Linux c 運(yùn)行時(shí)獲取動(dòng)態(tài)庫(kù)所在路徑的操作方法
準(zhǔn)備
一般來(lái)說(shuō)動(dòng)態(tài)庫(kù)并不需要關(guān)心自己所在的文件系統(tǒng)上的路徑,但業(yè)務(wù)有那么多總有一兩個(gè)會(huì)有特殊需求。
現(xiàn)在給定一個(gè)動(dòng)態(tài)庫(kù)里的函數(shù)A,需求是要知道這個(gè)函數(shù)A是哪個(gè)動(dòng)態(tài)庫(kù)里的以及這個(gè)庫(kù)的存放路徑。
測(cè)試對(duì)象有兩個(gè),第一個(gè)是標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)的函數(shù)printf,另一個(gè)是我們自己寫的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)里的PrintRandomText
函數(shù)。
自定義動(dòng)態(tài)庫(kù)的名字叫libmycustom1.so
,代碼和編譯生成的庫(kù)都存放在libmycustom1
目錄下。代碼如下:
// lib.h #pragma once #include <unistd.h> #include <sys/random.h> void PrintRandomText(ssize_t length); // lib.c #include <stdio.h> #include "lib.h" void PrintRandomText(ssize_t length) { unsigned char buff[64] = {0}; length = (length + 1) / 2; if (length == 0) { return; } while (1) { ssize_t count = getrandom(buff, 64, 0); count = length > count ? count : length; for (ssize_t i = 0; i < count; ++i) { printf("%02X", buff[i]&0xff); } if (length <= count) { break; } length -= count; } printf("\n"); }
函數(shù)很簡(jiǎn)單,從Linux的/dev/urandom隨機(jī)設(shè)備中讀取指定大小的數(shù)據(jù)然后打印輸出,編譯使用如下命令:
gcc -Wall -O2 -fPIC -shared lib.c -o libmycustom1.so
這樣我們就得到了libmycustom1/libmycustom1.so
。下面可以介紹如何在運(yùn)行時(shí)獲取動(dòng)態(tài)庫(kù)的路徑了。
使用dladdr獲取動(dòng)態(tài)庫(kù)路徑
第一種方法是使用dladdr
這個(gè)函數(shù)。dladdr
是libdl.so
中的一個(gè)函數(shù),用來(lái)獲取某個(gè)地址對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)庫(kù)信息,而libdl
是Linux上專門用來(lái)處理動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)的函數(shù)庫(kù)。
dladdr
獲取的信息中恰巧有動(dòng)態(tài)庫(kù)的實(shí)際存放路徑這一信息,我們可以加以利用:
#define _GNU_SOURCE // 這行不能少 #include <dlfcn.h> // for dladdr #include <stdio.h> #include "libmycustom1/lib.h" int main() { Dl_info info1, info2; if (dladdr((void*)&printf, &info1) == 0) { fprintf(stderr, "cannot get printf's info\n"); return 1; } if (dladdr((void*)&PrintRandomText, &info2) == 0) { fprintf(stderr, "cannot get PrintRandomText's info\n"); return 1; } // 還需要檢查dli_fname字段是否是NULL,這里就省略了 printf("lib contains printf: %s\n", info1.dli_fname); printf("lib contains PrintRandomText: %s\n", info2.dli_fname); }
dladdr
在出錯(cuò)的時(shí)候會(huì)返回0,這時(shí)可以用dlerror
來(lái)獲取具體的報(bào)錯(cuò),不過(guò)這里我為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)就省略了。
編譯運(yùn)行需要下面的命令:
