linux 命令分析之 chroot 的原理

chroot 可以用來切換當前程序的【根目錄】，它能夠將當前程序能夠訪問的目錄樹結構限制

在某個子目錄中，同時由於當前程序建立的子程序將會繼承父程序的根目錄結構，所以子進

程也隨之被限定。

通過 strace 來跟蹤一次 chroot 命令執行過程來研究其**執行過程。

這裡我刪除了與這個問題沒有太大關係的一些輸出，重要的系統呼叫資訊如下：

[root@localhost new_test]# strace chroot . sh
execve("/usr/sbin/chroot", ["chroot", ".", "sh"], 0x7fffbf1a9580 /* 28 vars */) = 0
..............................
chroot(".")                             = 0
chdir("/")                              = 0
execve("/usr/local/sbin/sh", ["sh"], 0x7fff5cd3d1a8 /* 28 vars */) = -1 enoent (沒有那個檔案或目錄)
execve("/usr/local/bin/sh", ["sh"], 0x7fff5cd3d1a8 /* 28 vars */) = -1 enoent (沒有那個檔案或目錄)
execve("/usr/sbin/sh", ["sh"], 0x7fff5cd3d1a8 /* 28 vars */) = -1 enoent (沒有那個檔案或目錄)
execve("/usr/bin/sh", ["sh"], 0x7fff5cd3d1a8 /* 28 vars */) = 0
.............................

上述過程可以總結為如下幾個步驟：

execve 執行 chroot 程式

chroot 系統呼叫切換當前命令的根目錄

chdir 系統呼叫切換當前命令的工作目錄到新的根目錄

根據路徑搜尋預設 shell 的位置，使用 execve 進行執行

這裡它搜尋預設 shell 的路徑時有幾個備選路徑，搜尋順序如下：

/usr/local/sbin/sh

/usr/local/bin/sh

/usr/sbin/sh

/usr/bin/sh

從上面的捕獲到的 chroot 命令的系統呼叫可以看到 chroot 命令的核心其實就是呼叫

chroot系統呼叫，這也就是其核心態的主要行為，這個行為並不是直接完成這項功能

的，它實際是通過一種間接的方式修改 task_struct 中的資料結構來達成的。

細心的讀者也許會注意到 chroot 在執行了 chroot 系統呼叫後，又呼叫了chdir切換

【當前目錄】到【新的根目錄】的行為，這個行為是必不可少的！

chdir 系統呼叫將會修改當前程序 task_sturct fs 中的 pwd 字段，這個字段儲存了當前工作

目錄的dentry結構體。

核心**如下：

set_fs_pwd
(current->fs,
&path)
;

如果 chroot 命令不 chdir 到「/」目錄，那麼我們仍舊可以在 chroot 後的程式中通過訪問到

外界的目錄，這樣就會出現非常好玩的情景。

為了驗證這點，我進行了如下幾個嘗試。

chroot 命令中有乙個–skip-chdir引數，在根目錄中執行如下命令來使用它：

[root@localhost /] # /root/chroot --skip-chdir /root/chroot_environment/ sh

/root/chroot: option --skip-chdir only permitted if newroot is old '/'

這裡報錯資訊表明–skip-chdir 只在新的 root 目錄與老的根目錄相同時才被允許使用。

#if 0if(
! skip_chdir && chdir (
"/")
)    die (exit_canceled, errno,_(
"cannot chdir to root directory"))
;#endif

重新編譯後執行，在終端中執行如下命令：

[root@localhost /] # /chroot /root/chroot_environment sh (unreachable)/ # ls bin chroot etc lib media opt root sbin sys usr boot dev home lib64 mnt proc run srv tmp var (unreachable)/ # chroot . [root@localhost /] # ls bin boot chroot dev etc home lib lib64 media mnt opt proc root run sbin srv sys tmp usr var [root@localhost /] # exit exit (unreachable)/ # cd ./root sh: cd: can't cd to ./root: no such file or directory (unreachable)/ # cd /root ~ # cd .. / # ls bin dev etc lib64 proc root sys usr var

/ #

第一行命令切根後，由於沒有 chdir 到新的根目錄，cwd 中仍然儲存了舊的工作目錄的

dentry 資訊，這樣我們仍舊能夠訪問到舊的根目錄下的所有檔案，第二行的 ls 命令的

輸出資訊證實了這點。

第三行命令繼續執行了 chroot，注意這裡的引數為.，.表示當前目錄，這行命令執行後，又

切回了原來的根目錄。

第四行命令從第三行命令的 chroot 環境中退出，退出後嘗試 cd ./root，發現會報這個目錄

不存在的錯誤。

通過 strace 跟蹤這個 sh，發現它傳遞給 chdir 系統呼叫的命令並不是 ./root，而是 "

(unreachable)/root"，這個目錄當然不存在嘍，就報了目錄不存在的錯誤。

chdir("(unreachable)/root")             = -1 enoent (沒有那個檔案或目錄)
write(2, "sh: ", 4)                     = 4
write(2, "cd: ", 4)                     = 4
write(2, "can't cd to ./root: no such file"..., 45) = 45

單獨編寫了乙個呼叫 chdir(「root」) 的**編譯後執行測試，確認能夠 chdir，看來應該是 sh

進行了某種處理。

\w     當前工作目錄

我當前 shell 的 ps1 設定如下：

(unreachable)/ # echo $ps1
\w \$

看來 sh 執行的時候應該是通過當前目錄的變數將我輸入的 ./ 展開了，這樣就有上面的

問題了。

第五行命令中 cd /root 成功，這是肯定的，因為當前程序的根目錄已經切換了，所以我們能

夠進入到這個 /root 目錄，而且這個目錄也是新的目錄。

第六行命令中 cd … 返回根目錄，然後執行 ls 命令，可以看到此時根目錄下的檔案已經變

了，直至這裡才完成了 chroot 的所有過程。

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Linux日誌分析命令之cut命令使用介紹

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