Linux 动态链接库工具 hookso

MIT
C/C++
Linux
2020-04-30
shfuitck

hookso是一个Linux动态链接库的注入修改查找工具,用来修改其他进程的动态链接库行为。

功能

  • 让某个进程执行系统调用
  • 让某个进程执行.so的某个函数
  • 给某个进程挂接新的.so
  • 卸载某个进程的.so
  • 把旧.so的函数替换为新.so的函数
  • 复原.so的函数替换
  • 查找.so的函数地址

编译

git clone代码,运行脚本,生成hookso以及测试程序

# ./build.sh  
# cd test && ./build.sh 

示例

  • 启动test目录下的测试程序

先看下测试代码,代码很简单,test.cpp不停的调用libtest.so的libtest函数

int n = 0;
while (1) {
    if (libtest(n++)) {
        break;
    }
    sleep(1);
}

而libtest.so的libtest函数只是打印到标准输出

extern "C" bool libtest(int n) {
    char buff[128] = {0};
    snprintf(buff, sizeof(buff), "libtest %d", n);
    puts(buff);
    return false;
}

这时候,test是没有加载libtestnew.so的,后面会用hookso来注入,libtestnew.cpp的代码如下

extern "C" bool libtestnew(int n) {
    char buff[128] = {0};
    snprintf(buff, sizeof(buff), "libtestnew %d", n);
    puts(buff);
    return false;
}

extern "C" bool putsnew(const char *str) {
    char buff[128] = {0};
    snprintf(buff, sizeof(buff), "putsnew %s", str);
    puts(buff);
    return false;
}

libtestnew.cpp定义了两个函数,一个用来替换libtest.so的puts函数,一个用来替换libtest.so的libtest函数

现在我们开始编译并运行它

# cd test
# ./build.sh
# ./test
libtest 1
libtest 2
...
libtest 10

程序开始运行,可以看到,不停的打印到输出,假设test的pid是11234

  • 示例1:让test在屏幕上打印一句话
# ./hookso syscall 11234 1 i=1 s="haha" i=4
4

注意这里的输出4,表示是系统调用的返回值。然后观察test的输出,可以看到haha输出

libtest 12699
libtest 12700
hahalibtest 12701
libtest 12702
libtest 12703

这里的几个参数说明:1是系统调用的号码,1表示的是write,i=1意思是一个int类型值为1的参数,s="haha"则为字符串内容为haha

所以这里等价于C语言调用了write(1, "haha", 4),也就是在标准输出打印一句话

  • 示例2:让test调用libtest.so的libtest函数
# ./hookso call 11234 libtest.so libtest i=1234
0

这里的参数和返回值,和示例1 syscall同理。然后观察test的输出,可以看到输出

libtest 12713
libtest 12714
libtest 12715
libtest 1234
libtest 12716
libtest 12717

libtest 1234则为我们插入的一次调用输出结果

  • 示例3:让test加载libtestnew.so
# ./hookso dlopen 11234 ./test/libtestnew.so 
13388992

注意这里的输出13388992,表示是dlopen的handle,这个handle后面卸载so会用到。然后查看系统/proc/11234/maps

# cat /proc/11234/maps 
00400000-00401000 r-xp 00000000 fc:01 678978                             /home/project/hookso/test/test
00600000-00601000 r--p 00000000 fc:01 678978                             /home/project/hookso/test/test
00601000-00602000 rw-p 00001000 fc:01 678978                             /home/project/hookso/test/test
01044000-01076000 rw-p 00000000 00:00 0                                  [heap]
7fb351aa9000-7fb351aaa000 r-xp 00000000 fc:01 678977                     /home/project/hookso/test/libtestnew.so
7fb351aaa000-7fb351ca9000 ---p 00001000 fc:01 678977                     /home/project/hookso/test/libtestnew.so
7fb351ca9000-7fb351caa000 r--p 00000000 fc:01 678977                     /home/project/hookso/test/libtestnew.so
7fb351caa000-7fb351cab000 rw-p 00001000 fc:01 678977                     /home/project/hookso/test/libtestnew.so

可以看到libtestnew.so已经成功加载

  • 示例4:让test卸载libtestnew.so
# ./hookso dlclose 11234 13388992
13388992

这个13388992是示例3 dlopen返回的handle值(多次dlopen的值是一样,并且dlopen多次就得dlclose多次才能真正卸载掉)。然后查看系统/proc/11234/maps

# cat /proc/16992/maps 
00400000-00401000 r-xp 00000000 fc:01 678978                             /home/project/hookso/test/test
00600000-00601000 r--p 00000000 fc:01 678978                             /home/project/hookso/test/test
00601000-00602000 rw-p 00001000 fc:01 678978                             /home/project/hookso/test/test
01044000-01076000 rw-p 00000000 00:00 0                                  [heap]
7fb3525ab000-7fb352765000 r-xp 00000000 fc:01 25054                      /usr/lib64/libc-2.17.so
7fb352765000-7fb352964000 ---p 001ba000 fc:01 25054                      /usr/lib64/libc-2.17.so
7fb352964000-7fb352968000 r--p 001b9000 fc:01 25054                      /usr/lib64/libc-2.17.so
7fb352968000-7fb35296a000 rw-p 001bd000 fc:01 25054                      /usr/lib64/libc-2.17.so