$ gcc a.c -L./libmycustom1 -lmycustom1 -ldl $ export LD_LIBRARY_PATH=./libmycustom1 $ ./a.out lib contains printf: /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 lib contains PrintRandomText: ./libmycustom1/libmycustom1.so
編譯時(shí)還需要鏈接libdl
。
因?yàn)閹?kù)沒(méi)有放在默認(rèn)的系統(tǒng)搜索路徑里,也沒(méi)有單獨(dú)設(shè)置ld.cache,因此我們需要設(shè)置環(huán)境變量LD_LIBRARY_PATH
來(lái)告訴加載器我們的動(dòng)態(tài)庫(kù)在哪里。
可以看到對(duì)于存放在標(biāo)準(zhǔn)路徑里的libc,dladdr
給出了絕對(duì)路徑,對(duì)于我們自定義的庫(kù),因?yàn)?code>LD_LIBRARY_PATH設(shè)置成了相對(duì)路徑,所以給我們的結(jié)果也是相對(duì)路徑的。因此dladdr
拿到的結(jié)果最好得先做一次相對(duì)路徑到絕對(duì)路徑的轉(zhuǎn)換再使用。
dladdr
受到廣泛的支持,基本主要的Linux發(fā)行版上都能使用,因此實(shí)際中大家也都在用它,但它還是有幾個(gè)缺點(diǎn):
- 函數(shù)指針轉(zhuǎn)
void*
在c/c++標(biāo)準(zhǔn)中都是不允許的,而且實(shí)際也有函數(shù)指針是胖指針的平臺(tái)存在,但至少這一行為在x86_64和arm的gcc/clang上都沒(méi)啥問(wèn)題 dladdr
只能正常獲取使用-fPIC
編譯成位置不相關(guān)代碼的動(dòng)態(tài)庫(kù)信息,這個(gè)信息也不一定準(zhǔn)確。
綜上dladdr
雖然能用,但不通用,而且可靠性也一般。
正如我在文章開(kāi)頭就說(shuō)了,這次討論的方案沒(méi)有可移植性,需要限定在具體的系統(tǒng)和硬件平臺(tái)上使用。
使用proc maps文件獲取動(dòng)態(tài)庫(kù)路徑
如果我不想再額外鏈接一個(gè)庫(kù),尤其是還得在文件開(kāi)頭定義#define _GNU_SOURCE
,那么就需要使用方案二了。
方案二很簡(jiǎn)單也很直接,讀取進(jìn)程的/proc/<pid>/maps
,對(duì)比地址范圍就能找到函數(shù)所在的動(dòng)態(tài)庫(kù)以及庫(kù)的路徑。
Linux加載動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)是用的類似mmap的形式,庫(kù)實(shí)際只會(huì)被加載一次,然后被映射到每個(gè)需要這個(gè)庫(kù)的進(jìn)程的地址空間里。
而/proc/<pid>/maps
記載了進(jìn)程的內(nèi)存地址空間里所有的mmap映射的文件,包括普通文件、共享庫(kù)和匿名映射。當(dāng)然這個(gè)文件里還包含了vdso和代碼段等的內(nèi)存地址,總體上來(lái)說(shuō)可以算作進(jìn)程的內(nèi)存空間分布概覽。一個(gè)例子是:
55bce8e1c000-55bce8e1d000 r--p 00000000 08:20 3337 /home/apocelipes/dladdrtest/a.out 55bce8e1d000-55bce8e1e000 r-xp 00001000 08:20 3337 /home/apocelipes/dladdrtest/a.out 55bce8e1e000-55bce8e1f000 r--p 00002000 08:20 3337 /home/apocelipes/dladdrtest/a.out 55bce8e1f000-55bce8e20000 r--p 00002000 08:20 3337 /home/apocelipes/dladdrtest/a.out 55bce8e20000-55bce8e21000 rw-p 00003000 08:20 3337 /home/apocelipes/dladdrtest/a.out 55bd039bf000-55bd039e0000 rw-p 00000000 00:00 0 [heap] 7f7bffb36000-7f7bffb39000 rw-p 00000000 00:00 0 7f7bffb39000-7f7bffb61000 r--p 00000000 08:20 49817 /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 7f7bffb61000-7f7bffce9000 r-xp 00028000 08:20 49817 /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 7f7bffce9000-7f7bffd38000 r--p 001b0000 