用 strace 和 ltrace 找出用到的 system call 和 library call

前面提到 host 沒有 call gethostbyaddr, 面惡心善的 Scott 大概是查覺我下載了原始碼, 卻沒有找出確認它的方法。於是在另一篇留言裡說可以用 strace、ltrace 或 gdb 輕易做到這事 (幸好我還沒開始試 profiler 啊...)。

strace 和 ltrace 顧名思議, 它們會列出執行期間用到的 system / library call。若不確定有興趣的函式是那個, 可以用 man page 編號來判別。比方 man gethostbyaddr 顯示被分在  section 3 下, 所以 gethostbyaddr 是 library call [*1]。

分別拿 host 和對照組 getent 試的結果, 可以看到 getent 有打開 /etc/hosts (從 strace 那看到的), 並呼叫 gethostbyaddr;而 host 卻兩者皆無。解開疑惑實乃人生一大痛快之事, 感謝 Scott 的指點。

附上參考用指令:
$ ltrace getent hosts 127.0.0.1 2>&1 | grep gethostby
gethostbyaddr("\177", 4, 2)                      = 0xb7ed0aa0
$ strace getent hosts 127.0.0.1 2>&1 | grep "/etc/hosts"
open("/etc/hosts", O_RDONLY|O_CLOEXEC)  = 3

$ strace host 127.0.0.1 2>&1 | grep "/etc/hosts"
$ ltrace host 127.0.0.1 2>&1 | grep gethostby

另外我好奇之下試了傳說中人人都會寫的 C 版 「Hello, world! 」, 結果發現 compiler 很聰明地用 puts 而非 printf。

參考程式如下:

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    printf("hello, world!\n");
    puts("hello, world!\n");
    printf("hello, world! %d\n", 3);
    return 0;
}

執行結果:
$ ltrace ./f > /dev/null
__libc_start_main(0x80483f4, 1, 0xbf812ab4, 0x8048450, 0x8048440 
puts("hello, world!")                            = 14
puts("hello, world!\n")                          = 15
printf("hello, world! %d\n", 3)                  = 16
+++ exited (status 0) +++

接著我用 ltrace 執行 python (ltrace python -c ''), 結果 ltrace 狂噴訊息卻不會停......, 今日閒暇時間用盡這待那天有緣再來研究吧。

2010-02-25 更新

Scott 在留言裡提到也可以用 LD_PRELOAD  抽換動態載入的函式來達到同樣目的 (確認是否有呼叫 gethostbyaddr)。範例程式如下 (稍微修正 Scott 的範例讓它在我的機器能正常 compile):
$ printf '#include <stdio.h>\n#include <assert.h>\nvoid gethostbyaddr(void) { assert(0); }\n' > t.c
$ gcc -fPIC -shared t.c -o t.so
$ LD_PRELOAD=./t.so getent hosts 127.0.0.1
getent: t.c:3: gethostbyaddr: Assertion `0' failed.
Aborted
$ LD_PRELOAD=./t.so host 127.0.0.1
1.0.0.127.in-addr.arpa domain name pointer localhost.

上面的範例透過 LD_PRELOAD 讓程式改用自訂的 gethostbyaddr。如此一來, 抽換掉懷疑的函式再執行指令, 就知道是否有用到了。LD_PRELOAD 的詳細說明可參考 jserv 翻譯的 《Modifying a Dynamic Library Without Changing the Source Code / 在不更動原始程式碼的前提下,修改動態程式庫》

備註
  1. man man 可看到各 section 的含意, 摘錄如下:
    1 Executable programs or shell commands
    2 System calls (functions provided by the kernel)
    3 Library calls (functions within program libraries)
    4 Special files (usually found in /dev)
    5 File formats and conventions eg /etc/passwd
    6 Games
    7 Miscellaneous (including macro packages and conven-
    tions), e.g. man(7), groff(7)
    8 System administration commands (usually only for root)
    9 Kernel routines [Non standard]

    總共也才九節, 遊戲竟然自成一節......。

2012-01-30 更新

見 tag strace 下的新文章, 了解比較詳細的 strace 使用例子。

留言

  1. Please allow me to show you one more trick:

    [scottt@xpc65 ~]$ printf '#include \nvoid gethostbyaddr(void) { assert(0); }\n' > t.c

    [scottt@xpc65 ~]$ gcc -fPIC -shared t.c -o t.so

    [scottt@xpc65 ~]$ LD_PRELOAD=./t.so getent hosts 127.0.0.1
    getent: t.c:2: gethostbyaddr: Assertion `0' failed.
    Aborted (core dumped)

    [scottt@xpc65 ~]$ LD_PRELOAD=./t.so host 127.0.0.1
    1.0.0.127.in-addr.arpa domain name pointer localhost.scottt.


    Maybe update this blog post to explain this result?

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  2. Sure. I'll study the related stuff and update this post tonight. It seems like you use LD_PRELOAD to override the function. I originally thought that's easy to do in Python, but I didn't know that it's also an easy job in C.

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  3. LD_PRELOAD is not as general a mechanism as wrapping a function in Python so you should make sure to note its limitations as well.

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