定制和替换C/C++中的`memcmp`函数以Linux系统为例，展示如何使用LD_PRELOAD机制来动态替换系统库中

以Linux系统为例，展示如何使用LD_PRELOAD机制来动态替换系统库中的memcmp函数，并以具体的代码示例进行前后对比。

1. 编写自定义`memcmp`函数

首先，我们需要编写一个自定义的memcmp函数，例如，输出调试信息并返回比较结果。

// custom_memcmp.c
#include <stdio.h>
#include <string.h>

int memcmp(const void *s1, const void *s2, size_t n) {
    printf("Custom memcmp called\n");

    const unsigned char *p1 = (const unsigned char *)s1;
    const unsigned char *p2 = (const unsigned char *)s2;

    for (size_t i = 0; i < n; i++) {
        if (p1[i] != p2[i]) {
            return p1[i] - p2[i];
        }
    }

    return 0;
}

2. 编译自定义`memcmp`为共享库

使用gcc编译上述代码为共享库。共享库的文件扩展名为.so。

gcc -fPIC -shared -o custom_memcmp.so custom_memcmp.c

-fPIC：生成位置无关代码（Position Independent Code），用于共享库。
-shared：生成共享库。

3. 编写测试程序

接下来，我们编写一个简单的C程序来测试memcmp的行为。

// test_memcmp.c
#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main() {
    char str1[] = "hello";
    char str2[] = "world";

    int result = memcmp(str1, str2, sizeof(str1));

    if (result < 0) {
        printf("str1 is less than str2\n");
    } else if (result > 0) {
        printf("str1 is greater than str2\n");
    } else {
        printf("str1 is equal to str2\n");
    }

    return 0;
}

4. 编译测试程序

使用gcc编译测试程序。

gcc -o test_memcmp test_memcmp.c

5. 使用标准`memcmp`运行测试程序

在不使用LD_PRELOAD的情况下运行测试程序，将调用系统标准库中的memcmp。

./test_memcmp

预期输出（使用系统标准库的memcmp）：

str1 is less than str2

6. 使用`LD_PRELOAD`替换`memcmp`

通过LD_PRELOAD环境变量，将我们自定义的memcmp函数加载到程序中，覆盖系统库中的memcmp。

LD_PRELOAD=./custom_memcmp.so ./test_memcmp

预期输出（使用自定义的memcmp）：

Custom memcmp called
str1 is less than str2

7. 结果对比

未使用LD_PRELOAD：程序使用系统库中的memcmp，没有输出任何调试信息。
使用LD_PRELOAD：程序使用我们自定义的memcmp，首先输出“Custom memcmp called”，然后进行字符串比较并输出结果。

8. 解释每一步的实现

编写自定义函数：我们编写了一个带有调试信息的memcmp函数，以便在被调用时能够识别出来。
编译为共享库：自定义的memcmp函数被编译为共享库，以便在运行时可以通过LD_PRELOAD加载。
编写测试程序：这个程序用于验证memcmp函数的行为。在没有LD_PRELOAD时，它使用标准库的memcmp；在使用LD_PRELOAD时，它调用自定义的memcmp。
使用LD_PRELOAD：通过LD_PRELOAD机制，系统会在加载程序时优先使用我们自定义的memcmp，替换掉标准库中的实现。

9. 注意事项

兼容性：在使用LD_PRELOAD时，确保自定义函数的行为与标准库函数兼容，否则可能导致程序异常。
调试和测试：在生产环境中慎用LD_PRELOAD，应在开发或调试阶段充分测试自定义实现。

定制和替换C/C++中的`memcmp`函数

1. 编写自定义memcmp函数

2. 编译自定义memcmp为共享库