08:20 49817 /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 7f7bffd38000-7f7bffd3c000 r--p 001fe000 08:20 49817 /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 7f7bffd3c000-7f7bffd3e000 rw-p 00202000 08:20 49817 /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 7f7bffd3e000-7f7bffd4b000 rw-p 00000000 00:00 0 7f7bffd53000-7f7bffd54000 r--p 00000000 08:20 3397 /home/apocelipes/dladdrtest/libmycustom1/libmycustom1.so 7f7bffd54000-7f7bffd55000 r-xp 00001000 08:20 3397 /home/apocelipes/dladdrtest/libmycustom1/libmycustom1.so 7f7bffd55000-7f7bffd56000 r--p 00002000 08:20 3397 /home/apocelipes/dladdrtest/libmycustom1/libmycustom1.so 7f7bffd56000-7f7bffd57000 r--p 00002000 08:20 3397 /home/apocelipes/dladdrtest/libmycustom1/libmycustom1.so 7f7bffd57000-7f7bffd58000 rw-p 00003000 08:20 3397 /home/apocelipes/dladdrtest/libmycustom1/libmycustom1.so 7f7bffd58000-7f7bffd5a000 rw-p 00000000 00:00 0 7f7bffd5a000-7f7bffd5b000 r--p 00000000 08:20 49814 /usr/lib/x86_64-linux-gnu/ld-linux-x86-64.so.2 7f7bffd5b000-7f7bffd86000 r-xp 00001000 08:20 49814 /usr/lib/x86_64-linux-gnu/ld-linux-x86-64.so.2 7f7bffd86000-7f7bffd90000 r--p 0002c000 08:20 49814 /usr/lib/x86_64-linux-gnu/ld-linux-x86-64.so.2 7f7bffd90000-7f7bffd92000 r--p 00036000 08:20 49814 /usr/lib/x86_64-linux-gnu/ld-linux-x86-64.so.2 7f7bffd92000-7f7bffd94000 rw-p 00038000 08:20 49814 /usr/lib/x86_64-linux-gnu/ld-linux-x86-64.so.2 7fff6ded9000-7fff6defb000 rw-p 00000000 00:00 0 [stack] 7fff6dfaa000-7fff6dfae000 r--p 00000000 00:00 0 [vvar] 7fff6dfae000-7fff6dfb0000 r-xp 00000000 00:00 0 [vdso]
可以看到libc和我們自己的庫(kù)都被記載進(jìn)文件里了。每行內(nèi)容是空格分開(kāi)的,對(duì)于匿名映射不會(huì)有最后的路徑。第一列的就是內(nèi)存地址,以“-”連字符分隔,第一部分是內(nèi)存映射區(qū)域開(kāi)始地址,第二部分是結(jié)束地址。
這和獲取函數(shù)對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)庫(kù)有什么關(guān)系呢?關(guān)系肯定是有的,在Linux上動(dòng)態(tài)庫(kù)里的“函數(shù)”其實(shí)就是一段編譯好的代碼,加載進(jìn)內(nèi)存后它也會(huì)占用一段內(nèi)存空間,調(diào)用動(dòng)態(tài)庫(kù)函數(shù)的時(shí)候?qū)嶋H上是下面這樣的流程:
- 根據(jù)函數(shù)名稱跳轉(zhuǎn)到對(duì)應(yīng)的符號(hào)表項(xiàng)目上
- 檢查函數(shù)是否被加載,有加載就跳過(guò)下面步驟直接到4
- 未加載時(shí)loader會(huì)去動(dòng)態(tài)庫(kù)文件里讀取對(duì)應(yīng)函數(shù)的代碼,存入內(nèi)存,然后把項(xiàng)目?jī)?nèi)容用代碼在內(nèi)存里的起始地址覆蓋
- 程序跳轉(zhuǎn)到函數(shù)代碼所在的內(nèi)存地址上,開(kāi)始一條條加載執(zhí)行這些代碼
加載進(jìn)內(nèi)存的代碼權(quán)限是r-xp
