Linux編程可以給你的程序開后門

這里說的“后門”并不是教你做壞事，而是讓你做好事，搭建自己的調(diào)試工具更好地進行調(diào)試開發(fā)。我們都知道，當(dāng)程序發(fā)生異常錯誤時，我們需要定位到錯誤，有時我們還想，我們在不修改程序的前提下，就能通過log來定位錯誤呢？有人會說，我在我的程序里加多點打印就好了，程序每做一步我就加一行打印，到時一查log就知道程序在哪一步死掉的了。這個方法在小程序里也許會行得通，但是，在一個大型系統(tǒng)，每秒的log達到幾百條，那時我們怎么能在這繁多的log里找出我們想要的那條的log的？這工作量大得夸張。工程中的解決方法就是給自己的程序開個后門專門給開發(fā)人員來調(diào)試程序。

當(dāng)然我們通過后門能做的不僅僅是這些，具體來說，后門就是我們程序眼和跑著的程序交流的一道門。

搭建這么一個程序后門主要有這么幾個關(guān)鍵點：

在進程里開一個線程用于充當(dāng)debug center

該線程通過fifo接收開發(fā)人員傳給它的命令

解析這些命令

用腳本搭建簡單的命令行界面

一、創(chuàng)建debug center線程

這個就沒什么好說了，我使用了上篇文章《Linux編程之自定義消息隊列》所搭建的消息隊列框架，將其中的msg_sender1改造為debug_center線程，作為我們的程序后門，我們跟程序交互就是從這里開始的。

if(pthread_create(&debug_thread_id, NULL, (void*)debug_center, NULL)){ MY_LOG(FATAL,"create debug center fail!\n"); return -1;}

二、創(chuàng)建FIFO

為什么要創(chuàng)建FIFO（有名管道）？因為我們需要跟我們的程序進行通信，我們需要把我們的指令告訴程序，那就需要一個通信途徑，F(xiàn)IFO就是一個很好的選擇。我們把我們的指令寫進管道，程序?qū)⒅噶顝墓艿莱?，然后?zhí)行該指令，這樣子我們程序后門的通信模型就出來了。why解決了，是時候解決how了。

對于管道的操作，我是這么做的：

system("rm /vob/ljsdpoenew3/exercise/debug_log"); //每次進入debug center我們都將原來的fifo文件刪除，避免影響后面操作rc = mkfifo("/vob/ljsdpoenew3/exercise/debug_log", 0666); //創(chuàng)建fifoif(rc < 0){ MY_LOG(DEBUG, "make fifo fail!\n"); pthread_exit(0);} fp = fopen("/vob/ljsdpoenew3/exercise/debug_log", "r"); //打開fifo，讀取指令if(fp == NULL){ MY_LOG(DEBUG, "open debug_log fail!\n"); pthread_exit(0);}

讀fifo我們解決了，那怎么將我們的指令寫進fifo呢？這里我打算使用shell的read指令，文章后面會解釋如何實現(xiàn)。

三、解析指令

解析指令又可以分為兩個步驟：

將從fifo取得數(shù)據(jù)進行格式解析，比如我定義了d d的意思是display debug，即顯示現(xiàn)在的debug級別，那么我們程序就得首先對原始數(shù)據(jù)進行格式處理。

將指令進行命令解析，執(zhí)行相應(yīng)操作。

格式處理：

static int get_args(FILE *inputFile){ char tmpBuffer[100]; char *line = tmpBuffer; char separator[] = " ,\n\t"; char *token; int i; char eof; int num = 0; eof = !fgets(line, sizeof(tmpBuffer), inputFile); if (eof) return num; token = strtok(line, separator); while (num < MAX_NUM_ARGS && token) { strcpy(args[num], token); num++; token = strtok(NULL, separator); } for (i = num; i < MAX_NUM_ARGS; i++) args[i][0] = 0; return num;}

命令解析：

switch(args[0][0]) //解析指令，看每個指令對應(yīng)哪些意思 { case 'd': //display switch(args[1][0]) { case 'q': //display queue show_MQ(fd); break; case 'd': //display debug show_debug_level(fd); break; default: help_manual(fd); break; } break; case 's': //set switch(args[1][0]) { case 'd': //set debug level n = atoi(args[2]); //將字符串轉(zhuǎn)化為整數(shù) fprintf(fd," debug level change from %d to %d",global.debug_level,n); global.debug_level = n; //更改log級別 break; default: help_manual(fd); break; } break; default: help_manual(fd); break; }

