一步一步走进Linux HOOK API(一)

        最近我查阅很多参考资料.发现对于讲述Linux HOOK API的资料是很少,让我们这些新人难以去走进Linux HOOK大门.在这里我将全面的讲述Linux HOOK API的全部实现过程,这个过程中我也遇到很多坎坷,所以在这么写下这份教程.让大家都来进入HOOK的神秘世界.

不要认为HOOK API是windows的专利(PS.其实我以前就是这么认为的.哈哈....),其实在Linux中也有HOOK API这样的技术,只是实现起来相对比较麻烦,首先今天主要带大家认识的是ELF文件,在Linux中,ELF文件主要是应用在可执行文件,重定位文件,可执行文件动态连接库。首先来看一下ELF Head的定义:

      PS.我们这里主要针对的是32位平台.有关64位平台相关定义请参阅/usr/include/elf.h

#define EI_NIDENT (16)


typedef struct

{

  unsigned char e_ident[EI_NIDENT]; /* Magic number and other info */

  Elf32_Half e_type; /* Object file type */

  Elf32_Half e_machine; /* Architecture */

  Elf32_Word e_version; /* Object file version */

  Elf32_Addr e_entry; /* Entry point virtual address */

  Elf32_Off e_phoff; /* Program header table file offset */

  Elf32_Off e_shoff; /* Section header table file offset */

  Elf32_Word e_flags; /* Processor-specific flags */

  Elf32_Half e_ehsize; /* ELF header size in bytes */

  Elf32_Half e_phentsize; /* Program header table entry size */

  Elf32_Half e_phnum; /* Program header table entry count */

  Elf32_Half e_shentsize; /* Section header table entry size */

  Elf32_Half e_shnum; /* Section header table entry count */

  Elf32_Half e_shstrndx; /* Section header string table index */

} Elf32_Ehdr;

 

e_ident: 这个成员,是ELF文件的第一个成员,该成员是个数字,根据上面的宏可以看出,这个程序是个16字节的数据.该成员的前4个字节依次是 0x7F,0x45,0x4c,0x46,也 就是"\177ELF"。这是ELF文件的标志，任何一个ELF文件这四个字节都完全相同。

为了让我们更方便的使用ELF数据在elf.h中对上述数据进行了宏定义.如下:

#define EI_MAG0 0 /* File identification byte 0 index */

#define ELFMAG0 0x7f /* Magic number byte 0 *

#define EI_MAG1 1 /* File identification byte 1 index */

#define ELFMAG1 'E' /* Magic number byte 1 */

#define EI_MAG2 2 /* File identification byte 2 index */

#define ELFMAG2 'L' /* Magic number byte 2 */

#define EI_MAG3 3 /* File identification byte 3 index */

#define ELFMAG3 'F' /* Magic number byte 3 */

/* Conglomeration of the identification bytes, for easy testing as a word.  */

#define ELFMAG "\177ELF"

#define SELFMAG 4

第四个字节表示ELF格式,1:32位2:64位

#define EI_CLASS 4 /* File class byte index */

#define ELFCLASSNONE 0 /* Invalid class */

#define ELFCLASS32 1 /* 32-bit objects */

#define ELFCLASS64 2 /* 64-bit objects */

#define ELFCLASSNUM 3

第五个字节表示数据编码格式,1:小端模式 2:大端模式

#define EI_DATA 5 /* Data encoding byte index */

#define ELFDATANONE 0 /* Invalid data encoding */

#define ELFDATA2LSB 1 /* 2's complement, little endian */

#define ELFDATA2MSB 2 /* 2's complement, big endian */

#define ELFDATANUM 3

第六个字节表示文件版本,该值目前必须为1

#define EV_CURRENT 1 /* Current version */

第七个字节表示操作系统标识:

#define EI_OSABI 7 /* OS ABI identification */

#define ELFOSABI_NONE 0 /* UNIX System V ABI */

#define ELFOSABI_SYSV 0 /* Alias.  */

#define ELFOSABI_HPUX 1 /* HP-UX */

#define ELFOSABI_NETBSD 2 /* NetBSD.  */

#define ELFOSABI_LINUX 3 /* Linux.  */

#define ELFOSABI_SOLARIS 6 /* Sun Solaris.  */

#define ELFOSABI_AIX 7 /* IBM AIX.  */

#define ELFOSABI_IRIX 8 /* SGI Irix.  */

#define ELFOSABI_FREEBSD 9 /* FreeBSD.  */

#define ELFOSABI_TRU64 10 /* Compaq TRU64 UNIX.  */

#define ELFOSABI_MODESTO 11 /* Novell Modesto.  */

#define ELFOSABI_OPENBSD 12 /* OpenBSD.  */

#define ELFOSABI_ARM 97 /* ARM */

#define ELFOSABI_STANDALONE 255 

/*Standalone(embedded) application */

第八个字节表示ABI版本

#define EI_ABIVERSION 8 /* ABI version */

第九个字节表示e_ident中从哪开始之后未使用.

