如何在 Linux 的用户空间库中捕获系统调用？答案

【问题标题】：How to trap system calls in a userspace library in Linux?如何在 Linux 的用户空间库中捕获系统调用？
【发布时间】：2015-09-28 22:00:18
【问题描述】：

我需要在用户空间编写一个 linux 设备驱动程序。

我如何编写一个库，当链接到应用程序时，它可以处理对特定设备的系统调用。

应用程序应该能够在/dev/mydev0 等设备上使用open()、read()、write()、ioctl()，但这些调用应该在用户空间库而不是内核模块中终止。

请告知这是否可行以及如何实现。

【问题讨论】：

您可以使用通常的LD_PRELOAD 技巧来捕获此类系统调用的 C 包装器；您不能直接捕获int 80/sysenter 指令（即，如果有人“手动”调用系统调用，而不通过 libc 包装器）。
嗨，您能详细说明一下这些 LD_PRELOAD “技巧”是如何工作的吗？那可能是我可以使用的东西。
superuser.com/a/370054/25859
使用 LD_PRELOAD 来捕获 library 调用非常复杂，尤其是在您尝试捕获所有 IO 调用时——那是在您开始考虑可能的多线程调用程序之前.除非你必须这样做，否则你不想走那条路。因为如果一个程序直接进行 system 调用，你就无法真正捕获这些调用，正如@MatteoItalia 已经发布的那样。
根据 LD_PRELOAD 提示，我偶然发现了类似 linux-projects.org/modules/sections/… 的内容。用用户空间编写的 video4linux 摄像头驱动框架。它还使用 LD_PRELOAD 来提供一些功能。不幸的是，它的源代码没有发布。我正在尝试编写一些非常相似的东西（提供 v4l2 支持的相机模块驱动程序）。

【解决方案1】：

Linux 是一个单片内核，这意味着一般来说，您所要求的都是不可能的；您不能在用户模式下编写任意驱动程序。

你可以（正如你的标题所暗示的那样），使用ptrace(2) 来trap系统调用，并且基本上将它们重定向到你的库中的函数。然而，这并不是一个简单直接的解决方案。

另见：

FUSE（用户空间中的文件系统）可能是您正在寻找的。这是一种允许通过用户空间进程专门实现文件系统驱动程序的机制。例如，sshfs 就是这样实现的。

资源：

【讨论】：