IPC(Inter Process Communication)

1. 메모리를 활용한 방법

1-1. shared memory

할당된 공유 메모리의 크기는 고정됩니다.
다른 두 프로세스의 VMS 가 RAM 의 같은 물리적 위치를 공유합니다.
생성된 공유 메모리는 커널에 의해 관리됩니다.
공유 메모리 영역을 사용하는 모든 프로세스가 종료 되어도 재부팅 하거나 직접 해제하지 않는 이상 유지됩니다.
shmctl() 시스템 콜을 통해 공유 메모리를 제거할 수 있습니다.
커널에 의해 공유 메모리 영역이 생성되면 shmat() 시스템 콜을 통해
각 프로세스 메모리의 데이터 영역에 attach 됩니다.

// writer.c
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>

#define KEY_NUM 3306
#define MEM_SIZE 1024

int main(void) 
{
  int shm_id;
  void *shm_addr;
  int count;

  /**
  int shmget(key_t key, int size, int shmflg)

  create shared memory by kernel but not yet available by process
  @param key    : identifier for shared memory
  @param size   : size of memory
  @param shmflg : options
                  IPC_CREAT - if hared mem not exists, create
                  IPC_EXCL  - if already exists, failed
  @return       : failed - -1 or identifier
  */

  shm_id = shmget((key_t)KEY_NUM, MEM_SIZE, IPC_CREAT | 0666);

  if (shm_id == -1) 
  {
    perror("shmget error : ");
    return 0;
  }

  /**
  void* shmat(int shmid, const void* shmaddr, int shmflg)
  
  After create the shared memory by kernel,
  need to attach this memory to the process to use this shared meemory
  @param shmid    : identifier for shared memoery
  @param shmaddr  : address for this memory segment
                    if 0, kernel will do it
  @param shmflg   : options 
                    SHM_RONLY - read only
  @return         : failed -1 or the address of shared memory attached to process
  */
  shm_addr = shmat(shm_id, (void *)0, 0);

  if ((void *)-1 == shm_addr)
  {
    perror("shmat error : ");
    return 0;
  }

  printf("Shared memory address : %p\n", shm_addr);

  count = 0;
  while (1) 
  {
    sprintf((char *)shm_addr, "%d", count++);
    sleep(1);
  }

  return 0;
}

// reader.c
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <sys/types.h>

#define KEY_NUM 3306
#define MEM_SIZE 1024

int main(void) 
{
  int shm_id;
  void *shm_addr;

  if (-1 == (shm_id = shmget((key_t)KEY_NUM, MEM_SIZE, IPC_CREAT | 0666)))
  {
    printf("공유 메모리 생성 실패\n");
    return -1;
  }

  if((void *) -1  == (shm_addr = shmat(shm_id, (void *)0, 0)))
  {
    printf("공유 메모리 첨부 실패\n");
    return -1;
  }

  printf("start address of shared memory : %p\n", shm_addr);

  while(1)
  {
    printf("Data read from shared mem : %s\n", (char *)shm_addr);
    sleep(1);
  }

  return 0;
}

위 예제 코드는
writer.c 에서 공유 메모리를 1024 바이트 크기로 생성하고 프로세스에 attach 한 후 1초 마다 공유 메모리에 count++ 값을 씁니다.
reader.c 는 writer.c 에서 생성한 공유 메모리에 접근해 프로세스에 attach 한 후 1초 마다 공유 메모리 값을 읽습니다.

writer.c 와 reader.c 의 shm_addr 은 각 프로세스의 가상 메모리 값이기 때문에 다를 수 있습니다.
하지만 메모리의 물리적 주소는 같습니다.

각 프로세스에 할당된 공유 메모리 정보는 ipcs -m 명령어를 통해 확인할 수 있습니다.

1-2. pipe(file)

2차 메모리(HDD, SDD 등)에 저장되고 여러 프로세스가 공통으로 사용하는 임시 파일 입니다.
shared memory 와 다르게 할당된 크기가 변할 수 있고 스트림을 통해 읽고 쓸 수 있습니다.
pipe 는 한 방향으로만 데이터 전송이 가능합니다.
pipe 는 파일이므로 파일 디스크립터를 통해서 접근 가능합니다.

1-2-1. unnamed pipe

이름이 없는 pipe 로서 부모, 자식 프로세스 사이에서만 사용 가능합니다.
pipe 의 파일 디스크립터를 부모, 자식 프로세스 사이에서만 공유합니다.