可以看到已经没用libtestnew.so了

  • 示例5:让test加载libtestnew.so,执行libtestnew,然后卸载libtestnew.so
# ./hookso dlcall 11234 ./test/libtestnew.so libtestnew i=1234
0

同理,这里的输出0为函数返回值。然后观察test的输出,可以看到libtestnew.so的libtestnew函数输出

libtest 151
libtest 152
libtest 153
libtestnew 1234
libtest 154
libtest 155

libtestnew 1234就是libtestnew.so的函数libtestnew输出,dlcall相当于执行了前面的dlopen、call、dlclose三步操作

  • 示例6:让test加载libtestnew.so,并把libtest.so的puts函数调用,修改为调用libtestnew.so的putsnew
# ./hookso replace 11234 libtest.so puts ./test/libtestnew.so putsnew
13388992    140573454638880

注意这里的输出结果13388992表示handle,140573454638880表示替换之前的旧值,后面我们复原会用到。然后观察test的输出,可以看到已经调用到了libtestnew.so的putsnew方法

libtest 3313
libtest 3314
libtest 3315
libtest 3316
libtest 3317
putsnew libtest 3318
putsnew libtest 3319
putsnew libtest 3320

现在开始,libtest.so内部调用puts函数,就变成了调用libtestnew.so的putsnew函数了,libtest.so之外调用puts函数,还是以前的没有变

  • 示例7:让test的libtest.so的puts函数,恢复到之前,这里的140573454638880就是之前示例6 replace输出的backup旧值
# ./hookso setfunc 11234 libtest.so puts 140573454638880
140573442652001

注意这里的setfunc也会输出旧值140573442652001,方便下次再还原。然后观察test的输出,可以看到又重新回到了puts方法

putsnew libtest 44
putsnew libtest 45
putsnew libtest 46
libtest 47
libtest 48
libtest 49

注意这时候libnewtest.so仍然在内存中,如果不需要可以用dlclose卸载它,这里不再赘述

  • 示例8:让test加载libtestnew.so,并把libtest.so的libtest函数,跳转到libtestnew的libtestnew,这个和示例6的区别是libtest是libtest.so内部实现的函数,puts是libtest.so调用的外部函数
# ./hookso replace 2936 libtest.so libtest ./test/libtestnew.so libtestnew
13388992    10442863786053945429

这里的输出和示例6同理。然后观察test的输出,可以看到调用了libtestnew.so的libtestnew函数

libtest 31714
libtest 31715
libtest 31716
libtest 31717
libtest 31718
libtestnew 31719
libtestnew 31720
libtestnew 31721
libtestnew 31722
libtestnew 31723

现在整个进程所有调用libtest的地方,都跳转到了libtestnew函数

  • 示例9:让test的libtest.so的libtest函数,恢复到之前,这里的10442863786053945429就是之前示例8 replace输出的替换旧值
# ./hookso setfunc 11234 libtest.so libtest 10442863786053945429
1092601523177

然后观察test的输出,可以看到又回到了libtest.so的libtest函数

libtestnew 26
libtestnew 27
libtestnew 28
libtestnew 29
libtest 30
libtest 31
libtest 32
  • 示例10:查找test的libtest.so的libtest函数地址
# ./hookso find 11234 libtest.so libtest
0x7fd9cfb91668  140573469644392

0x7fd9cfb91668即为地址,140573469644392是地址转成了uint64_t的值

 

QA

 

为什么就一个1500行的main.cpp?

因为东西简单,减少无谓的封装,增加可读性

 

这东西实际有什么作用?

典型的用法是来监控某些进程的底层函数,打打日志,不用修改原始代码。或者拿来做c++的热更新补丁也可以

 

函数调用有什么限制?

syscall、call、dlcall只支持最大6个参数的函数调用,并且参数只能支持整形、字符
replace不受限制,但是必须确保新的函数和旧函数,参数一致,不然会core掉

 

有些so的函数会报错?

某些so太大无法被全部load进内存,导致无法解析,运行失败,如

# ./hookso find 11234 libstdc++.so.6.0.28 __dynamic_cast                 
[ERROR][2020.4.28,14:26:55,161]main.cpp:172,remote_process_read: remote_process_read fail 0x7fc375714760 5 Input/output error

把so参数修改成文件路径,这样就会从文件读取so信息

# ./hookso find 11234 /usr/local/lib64/libstdc++.so.6.0.28 __dynamic_cast
[INFO][2020.4.28,14:26:47,274]main.cpp:1529,program_find: /usr/local/lib64/libstdc++.so.6.0.28 __dynamic_cast=0x7fc37475cea0 140477449227936

可以看到,find命令已成功执行,对于其他的命令如call、dlopen、replace同理

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