,代表內(nèi)存里的內(nèi)容可以被執(zhí)行。
現(xiàn)在出于安全考慮有些程序會(huì)使用編譯選項(xiàng)把這些工作提前到程序加載運(yùn)行時(shí)就完成,但大致上是一樣的。被加載的函數(shù)的內(nèi)存會(huì)被記載進(jìn)maps文件,所以我們只要讀取maps文件然后對(duì)比內(nèi)存地址范圍,就能知道函數(shù)對(duì)應(yīng)的庫(kù)和路徑了。
因?yàn)槲覀冎豢春瘮?shù)地址,因此不用查的太細(xì),只要地址在范圍內(nèi)就可以,無(wú)需查看權(quán)限。知道原理后就可以寫個(gè)腳本去解析了:
local function searchAddr(pid, addr) local file = io.open("/proc/" .. pid .. "/maps", "r") if not file then print("進(jìn)程不存在: " .. pid) return end for line in file:lines() do local parts = {} for word in line:gmatch("%S+") do table.insert(parts, word) end if #parts > 5 then local addrParts = {} for addr in parts[1]:gmatch("[^%-]+") do table.insert(addrParts, addr) end if #addrParts == 2 then local startAddr = tonumber(addrParts[1], 16) or 0 local endAddr = tonumber(addrParts[2], 16) or 0 if startAddr <= addr and addr < endAddr then print(parts[#parts]) break; end end end end file:close() end if #arg ~= 2 then print("no enough args") os.exit(1) end local addr = tonumber(arg[2]) or 0 if addr == 0 then print("addr can not be 0") os.exit(1) end searchAddr(arg[1], addr)
c語(yǔ)言處理字符串太折磨了,所以我用lua偷個(gè)懶,代碼就不解釋了因?yàn)楹芎?jiǎn)單,你可以讓ai代勞解讀一下。
進(jìn)程退出后proc文件也就沒(méi)了,所以測(cè)試代碼也得改一下不要讓進(jìn)程那么快退出:
#include <stdio.h> #include "libmycustom1/lib.h" int main() { printf("pid %d\n", getpid()); printf("printf address: %p\n", (void*)&printf); printf("PrintRandomText address: %p\n", (void*)&PrintRandomText); pause(); // 阻塞進(jìn)程直到收到信號(hào) }
運(yùn)行結(jié)果:
可以看到我們順利找到了函數(shù)對(duì)應(yīng)的庫(kù)以及庫(kù)的存放路徑。
使用proc maps的優(yōu)點(diǎn)是不需要額外的依賴,而且得到的路徑都是絕對(duì)路徑。缺點(diǎn)則是需要函數(shù)指針轉(zhuǎn)換成地址值,以及proc是Linux等少數(shù)系統(tǒng)獨(dú)有的,不通用,而且讀取maps文件需要有專門的權(quán)限,這個(gè)權(quán)限默認(rèn)打開(kāi)但是可以選擇關(guān)閉。
總結(jié)
運(yùn)行時(shí)獲取動(dòng)態(tài)庫(kù)地址除了dladdr
和解析/proc/<pid>/maps
還可以有一些別的做法。比如可以用nm
獲取庫(kù)文件的符號(hào)表進(jìn)行對(duì)比,但如果庫(kù)文件被strip處理過(guò)就不能這么用了。本文介紹的兩種方案是泛用性最高的。
另外也別太依賴這些結(jié)果,因?yàn)殡[藏或者篡改這些信息太過(guò)簡(jiǎn)單。如果你的想要?jiǎng)討B(tài)庫(kù)的路徑,應(yīng)該使用構(gòu)建系統(tǒng)注入信息或者干脆做出輸入選項(xiàng),而不是依靠這些可靠性和可移植性都欠佳的方案。
到此這篇關(guān)于Linux c 運(yùn)行時(shí)獲取動(dòng)態(tài)庫(kù)所在路徑 的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Linux c 運(yùn)行動(dòng)態(tài)庫(kù)所在路徑 內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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