b:   e9 a0 ff ff ff          jmpq   1f400 <data.8467+0x1f390>
000000000001f460 <memalign@plt>:
   1f460:   ff 25 da ab 39 00       jmpq   *0x39abda(%rip)        # 3ba040 <_GLOBAL_OFFSET_TABLE_+0x40>
   1f466:   68 03 00 00 00          pushq  $0x3
   1f46b:   e9 90 ff ff ff          jmpq   1f400 <data.8467+0x1f390>
000000000001f470 <*ABS*+0x90f60@plt>:
   1f470:   ff 25 d2 ab 39 00       jmpq   *0x39abd2(%rip)        # 3ba048 <_GLOBAL_OFFSET_TABLE_+0x48>
   1f476:   68 09 00 00 00          pushq  $0x9
   1f47b:   e9 80 ff ff ff          jmpq   1f400 <data.8467+0x1f390>
000000000001f480 <_dl_find_dso_for_object@plt>:
   1f480:   ff 25 ca ab 39 00       jmpq   *0x39abca(%rip)        # 3ba050 <_GLOBAL_OFFSET_TABLE_+0x50>
   1f486:   68 04 00 00 00          pushq  $0x4
   1f48b:   e9 70 ff ff ff          jmpq   1f400 <data.8467+0x1f390>
000000000001f490 <calloc@plt>:
   1f490:   ff 25 c2 ab 39 00       jmpq   *0x39abc2(%rip)        # 3ba058 <_GLOBAL_OFFSET_TABLE_+0x58>
   1f496:   68 05 00 00 00          pushq  $0x5
   1f49b:   e9 60 ff ff ff          jmpq   1f400 <data.8467+0x1f390>
000000000001f4a0 <free@plt>:
   1f4a0:   ff 25 ba ab 39 00       jmpq   *0x39abba(%rip)        # 3ba060 <_GLOBAL_OFFSET_TABLE_+0x60>
   1f4a6:   68 06 00 00 00          pushq  $0x6
   1f4ab:   e9 50 ff ff ff          jmpq   1f400 <data.8467+0x1f390>
000000000001f4b0 <*ABS*+0xb8bc0@plt>:
   1f4b0:   ff 25 b2 ab 39 00       jmpq   *0x39abb2(%rip)        # 3ba068 <_GLOBAL_OFFSET_TABLE_+0x68>
   1f4b6:   68 08 00 00 00          pushq  $0x8
   1f4bb:   e9 40 ff ff ff          jmpq   1f400 <data.8467+0x1f390>
000000000001f4c0 <*ABS*+0x8ec70@plt>:
   1f4c0:   ff 25 aa ab 39 00       jmpq   *0x39abaa(%rip)        # 3ba070 <_GLOBAL_OFFSET_TABLE_+0x70>
   1f4c6:   68 07 00 00 00          pushq  $0x7
   1f4cb:   e9 30 ff ff ff          jmpq   1f400 <data.8467+0x1f390>
[m@localhost ~]$

在glibc中对mmap的调用不通过.plt条目调用，而是直接调用，不可能拦截这些调用:

$ objdump -d /lib64/libc.so.6 | grep mmap
[...]
   81628:   e8 83 ad 07 00          callq  fc3b0 <mmap>
   8177c:   e8 2f ac 07 00          callq  fc3b0 <mmap>
00000000000fc3b0 <mmap>:
   fc3c0:   73 01                   jae    fc3c3 <mmap+0x13>
  13a267:   e8 44 21 fc ff          callq  fc3b0 <mmap>
$

00000000000fc3b0 <mmap>:
   fc3b0:   49 89 ca                mov    %rcx,%r10
   fc3b3:   b8 09 00 00 00          mov    $0x9,%eax
   fc3b8:   0f 05                   syscall 
   fc3ba:   48 3d 01 f0 ff ff       cmp    $0xfffffffffffff001,%rax
   fc3c0:   73 01                   jae    fc3c3 <mmap+0x13>
   fc3c2:   c3                      retq   
   fc3c3:   48 8b 0d 96 da 2b 00    mov    0x2bda96(%rip),%rcx        # 3b9e60 <_DYNAMIC+0x2e0>
   fc3ca:   f7 d8                   neg    %eax
   fc3cc:   64 89 01                mov    %eax,%fs:(%rcx)
   fc3cf:   48 83 c8 ff             or     $0xffffffffffffffff,%rax
   fc3d3:   c3                      retq   
   fc3d4:   66 2e 0f 1f 84 00 00    nopw   %cs:0x0(%rax,%rax,1)
   fc3db:   00 00 00 
   fc3de:   66 90                   xchg   %ax,%ax

mmap是系统调用，malloc不是。

由于系统调用对于程序的功能是必不可少的，因此它们必须在ld.so实际启动之前工作，因此它们驻留在一个section中，在其他所有内容之前加载;它可能是动态链接的，但是映射(特定的"虚拟"动态对象)是由内核本身完成的。

问题的标题实际上就是答案。

假设mmap确实被main.c调用(我猜是通过malloc)

所以你的main.c不调用库函数 mmap() ?当然，你不能用这种方式拦截系统调用，你会怎么做呢?有些架构有syscall CPU指令，有些使用特殊的中断…有很多方法，但无论如何，它与C调用约定完全不同。内核不是以某种方式将链接到到二进制文件，而是在用户空间进程执行某些操作时进行控制(在一些硬件帮助下)…"特别"。

如果你想知道如何拦截系统调用，这当然是非常特定于平台的，但我建议你只看一下strace实用程序的源代码。您将永远不会在序列中看到malloc()，因为这不是一个系统调用，malloc()使用mmap系统调用。

另一方面，如果您将库预加载到实际调用libc mmap()函数的二进制文件中，它将按预期工作。

简而言之:libc mmap()是一个围绕mmap系统调用的用户友好包装器，并带有以下main:

#include <sys/mman.h>
int main()
{
    void *test = mmap(0, 20, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS,
        -1, 0);
    return 0;
}

结果是:

加载黑客。
连接(预)!Mmap:start:(nil)， length:20, prot:3, flags:0x22，
fd: 0 xffffffff抵消:0

syscall_intercept库使用了一些二进制重写技巧来拦截来自libc的系统调用。您可以使用此库编写LD_PRELOAD拦截逻辑，它将拦截系统调用;您可以选择处理它们和/或将它们传递给内核。

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