功能的設置，標誌C函數總是使用符號存根的，而不是直接調用

Question

一個有趣的學術問題，我試圖解決：

在C代碼，我想在運行時動態重新綁定符號，就像Facebook's fishhook repo這重新綁定函數符號。我主要關心Mach-O可執行文件的__DATA.__la_symbol_ptr部分中引用的符號。隨着魚鉤的實現，你提供了你的新函數來替換原來的函數，一個字符串指出你想要替換的函數，還有一個全局函數指針，它可以取代原來的被替換的函數。

例如，從魚鉤回購自述採取...

static int (*orig_close)(int); 
int my_close(int fd) { 
    return orig_close(fd); 
} 

...然後在main

rebind_symbols((struct rebinding[1]){{"close", my_close, (void *)&orig_close}}, 1); 

這是真棒，但我希望能夠完全切換撥打my_close的所有電話，並撥打close，反之亦然。例如，而不是指向原始close全局函數指針的，我想我的實現看起來像這樣：

int my_close(int fd) { 
    return my_close(fd); 
} 

不幸的是，因爲這個符號在同一模塊中引用，這個符號將得到通過直接呼叫而不是符號存根調用。從main

0x100001e00 <+0>: push rbp 
0x100001e01 <+1>: mov rbp, rsp 
0x100001e04 <+4>: sub rsp, 0x20 
0x100001e08 <+8>: xor eax, eax 
0x100001e0a <+10>: mov dword ptr [rbp - 0x4], 0x0 
0x100001e11 <+17>: mov dword ptr [rbp - 0x8], edi 
0x100001e14 <+20>: mov qword ptr [rbp - 0x10], rsi 
0x100001e18 <+24>: mov edi, eax 
0x100001e1a <+26>: call 0x100001da0    ; my_close at main.m:42 
0x100001e1f <+31>: xor edi, edi 
0x100001e21 <+33>: mov dword ptr [rbp - 0x14], eax 
0x100001e24 <+36>: mov eax, edi 
0x100001e26 <+38>: add rsp, 0x20 
0x100001e2a <+42>: pop rbp 
0x100001e2b <+43>: ret 

好了，很容易的修復調用這個函數的時候，這裏的集會，我可以用匯編指令來標記的功能較弱，使用weakref關閉編譯了一個潛在的堆棧溢出。更改my_close到：

static int f(int) __attribute__ ((weakref ("my_close"))); 

__attribute__((weak)) 
int my_close(int fd) { 
    return f(fd); 
} 

然後將產生以下組件main：

0x100001df0 <+0>: push rbp 
0x100001df1 <+1>: mov rbp, rsp 
0x100001df4 <+4>: sub rsp, 0x20 
0x100001df8 <+8>: xor eax, eax 
0x100001dfa <+10>: mov dword ptr [rbp - 0x4], 0x0 
0x100001e01 <+17>: mov dword ptr [rbp - 0x8], edi 
0x100001e04 <+20>: mov qword ptr [rbp - 0x10], rsi 
0x100001e08 <+24>: mov edi, eax 
0x100001e0a <+26>: call 0x100001e5e    ; symbol stub for: my_close 
0x100001e0f <+31>: xor edi, edi 
0x100001e11 <+33>: mov dword ptr [rbp - 0x14], eax 
0x100001e14 <+36>: mov eax, edi 
0x100001e16 <+38>: add rsp, 0x20 
0x100001e1a <+42>: pop rbp 
0x100001e1b <+43>: ret 

因此，這裏是我堅持的部分：引用my_close內my_close的時候，它總是導致直接調用。例如：這裏是爲my_close

0x100001dd0 <+0>: push rbp 
0x100001dd1 <+1>: mov rbp, rsp 
0x100001dd4 <+4>: sub rsp, 0x10 
0x100001dd8 <+8>: mov dword ptr [rbp - 0x4], edi 
0x100001ddb <+11>: mov edi, dword ptr [rbp - 0x4] 
0x100001dde <+14>: call 0x100001dd0    ; <+0> at main.m:44 
0x100001de3 <+19>: add rsp, 0x10 
0x100001de7 <+23>: pop rbp 
0x100001de8 <+24>: ret 

的組件有任何彙編指令，我可以使用（我已經錯過了）告訴my_close被視爲存根被稱爲內my_close什麼時候？是的，我知道我可以使用dlsym來獲得原版，但我很固執：]

Answer 1

以下我的評論，這裏有一個可能的實現，其中my_call被聲明爲全局函數指針類型。

該方法意味着對符號的每個引用實際上是對全局變量（函數指針）的引用，可以隨時輕鬆更新。

將此放在my_close.h：

extern volatile int (*my_close)(int); 

void set_my_close(int (*func)(int)); 

並添加此my_call.c到您的項目（主要是未經測試）：

#if defined(__unix__) || defined(__APPLE__) || defined(__linux__) 
#ifndef _GNU_SOURCE 
#define _GNU_SOURCE 
#endif 
#endif /* __unix__ */ 

/* Select the correct compiler builtin method. */ 
#if defined(__has_builtin) 

#if __has_builtin(__atomic_exchange_n) 
#define EXCHANGE(...) __atomic_exchange_n(__VA_ARGS__, __ATOMIC_ACQ_REL) 

#elif __has_builtin(__sync_swap) 
#define EXCHANGE(...) __sync_swap(__VA_ARGS__) 

#else 
#error Required builtin "__sync_swap" or "__atomic_exchange_n" missing from compiler. 
#endif /* defined(__has_builtin) */ 

#elif __GNUC__ > 3 
#define EXCHANGE(...) __sync_fetch_and_or(__VA_ARGS__) 

#else 
#error Required builtin "__sync_swap" or "__atomic_exchange_n" not found. 
#endif 

volatile int (*my_close)(int); 

void set_my_close(int (*func)(int)) { EXCHANGE(&my_close, func); } 

這可以很容易地動態更新它的my_close和路由功能的不同。

...

另一種選擇，它採用C11原子操作（據說更便攜）可能會要求my_close.h被包含在任何的源文件調用my_close（以確保atomic_load被調用）。

以下是未經測試：

在my_close.h：

#include <stdatomic.h> 

extern volatile _Atomic int (*my_close)(int); 

inline void set_my_close(int (*func)(int)) { atomic_store(&my_close, func); } 

#define my_close(fd) ((atomic_load(&my_close))(fd)) 

在my_close.c：

#include "my_close.h" 

#undef my_close 

volatile _Atomic int (*my_close)(int); 

我沒有運行或棉絨任何代碼我的電腦上，所以請僅將此視爲概述。

Answer 2

對於dyld導入的函數，可以在運行時替換被調用的地址。以下代碼依賴位於__DATA段開頭的dyld存根地址，後跟全局變量。這裏的代碼片段執行從全局變量地址開始的向後搜索。

size_t (*orgStrlenPtr)(const char *__s); 
size_t myStrlen(const char *__s) 
{ 
    return orgStrlenPtr(__s); 
} 

int main(int argc, const char * argv[]) { 

    char *ptr = &orgStrlenPtr; 
    while (*(void**)ptr != strlen) { 
     ptr--; 
    } 
    orgStrlenPtr = *(void **)ptr; 
    *(void **)ptr = myStrlen; 
}