如何在Linux中检测文件访问？

Question

我有一堆偶尔需要监视的流和数据处理应用程序，这意味着我需要知道它们读取了哪些文件。这主要是帮助打包测试用例，但在调试时也很有用。

有没有一种方法可以生成这样的列表来运行可执行文件？

我对此有两个想法：

1. 我可以调用一个命令，该命令将调用我的应用程序。与GDB相似的东西。我叫GDB，给它一个指向可执行文件的路径，并提供一些参数，GDB为我调用了它。也许有些事情告诉我如何使用系统资源。
2. 也许更有趣（但不必要的旁路）解决方案。
   1. 创建一个名为libc.so的库，该库实现了fopen（以及其他一些方法）
   2. 更改LD_LIBRARY_PATH以指向新库
   3. 复制真正的libc.so并在编辑器中重命名fopen（也许是nepof）
   4. 我的库加载了副本并根据需要调用重命名的函数以提供fopen功能。
   5. 调用应用程序，然后调用我的代理服务器fopen。

替代方案1当然是更可取的方案，但也欢迎就如何更轻松地进行方案2提出意见。

Answer 1

一种选择是使用strace：

strace -o logfile -eopen yourapp

这将记录所有文件打开事件，但会造成性能上的重大下降。但是，它具有易于使用的优点。

另一种选择是使用LD_PRELOAD。这对应于您的选项＃2。基本的想法是做这样的事情：

#define _GNU_SOURCE
#include <stdio.h>
#include <dlfcn.h>

int open(const char *fn, int flags) {
    static int (*real_open)(const char *fn, int flags);

    if (!real_open) {
        real_open = dlsym(RTLD_NEXT, "open");
    }

    fprintf(stderr, "opened file '%s'\n", fn);
    return real_open(fn, flags);
}

然后用：

gcc -fPIC -shared -ldl -o preload-example.so preload-example.c

并使用以下代码运行您的程序：

$ LD_PRELOAD=$PWD/preload-example.so cat /dev/null
opened file '/dev/null'

这样的开销要少得多。

但是请注意，还有其他用于打开文件的入口点-例如，fopen（），openat（）或许多旧版兼容性入口点之一：

00000000000747d0 g    DF .text      000000000000071c  GLIBC_2.2.5 _IO_file_fopen
0000000000068850 g    DF .text      000000000000000a  GLIBC_2.2.5 fopen
000000000006fe60 g    DF .text      00000000000000e2  GLIBC_2.4   open_wmemstream
00000000001209c0  w   DF .text      00000000000000ec  GLIBC_2.2.5 posix_openpt
0000000000069e50 g    DF .text      00000000000003fb  GLIBC_2.2.5 _IO_proc_open
00000000000dcf70 g    DF .text      0000000000000021  GLIBC_2.7   __open64_2
0000000000068a10 g    DF .text      00000000000000f5  GLIBC_2.2.5 fopencookie
000000000006a250 g    DF .text      000000000000009b  GLIBC_2.2.5 popen
00000000000d7b10  w   DF .text      0000000000000080  GLIBC_2.2.5 __open64
0000000000068850 g    DF .text      000000000000000a  GLIBC_2.2.5 _IO_fopen
00000000000d7e70  w   DF .text      0000000000000020  GLIBC_2.7   __openat64_2
00000000000e1ef0 g    DF .text      000000000000005b  GLIBC_2.2.5 openlog
00000000000d7b10  w   DF .text      0000000000000080  GLIBC_2.2.5 open64
0000000000370c10 g    DO .bss       0000000000000008  GLIBC_PRIVATE _dl_open_hook
0000000000031680 g    DF .text      0000000000000240  GLIBC_2.2.5 catopen
000000000006a250 g    DF .text      000000000000009b  GLIBC_2.2.5 _IO_popen
0000000000071af0 g    DF .text      000000000000026a  GLIBC_2.2.5 freopen64
00000000000723a0 g    DF .text      0000000000000183  GLIBC_2.2.5 fmemopen
00000000000a44f0  w   DF .text      0000000000000088  GLIBC_2.4   fdopendir
00000000000d7e70 g    DF .text      0000000000000020  GLIBC_2.7   __openat_2
00000000000a3d00  w   DF .text      0000000000000095  GLIBC_2.2.5 opendir
00000000000dcf40 g    DF .text      0000000000000021  GLIBC_2.7   __open_2
00000000000d7b10  w   DF .text      0000000000000080  GLIBC_2.2.5 __open
0000000000074370 g    DF .text      00000000000000d7  GLIBC_2.2.5 _IO_file_open
0000000000070b40 g    DF .text      00000000000000d2  GLIBC_2.2.5 open_memstream
0000000000070450 g    DF .text      0000000000000272  GLIBC_2.2.5 freopen
00000000000318c0 g    DF .text      00000000000008c4  GLIBC_PRIVATE __open_catalog
00000000000d7b10  w   DF .text      0000000000000080  GLIBC_2.2.5 open
0000000000067e80 g    DF .text      0000000000000332  GLIBC_2.2.5 fdopen
000000000001e9b0 g    DF .text      00000000000003f5  GLIBC_2.2.5 iconv_open
00000000000daca0 g    DF .text      000000000000067b  GLIBC_2.2.5 fts_open
00000000000d7d60  w   DF .text      0000000000000109  GLIBC_2.4   openat
0000000000068850  w   DF .text      000000000000000a  GLIBC_2.2.5 fopen64
00000000000d7d60  w   DF .text      0000000000000109  GLIBC_2.4   openat64
00000000000d6490 g    DF .text      00000000000000b6  GLIBC_2.2.5 posix_spawn_file_actions_addopen
0000000000121b80 g    DF .text      000000000000008a  GLIBC_PRIVATE __libc_dlopen_mode
0000000000067e80 g    DF .text      0000000000000332  GLIBC_2.2.5 _IO_fdopen

为了完整起见，您可能需要钩住所有这些内容-至少应钩住不带_前缀的那些。特别是，请 确保分别钩挂fopen
，因为LD_PRELOAD库不会钩挂从fopen（）到open（）的libc内部调用。

类似的警告适用于strace-也有“
openat”html" target="_blank">系统调用，并且根据您的体系结构，可能还会有其他旧系统调用。但是不如LD_PRELOAD挂钩那么多，因此，如果您不介意性能下降，它可能是一个更简单的选择。