Linux'ta kitaplıkları yüklemek için hangi sistem çağrısı kullanılır?

In straceçıkışları, yürütülebilir dediğimiz kütüphanelere yolları için çağrılarda bulunmaktadır open(). Bu, sistem çağrısı dinamik olarak bağlanmış olan çalıştırılabilirler tarafından kullanılıyor mu? Ne hakkında dlopen()? open()Tahmin ettiğim bir çağrı değil, programların yürütülmesinde rol oynayacağını tahmin ediyorum.

dlopensistem çağrısı değil, libdl kütüphanesindeki bir kütüphane işlevidir . Sadece sistem çağrıları geliyor strace.

Linux ve diğer pek çok platformda (özellikle ELF formatını çalıştırılabilirler için kullananlar), dlopenhedef kitaplığı açarak open()ve onu belleğe eşleyerek uygulanmaktadır mmap(). mmap()Burada gerçekten kritik olan kısım, kütüphaneyi işlemin adres alanına dahil eden şeydir, böylece CPU kodunu çalıştırabilir. Ama open()yapmadan önce dosyaya ihtiyacın var mmap()!

dlopen'in, düşündüğünüz gibi paylaşılan kütüphanelerle hiçbir ilgisi yok. Paylaşılan bir nesneyi yüklemenin iki yöntemi vardır:

1. Derleme zamanı bağlayıcısına (genellikle derleyici aracılığıyla adlandırılmış olmasına rağmen) belirli bir paylaşılan kütüphanedeki işlevleri kullanmak istediğinizi söylersiniz. Bu yaklaşımla, derleme zamanı bağlayıcısı çalıştırıldığında kitaplığın adının ne olacağını bilmeniz gerekir, ancak kitaplığın işlevlerini programınıza statik olarak bağlıymış gibi çağırabilirsiniz. Uygulama çalıştırıldığında, dinamik, çalışma zamanı bağlayıcısı (ld.so), mainişlev çağrılmadan hemen önce çağrılacak ve uygulamanın kitaplık işlevlerini bulması için uygulamanın işlem alanını ayarlayacaktır. Bu, open()kayganlaştırıcıyı ve ardından da mmap()onu yerleştirmeyi ve ardından bazı arama tabloları oluşturmayı içerir.
2. Sen ile bağlantıya istediğiniz derleme zamanı linker söyleyecektir libdlçağırabilir Kendisinden sonra (ilk yöntemini kullanarak), dlopen()vedlsym()fonksiyonlar. Dlopen ile, belirli bir işleve bir işlev işaretçisi almak için dlsym ile kullanabileceğiniz kütüphaneye bir tutamaç elde edersiniz. Bu yöntem programcı için ilk yöntemden çok daha karmaşıktır (çünkü kurulumu sizin için otomatik olarak yapması yerine kurulumu el ile yapmanız gerekir) ve ayrıca daha kırılgandır (derleme alamadığınız için -time, ilk yöntemde aldığınız gibi doğru argüman tiplerine sahip işlevleri çağırdığınızı kontrol eder), ancak avantaj, çalışma zamanında hangi paylaşılan nesneyi yükleyeceğine karar verebilmenizdir (ya da hatta yüklenip yüklenmeyeceği). Bu eklenti tipi işlevselliği için bir arayüz. Son olarak, dlopen arayüzü de diğerlerinden daha az taşınabilir çünkü mekanikler dinamik bağlayıcının tam olarak uygulanmasına bağlıdır (dolayısıyla libtoollibltdlBu farklılıkları ortadan kaldırmaya çalışır).

Bugün, çoğu işletim sistemi 1987 yılının sonlarında SunOS-4.0 tarafından tanıtılan paylaşılan kütüphaneler için yöntemi kullanmaktadır. Bu yöntem, mmap () ile bellek eşleştirmeye dayanır.

1990’ların başlarında Sun’ın eski eski kodları (o zamanki Solaris zaten ELF’ye dayalı) FreeBSD’ye bağışladığı ve bu kodun daha sonra birçok sisteme (Linux dahil) verildiği gerçeği göz önüne alındığında neden platformlar arasında büyük bir fark olmadığını anlayabilirsiniz.

ltrace -SMinimal bir örneğin analizi mmapglibc 2.23’de kullanılanları göstermektedir.

Glibc 2.23, Ubuntu 16.04’de, ile birlikte latrace -Skullanılan minimal bir program üzerinde çalışıyor dlopen:

ltrace -S ./dlopen.out

gösterileri:

dlopen("libcirosantilli_ab.so", 1 <unfinished ...>
SYS_open("./x86_64/libcirosantilli_ab.so", 524288, 06267650550)      = -2
SYS_open("./libcirosantilli_ab.so", 524288, 06267650550)             = 3
SYS_read(3, "\177ELF\002\001\001", 832)                              = 832
SYS_brk(0)                                                           = 0x244c000
SYS_brk(0x246d000)                                                   = 0x246d000
SYS_fstat(3, 0x7fff42f9ce30)                                         = 0
SYS_getcwd("/home/ciro/bak/git/cpp-cheat"..., 128)                   = 54
SYS_mmap(0, 0x201028, 5, 2050)                                       = 0x7f1c323fe000
SYS_mprotect(0x7f1c323ff000, 2093056, 0)                             = 0
SYS_mmap(0x7f1c325fe000, 8192, 3, 2066)                              = 0x7f1c325fe000
SYS_close(3)                                                         = 0
SYS_mprotect(0x7f1c325fe000, 4096, 1)                                = 0

bu yüzden hemen + dlopençağırdığını görüyoruz .openmmap

Müthiş ltracearaç hem kütüphane aramalarını hem de sistem aramalarını izler ve bu durumda neler olup bittiğini incelemek için mükemmeldir.

Daha yakın bir analiz, opendosya tanımlayıcısını döndürdüğünü gösterir 3(sonra stdin, out ve err sonrası bir sonraki boş).

readdaha sonra bu dosya tanımlayıcısını kullanır, ancak TODO neden mmapargümanlarının dördü ile sınırlıdır ve oradaki 5. argüman olduğu için hangi fd'nin kullanıldığını göremiyoruz . straceBeklendiği gibi olduğunu onaylar 3ve evrenin düzeni geri yüklenir.

Cesur ruhlar aynı zamanda glibc koduna da girebilir, ancak mmaphızlı bir grep sonrası bulamadım ve tembelim.

GitHub'da build boilerplate ile bu minimal örnekte test edilmiştir .

stracesistem çağrıları hakkında raporlar (yani doğrudan çekirdek tarafından uygulanan işlevler). Dinamik kütüphaneler bir çekirdek işlevi değildir; dlopençekirdeğin değil, C kütüphanesinin bir parçasıdır. Uygulanması dlopenirade çağrısı openkullanıldığında okunabilir böylece (bir sistem çağrısıdır) kütüphane dosyasını açmak için.