#define EI_PAD 9 /* Byte index of padding bytes */

 

e_type:          这个成员是ELF文件的类型:

                         1:表示此文件是重定位文件.

                         2:表示可执行文件.

                         3:表示此文件是一个动态连接库。

e_machine:       这个成员表示机器版本.具体定义参与elf.h (篇幅问题,太长了)

e_version:          这个成员表示ELF文件版本,为 1

e_entry:              这个成员表示可执行文件的入口虚拟地址。此字段指出了该文件中第一条可执 行机器指令在进程被正确加载后的内存地址！ELF可执行文件只能被加载到固定位 置.

e_phoff:             这个成员表示程序头(Program Headers)在ELF文件中的偏移量。如果程序头 不存在此值为0。

e_shoff:             这个成员表示节头(Section Headers:)在ELF文件中的偏移量。如果节头不存 在此值为0。

e_flags:             这个成员表示处理器标志.

e_ehsize:          这个成员描述了“ELF头”自身占用的字节数。

e_phentsize:    该成员表示程序头中的每一个结构占用的字节数。程序头也叫程序头表，可以 被看做一个在文件中连续存储的结构数组，数组中每一项是一个结构，此字段 给出了这个结构占用的字节大小。

e_phoff:             指出程序头在ELF文件中的起始偏移。

e_phnum:        此字段给出了程序头中保存了多少个结构。如果程序头中有3个结构则程序头 在文件中占用了3×e_phentsize个字节的大小。

e_shentsize:   节头中每个结构占用的字节大小。节头与程序头类似也是一个结构数组，关于 这两个结构的定义将分别在讲述程序头和节头的时候给出。

e_shnum:        节头中保存了多少个结构。

e_shstrndx:     这是一个整数索引值。节头可以看作是一个结构数组，用这个索引值做为此数 组的下标，它在节头中指定的一个结构进一步给出了一个“字符串表”的信息，而这 个字符串表保存着节头中描述的每一个节的名称，包括字符串表自己也是其中的一 个节。

示例代码:

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

int 	g_File 		= 0;
void 	*g_pData 	= NULL;

void * Map(char* szFileName)
{
	g_File = open(szFileName, O_RDWR);  
	if (g_File < 0)   
	{   
		g_File = 0;  
		return NULL;   
	}  
	struct stat status;  
    fstat(g_File, &status);  

    g_pData = mmap(0, status.st_size, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, g_File, 0);  
    if (MAP_FAILED != g_pData) {
		return g_pData;
	}  
  
    close(g_File);  
    g_pData = NULL;  
    g_File = 0;  
    return NULL;  
}
	
void displayEhdr(Elf32_Ehdr *ehdr)
{
	printf("Magic:");
	int i = 0;
	for(i = 0; i < EI_NIDENT;i++){
		printf(" %02x",ehdr->e_ident[i]);
	}
	printf("\n");
	printf("Version:			0x%x\n",ehdr->e_version);
	printf("Entry point address:		0x%x\n",ehdr->e_entry);
	printf("Start of program headers:	%d (bytes into file)\n",ehdr->e_phoff);
	printf("Start of section headers:	%d (bytes into file)\n",ehdr->e_shoff);
	printf("Flags:				%d\n",ehdr->e_flags);
	printf("Size of this header:		%d (bytes)\n",ehdr->e_ehsize);
	printf("Size of program headers:	%d (bytes)\n",ehdr->e_phentsize);
	printf("Number of program headers:	%d\n",ehdr->e_phnum);
	printf("Size of section headers:	%d (bytes)\n",ehdr->e_shentsize);
	printf("Number of section headers:	%d\n",ehdr->e_shnum);
	printf("Section header string table index:	%d\n",ehdr->e_shstrndx);
}

int main(int argc,char *argv[])
{
	if(argc != 2){
		printf("parameter error\n");
		exit(0);
	}
	Elf32_Ehdr *ehdr = (Elf32_Ehdr *)Map(argv[1]);
	if(ehdr == NULL){
		perror("Map Error\n");
		exit(0);
	}
	displayEhdr(ehdr);
}