四、搭建debug界面

先上界面圖：

我們敲的每個命令都是通過該界面?zhèn)鬟f到程序那頭的，比如“d d”就表示展示出現(xiàn)在系統(tǒng)運行時的log級別，而“s d”就是設(shè)置我們想要看的log級別，這樣我們就可以實現(xiàn)通過程序后門動態(tài)修改程序走向了。

那該如何實現(xiàn)這個看似簡單的交互界面呢？實現(xiàn)該交互界面，有幾個關(guān)鍵點：

我們需將程序的打印輸出重定向到一個文件里

使用shell腳本讀出文件的內(nèi)容

我們輸入的命令需寫入到fifo中

以上三點就是做成界面的最重要的技術(shù)問題。

重定向輸出

一開始我是打算將標(biāo)準(zhǔn)輸出、標(biāo)準(zhǔn)錯誤都重定向到文件里的額，但是想了想，還是想直接把打印內(nèi)容直接輸出到文件就好了。比如這樣：

fd = fopen("/vob/ljsdpoenew3/exercise/debug_log2", "w+"); if(fd == NULL) { MY_LOG(DEBUG, "open debug_log2 fail!\n"); pthread_exit(0); }fprintf(fd," debug level change from %d to %d",global.debug_level,n);

這樣我們在debug center產(chǎn)生的打印都輸出到文件debug_log2上了。

2.利用腳本讀出內(nèi)容且將內(nèi)容寫入fifo

要做到這點需要shell編程的簡單知識，我們怎么將我們的輸入放到fifo呢？我們怎么把log文件的內(nèi)容讀出來顯示在顯示屏呢？我想到首先是再寫個client，進行進程間通信嘛，將命令寫到fifo，同時也讀出log文件的內(nèi)容。但是，我發(fā)現(xiàn)利用shell就可以做到以上的事了，而且只需花費幾行代碼。

#!/bin/bash my_inp_fifo=/vob/ljsdpoenew3/exercise/debug_log # 指定fifo文件stty erase ^H while [ true ];do read inp #循環(huán)讀入用戶輸入 if [ "$inp" == "quit" ];then #quit代表結(jié)束該界面 exit 0 fi echo $inp > $my_inp_fifo #寫入fifo cat debug_log2.txt #顯示log的內(nèi)容done

那看看這個命令行界面跑起來是怎么的吧！

首先我們運行server進程

sever進程不斷產(chǎn)生消息并處理消息。

我們打開另一個窗口，并執(zhí)行腳本./test.sh，進入界面

我們使用了d d命令看到了程序此時的debug級別，用d q看出了程序消息隊列的情況。

我們使用了s d指令將debug level設(shè)置為0，此時屏幕沒有任何打印輸出，當(dāng)我們在使用s d指令將level設(shè)置為-1(即將所有位置一)，此時所有打印級別都打開了，屏幕又開始瘋狂打印了。也就說，我們通過后門操控了程序，這里我們只是僅僅修改了程序的log級別，當(dāng)然我們還可以做更多的事，只要依照這個框架往里面加指令，以及對應(yīng)的處理操作，就可以實現(xiàn)了。

五、總結(jié)

所謂后門，就是一個可以操控程序的接口，這個接口僅僅用于開發(fā)者調(diào)試開發(fā)，不會開放給客戶。所以這個后門的作用非常巨大，所以是開發(fā)者調(diào)試程序的一大利器。有人會想，我想用socket來代替fifo進行進程通信可以不，這樣就可以做到遠(yuǎn)程主機操控程序了。我覺得是可以的，但是感覺利用telnet到目的主機再運行腳本操作比較安全。

