如何判断一个函数是否在 vfork()'ed 进程中被调用？

Question

我有一个用于 C 的插入器库。无法插入 vfork()，因为 vfork()（插入函数）在调用真正的 vfork() 后无法返回调用函数。但我插入_exit() 因为我需要知道该过程何时结束。当然，我正在插入exec*() 函数。我的问题是，当插入_exit() 时，当_exit() 被正常进程调用但不是当进程是受限制的vfork()'ed 进程时，我想做某些事情。

如何在 C 程序中判断我的进程何时是 vfork()'ed 进程以及何时我无权访问由 vfork() 返回的进程 ID？

转接器库：

/* COMPILE: gcc -shared -ldl -fPIC -o libso_interposer.so so_interposer.c -std=c99 */
/* RUN:     LD_PRELOAD=./libso_interposer.so so_interposer_test */
#define _GNU_SOURCE
#include <stdio.h>
#include <dlfcn.h>
#include <unistd.h>


static void (*_exit_R)(int) = (void *) 0;
static pid_t (*fork_R)(void) = (void *) 0;
static void teardown_interposer() {
    fprintf(stderr, "Destructing so_interposer.\n");
    /* Concurrency protected code to be executed only once
     * when the process finishes! */
    /* Must not be executed if/when vfork() process finishes. */
}

pid_t fork(void) {
    *(pid_t **) (&fork_R) = dlsym(RTLD_NEXT, "fork");
    /* Code to prepare for a new process.
    * More preparation in exec* interposing functions.*/
    pid_t pid = fork_R();
    return pid;
}
__attribute__((noreturn)) void _exit(int status) {
    *(void **) (&_exit_R) = dlsym(RTLD_NEXT, "_exit");
    fprintf(stderr, "Process '%lld' called _exit(%i).\n", (signed long long int) getpid(), status);
    teardown_interposer();
    _exit_R(status);
}

测试二进制文件：

/* COMPILE: gcc -std=c99 -D FORK=vfork -o so_interposer_test so_interposer_test.c */
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#if !defined(FORK)
#error "Define FORK: 'fork' or 'vfork'!"
#endif
int main(void) {
    pid_t pid = FORK();
    if(pid == 0) {
        _exit(EXIT_SUCCESS);
    } else if(pid > 0) {
        _exit(EXIT_SUCCESS);
    }
    return EXIT_SUCCESS;
}

Answer 1

对于足够新的 gcc 版本，您应该能够将 vfork 包装为：

typedef pid_t (*vfork_t)(void);
extern vfork_t wrap_vfork();

pid_t vfork(void) {
    vfork_t f = wrap_vfork();
    return f();
}

wrap_vfork 完成所有 vfork 包装工作，并返回指向真正 vfork 的指针（不调用它）。 Gcc 6.3.0 (-O3) 将其编译为：

    .globl  vfork
    .type   vfork, @function
vfork:
.LFB11:
    .cfi_startproc
    subq    $8, %rsp
    .cfi_def_cfa_offset 16
    xorl    %eax, %eax
    call    wrap_vfork
    addq    $8, %rsp
    .cfi_def_cfa_offset 8
    jmp     *%rax
    .cfi_endproc
.LFE11:
    .size   vfork, .-vfork

需要注意的重要一点是它直接跳转到实际的vfork函数而不是调用它，所以本身不需要返回（真正的vfork会直接返回给这个函数的调用者）

如果你不习惯依赖编译器为你做尾部调用优化，你可以直接在 asm 中而不是在 C 中编写这个小例程。