タグ: Linux

http://0xcc.net/blog/archives/000103.html
より。

ltrace [ {オプション} ] {実行するプログラム} [ {引数..} ]

のようにすると、任意のプログラムを動的にブレークポイントを挿入して実行し、共有ライブラリとシステムコールの呼び出しをトレースすることができます。
簡単にいうと GDB より高級なデバッガのような感じです。
 
Linux の場合は標準でインストールされることが多そうですが、yum や apt-get を使う場合は

yum install ltrace

または

apt-get install ltrace

でインストールできます。
また FreeBSD の場合も ports に含まれているため、

portinstall sysutils/ltrace

とすることでインストールできます。
 
利用例:
ls / を実行しライブラリ関数をトレースし、log.txt にトレース結果を出力する(-o)。

$ ltrace -o log.txt ls / # プログラムの実行とトレース
bin dev home lib media mnt proc sbin tmp var
boot etc initrd lost+found misc opt root sys usr
$ cat log.txt # トレース結果参照
_start(0xbff1abd4, 0xbff1abd7, 0, 0xbff1abd9, 0xbff1abf0 <unfinished …>
__libc_start_main(0x804ea41, 2, 0xbfe34df4, 0x8056f58, 0x8056fac <unfinished …
setlocale(6, “”) = “en_US”
bindtextdomain(“coreutils”, “/usr/share/locale”) = “/usr/share/locale”
textdomain(“coreutils”) = “coreutils”
__cxa_atexit(0x8053701, 0, 0, 0x805b570, 0xbfe34d68) = 0
is_selinux_enabled(0x8053701, 0xd1bbe4, 0x32206e75, 0x34312036, 0x3a30333a) = 0
isatty(1) = 1
# 以下略

利用例2:
ライブラリのトレースだけでなくシステムコールもトレース(-S)し、
関数呼び出しの関係を階層構造で出力する(-n {number})。

$ ltrace -o log2.txt -S -n 2 ls /
# 略

$ cat log2.txt
SYS_uname(0xbfe4106c) = 0

SYS_brk(NULL) = 0x99ca000
SYS_access(0xbffdc1, 4, 0xc03fd4, 0xbffdc1, 4) = -2
SYS_open(“/etc/ld.so.cache”, 0, 00) = 3
# 中略
SYS_munmap(0xb7f92000, 4096) = 0
_start(0xbff20bd4, 0xbff20bd7, 0, 0xbff20bd9, 0xbff20bf0 <unfinished …>
    __libc_start_main(0x804ea41, 2, 0xbfe412c4, 0x8056f58, 0x8056fac <unfinished
 …>
        setlocale(6, “” <unfinished …>
            SYS_open(“/usr/lib/locale/locale-archive”, 32768, 01540) = 3
            SYS_fstat64(3, 0xd301a0, 0xd2eff4, 0xd301a0, 0xd0fc60) = 0
            SYS_mmap2(0, 0x200000, 1, 2, 3) = 0xb7d82000
            SYS_mmap2(0, 204800, 1, 2, 3) = 0xb7d50000
            SYS_mmap2(0, 4096, 1, 2, 3) = 0xb7d4f000
            SYS_close(3) = 0
        <... setlocale resumed> ) = “en_US”
# 以下略

利用例3: プログラムの経過時間を一緒に出力する(パフォーマンスチューニング用途など)

$ ltrace -tt -o log.txt ls / # マイクロ秒単位
19:56:53.267749 SYS_uname(0xbff417dc) = 0
19:56:53.267865 SYS_brk(NULL) = 0x9e12000
19:56:53.267917 SYS_access(0xbffdc1, 4, 0xc03fd4, 0xbffdc1, 4) = -2
# 以下略

-t にすると 19:56:53 のように秒単位、-tt にすると例のようにマイクロ秒単位、 -ttt にすると マイクロ秒単位で 1201517930.289331 のような UNIX タイムスタンプ形式になります。

Linux では複数の共有ライブラリ(*.so)に同じ関数が定義されている場合、重複する関数については先に読み込まれた共有ライブラリが利用され、その他のライブラリで定義される重複シンボルについては無視されます。
 
共有ライブラリのロード順序は ld でのリンク順になります。
また、既存の実行可能ファイルのロード順序を調べるには ldd を使います。

$ gcc src.c -o foo -lc -lm # libc.so, libm.so の順にロード
$ ldd foo # foo では libc.so が優先されていることを確認
        libc.so.6 => /lib/tls/libc.so.6 (0x00c07000)
        libm.so.6 => /lib/tls/libm.so.6 (0x00d35000)
        /lib/ld-linux.so.2 (0x00bed000)
$ gcc src.c -o bar -lm -lc # 同じソースに対してリンク順序を入れ替えて bar 作成。
$ ldd bar # bar では libm.so が優先されていることを確認
        libm.so.6 => /lib/tls/libm.so.6 (0x00d35000)
        libc.so.6 => /lib/tls/libc.so.6 (0x00c07000)
        /lib/ld-linux.so.2 (0x00bed000)

 
今回の本題、どうやって共有ライブラリを優先するかを実行時に決めるか？ですが、
LD_PRELOAD を使うことでコンパイル時のロード順を入れ替えることができます。
 

>

$ # LD_PRELOAD に /lib/tls/libc.so.6 (libc.so へのパス)を指定
$ LD_PRELOAD=/lib/tls/libc.so.6
$ ldd bar # 優先順位が変わっていることを確認
        /lib/tls/libc.so.6 (0x00c07000)
libm.so.6 => /lib/tls/libm.so.6 (0x00d35000)
        /lib/ld-linux.so.2 (0x00bed000)

ちなみに、LD_PRELOAD を設定すると、(setuid/setgid されたプログラムなど)一部を除くほとんどのプログラムで任意のライブラリを事前ロードできます。
これを利用すると任意のプログラムのライブラリ定義関数を置き換えることが可能です(参考:hook_tcp.so)。
 
参考:
– 共有ライブラリの作成(HP テクニカルドキュメント)
 
– hook_tcp.so(チームチドリ)

What is hook_tcp.so:
LD_PRELOADを利用して、プログラム中で実行される connect()の接続先をsyslogへ記録するプログラムです。

とのことで、libc.so の CONNECT(2) を hook して動作します。
 
– 4.17. LIDS を使う時は、LD_PRELOAD 環境変数に注意した方がいいですか？(LIDS FAQ)