linux简单hook

linux hook原理

• 在 Linux 系统中，要进行函数钩子需要使用动态链接库（Dynamic Link Library，DLL）技术。动态链接库是指在应用程序运行期间才被载入的库，它允许程序在运行时动态地连接到某个库文件上，以执行其中的函数。因为动态链接库是在运行时才被载入的，所以可以在运行期间修改它们的代码，实现函数的替换。
• 实现hook的流程一般是：
  1. 编写一个动态链接库，包含需要钩子的函数以及它们的替换函数。
  2. 在动态链接库中，使用 LD_PRELOAD 环境变量指定要预先加载的库。
  3. 在需要进行函数钩子的应用程序中，重载需要钩子的函数，使其调用动态链接库中的替换函数，而不是原始的函数。
  4. 在动态链接库中的替换函数中，执行预定的操作，然后调用原始函数。

一个简单通过LD_PRELOAD 注入的代码的例子

• 创建一个简单的function.c文件

#include <stdio.h>
void my_printf() {
    printf("my_printf in function\n");
}

• 这段代码只进行了一个简单的打印操作
• 创建一个app程序main.c 调用这个函数

#include <stdio.h>
void my_printf();

int main()
{
    my_printf();
    return 0;
}

• 我们进行编译运行

gcc -shared -fPIC -o libfunction.so function.c 
gcc -o app main.c -L. -lfunction
export LD_LIBRARY_PATH=.
./app

• 这样我们得到一个打印 my_printf in function
• 现在再创建一个注入的so hook.c

#include <stdio.h>
void my_printf() {
    printf("my_printf in hook\n");
}

• 分别进行编译和运行

gcc -shared -fPIC -o libhook.so hook.c 
LD_PRELOAD=./libhook.so ./app

• 得到的结果为 my_printf in hook
• 这时候我们就完成最简单的函数替换

hook原函数

• 下面我们将使用修改got表来实现替换到原函数
• 可执行程序在调用一个so的的函数时候首先是访问plt的重定向表。然后转到got里面取出位置。
• 首先我们需要获取三个重要的信息
• 字符串表：包含以空字符结尾的字符序列，使用这些字符来描绘符号和节名；
• 符号表：保存了一个程序在定位和重定位时需要的定义和引用的信息；
• plt表：保存了需要重定位的符号的信息；
• 然后我们遍历plt表根据plt的信息找到对应符号表信息和字符串表信息(主要是找出函数名字)。比对是否是我们需要替换的函数名字。如果是需要替换的名字那么根据plt里面保存的偏移信息找到got项。替换里面的地址为我们函数的地址。完成调用函数的替换

  #include <stdio.h>
#define __USE_GNU
#include<dlfcn.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <limits.h>
#include <sys/mman.h>
#include <elf.h>
#include <link.h>

 void (*orig_func)();

void my_printf_hook() {
    printf("my_printf in hook on enter\n");
    orig_func();
    printf("my_printf in hook on level\n");
}
const Elf64_Dyn* find_dyn(const Elf64_Dyn* dyn, Elf64_Sxword tag) {
    while (dyn->d_tag != DT_NULL) {
        if (dyn->d_tag == tag) {
            return dyn;
        }
        dyn++;
    }
    return NULL;
}
void do_replace_function() {
    // 打开我们的可执行文件
    void* handle = dlopen(RTLD_DEFAULT, RTLD_LAZY);
    if (handle == NULL) {
        printf("open so error %s", dlerror());
        return;
    }
    struct link_map* map = NULL;
    //获取可执行文件的dlinfo
    if (dlinfo(handle, RTLD_DI_LINKMAP, &map) != 0) {
        printf("dlinfo error");
    }
    const char* plt_addr_base = (const char *)map->l_addr;
    const Elf64_Dyn* dyn = NULL;
    // 获取符号表信息
    //.dynsym
    dyn = find_dyn(map->l_ld, DT_SYMTAB);
    if (dyn == NULL) {
        printf("failed to find DT_SYMTAB\n");
        return;
    }
    const Elf64_Sym* dyn_systab =(const Elf64_Sym*) dyn->d_un.d_ptr;
    //获取字符串表
    //.dynstr
    dyn = find_dyn(map->l_ld, DT_STRTAB);
    if (dyn == NULL) {
        printf("failed to find DT_STRTAB\n");
        return;
    }
    const char* dyn_strtab = (const char*)dyn->d_un.d_ptr;
    //获取plt
    dyn = find_dyn(map->l_ld, DT_JMPREL);
    if (dyn == NULL) {
        printf("failed to find DT_JMPREL\n");
        return;
    }
    const Elf64_Rela* plt = (const Elf64_Rela*)dyn->d_un.d_ptr;
    //获取plt大小
    dyn = find_dyn(map->l_ld, DT_PLTRELSZ);
    if (dyn == NULL) {
        printf("failed to find DT_PLTRELSZ\n");
        return;
    }
    int plt_cont = dyn->d_un.d_val / sizeof(Elf64_Rela);
    int i = 0;
    size_t len = strlen("my_printf");
    //便利plt
    for ( i = 0; i < plt_cont; i++) {
        const Elf64_Rela* current_plt = plt + i;
        if (ELF64_R_TYPE(current_plt->r_info) != R_X86_64_JUMP_SLOT) {
            continue;
        }
        size_t index = ELF64_R_SYM(current_plt->r_info);//找到符号表的偏移
        size_t index2 = dyn_systab[index].st_name;//站到字符串表的偏移
        const char* name = dyn_strtab + index2;
        if (strncmp("my_printf", name, len) == 0) {
            void** addr = (void **)(plt_addr_base + current_plt->r_offset);//找到这个got表的偏移的位置
            orig_func = (void (*)())(*addr);//把记录的值取出来
            *addr = (void *)my_printf_hook;//新的地址复制过去 完成替换
        }
    }
}

void __attribute__((constructor)) my_init(void) {
    printf("Hello from LD_PRELOAD!\n");
    do_replace_function();
}

• 编译hook.c 链接执行

  gcc -shared   -fPIC -o libhook.so hook.c  -ldl
  LD_PRELOAD=./libhook.so ./app 

• 得到结果为

Hello from LD_PRELOAD!
my_printf in hook on enter
my_printf in function
my_printf in hook on level

• 成功的替换my_printf为my_hook_prinf