最后給出源代碼框架

1 #include 2 #include 3 #include 4 #include 5 #include 6 #include 7 #include 8 #include "msg_def.h" 9 #include "global.h" 10 11 extern Queue_t MsgQueue; 12 extern dashboard_t global; 13 14 15 #define MAX_NUM_ARGS 20 16 #define MAX_ARGS_SIZE 56 17 18 static char args[MAX_NUM_ARGS][MAX_ARGS_SIZE]; 19 20 static int get_args(FILE *inputFile,FILE *fd) 21 { 22 char tmpBuffer[100]; 23 char tmpBuffer2[100]; 24 char *line = tmpBuffer; 25 char separator[] = " ,\n\t"; 26 char *token; 27 int i; 28 char eof; 29 30 int num = 0; 31 32 eof = !fgets(line, sizeof(tmpBuffer), inputFile); 33 if (eof) 34 return num; 35 36 memcpy(tmpBuffer2,tmpBuffer,100); 37 38 39 token = strtok(line, separator); 40 while (num < MAX_NUM_ARGS && token) 41 { 42 strcpy(args[num], token); 43 num++; 44 token = strtok(NULL, separator); 45 } 46 47 for (i = num; i < MAX_NUM_ARGS; i++) 48 args[i][0] = 0; 49 50 if(num > 0) 51 { 52 fprintf(fd, "%s", tmpBuffer2); 53 } 54 55 return num; 56 } 57 58 59 static void help_manual(FILE* fd) 60 { 61 fprintf(fd,"\nd d : display current debug level\n"); 62 fprintf(fd,"d q : display msg queue length, head and tail\n"); 63 fprintf(fd,"s d [level] : set debug [level] \n"); 64 } 65 66 static void show_MQ(FILE* fd) 67 { 68 fprintf(fd," msg queue length:%d head:%d tail:%d \n",abs(MsgQueue.head-MsgQueue.rear),MsgQueue.head,MsgQueue.rear); 69 } 70 71 static void show_debug_level(FILE* fd) 72 { 73 fprintf(fd," current debug level: %d\n", global.debug_level); 74 } 75 76 77 78 void debug_center() 79 { 80 int rc,num,n; 81 FILE* fp; 82 FILE* fd; 83 84 MY_LOG(DEBUG,"Hi,debug!\n"); 85 86 87 system("rm /vob/ljsdpoenew3/exercise/debug_log"); 88 system("rm /vob/ljsdpoenew3/exercise/debug_log2"); 89 rc = mkfifo("/vob/ljsdpoenew3/exercise/debug_log", 0666); 90 if(rc < 0) 91 { 92 MY_LOG(DEBUG, "make fifo fail!\n"); 93 pthread_exit(0); 94 } 95 96 fp = fopen("/vob/ljsdpoenew3/exercise/debug_log", "r"); 97 if(fp == NULL) 98 { 99 MY_LOG(DEBUG, "open debug_log fail!\n");100 pthread_exit(0);101 }102 103 fd = fopen("/vob/ljsdpoenew3/exercise/debug_log2", "w+");104 if(fd == NULL)105 {106 MY_LOG(DEBUG, "open debug_log2 fail!\n");107 pthread_exit(0);108 }109 //freopen("/vob/ljsdpoenew3/exercise/debug_log2.txt", "w+", fd);110 111 fprintf(fd," \n==================================================\n");112 fprintf(fd," Welcme to Debug Center!");113 fprintf(fd," \n==================================================\n\n");114 help_manual(fd);115 //fflush(fd);116 117 while(1)118 {119 fflush(fd);120 fprintf(fd,"\n\nmy_diag>");121 num = get_args(fp,fd);122 if(num < 1)123 {124 freopen("/vob/ljsdpoenew3/exercise/debug_log", "r", fp);125 fflush(fd);126 continue;127 }128 fprintf(fd,"\n\nmy_diag>");129 switch(args[0][0])130 {131 case 'd': //display132 switch(args[1][0])133 {134 case 'q': //display queue135 show_MQ(fd);136 break;137 case 'd': //display debug138 show_debug_level(fd);139 break;140 141 default:142 help_manual(fd);143 break;144 }145 break;146 147 case 's': //set148 switch(args[1][0])149 {150 case 'd': //set debug level151 n = atoi(args[2]);152 fprintf(fd," debug level change from %d to %d",global.debug_level,n);153 global.debug_level = n;154 break;155 156 default:157 help_manual(fd);158 break;159 }160 break;161 162 default:163 help_manual(fd);164 break;165 }166 167 }168 }

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