// unnamed-pipe.c
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>

#define BUFFER_SIZE 512

int main() 
{
  const char *msg[] = {"apple is red", "banana is yellow", "cherry is red"};
  char buffer[BUFFER_SIZE];
  int filedes[2], nRead, i;
  pid_t pid;

  if (pipe(filedes) == -1)
  {
    printf("fail to call fork()\n");
    exit(1);
  }

  if ((pid = fork()) == -1)
  {
    printf("fail to call fork()\n");
    exit(1);
  }

  // parent
  if (pid > 0) 
  {
    // close input file
    close(filedes[0]);
    for (int i = 0; i < 3; i++) 
    {
      strcpy(buffer, msg[i]);
      write(filedes[1], buffer, BUFFER_SIZE);
    }
  }
  // child
  else if (pid == 0) 
  {
    // close output file
    close(filedes[1]);
    for (int i = 0; i < 3; i++) 
    {
      nRead = read(filedes[0], buffer, BUFFER_SIZE);
      printf("[child] %s\n", buffer);
    }
  }

  return 0;
}

위 코드를 실행하면
부모 프로세스가 msg 배열에 저장된 문자열을 차례대로 unnamed pipe 에 쓰고
자식 프로세스는 msg 배열에 저장된 문자열을 차례대로 unnamed pipe 에서 읽어옵니다.

pipe() 함수는 읽기, 쓰기 한 쌍의 파이프를 만들고 각 파이프의 파일 디스크립터를 전달합니다.
filedes[0] 은 읽기, filedes[1] 은 쓰기 파일 디스크립터를 저장하고 있습니다.

1-2-2. named pipe(FIFO)

이름이 있는 파이프로서 이름을 통해 파일 디스크립터를 얻을 수 있어, 다른 프로세스 간에 사용할 수 있습니다.

// receiver.c
#include <fcntl.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#define MSG_SIZE 80

int main() 
{
  char msg[MSG_SIZE];
  int filedes;
  int nread, cnt;

  if (mkfifo("./fifo", 0666) == -1) 
  {
    printf("fail to call fifo()\n");
    exit(1);
  }

  if ((filedes = open("./fifo", O_RDWR)) < 0)
  {
    printf("fail to call fifo()\n");
    exit(1);
  }

  for (int cnt = 0; cnt < 3; cnt++) 
  {
    if ((nread = read(filedes, msg, MSG_SIZE)) < 0)
    {
      printf("fail to call read()\n");
      exit(1);
    }

    printf("recv: %s\n", msg);
  }

  unlink("./fifo");
  return 0;
}

// sender.c
#include <fcntl.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>

#define MSG_SIZE 80

int main() 
{
  char msg[MSG_SIZE];
  int filedes;
  int cnt;

  if ((filedes = open("./fifo", O_WRONLY)) < 0) 
  {
    printf("fail to call open()\n");
    exit(1);
  }

  for (int cnt = 0; cnt < 3; cnt++) 
  {
    printf("input a message : ");
    fgets(msg, MSG_SIZE, stdin);
    msg[MSG_SIZE - 1] = '\0';

    if (write(filedes,msg,MSG_SIZE) == -1) 
    {
      printf("fail to call wirte()\n");
      exit(1);
    }

    sleep(1);
  }

  return 0;
}

위 코드를 실행하면
sender 프로세스에서 사용자가 콘솔에 입력한 내용을 fifo 라는 이름의 FIFO 에 쓰고
receiver 프로세스에서 fifo 를 읽어 콘솔에 출력합니다. 이 과정을 3번 반복합니다.

receiver.c 에서 mkfifo() 함수를 통해 FIFO 를 생성합니다.
sender.c 에서 FIFO 파일을 여는 open(“./fifo”, O_WRONLY) 함수는
다른 프로세스가 READ 모드로 FIFO 파일을 열기 전 까지 블로킹 됩니다.
receiver.c 의 read() 함수는 fifo 에 읽을 데이터가 생길 때 까지 블로킹 됩니다.

2. 네트워크를 활용한 방법

2-1. socket

2-2. rpc

3. 그 외

3-1. data_seg pragma

후깅 목적의 DLL 이 타겟 프로세스에 인젝션

3-2. registry(윈도우 한정)

출처

https://www.youtube.com/watch?v=eLCTRdSj7o&t=609
https://m.blog.naver.com/demonic3540/221671407431
https://blog.naver.com/PostView.naver?blogId=akj&logNo=&parentCategoryNo=&categoryNo=31&viewDate=&isShowPopularPosts=false&from=postView