运行 ltrace 时没有输出

Question

正如标题所说，ltrace 在我的系统上无法正常工作。 在大多数情况下它不会显示任何输出，例如

$ltrace ls
[usual ls output]
+++ exited (status 0) +++

$gcc hello.c
$ltrace ./a.out
Hello world!
+++ exited (status 0) +++

我正在使用最新的 ltrace 版本（来自包 0.7.3-5.1ubuntu4），我什至尝试从源代码重新编译，没有任何区别。 我正在使用 Ubuntu 16.10，内核 4.8.0-42-generic。 gcc 版本是6.2.0。

奇怪的是，从 Internet 下载的二进制文件似乎可以正常工作，正确显示库调用。

我错过了什么？有没有人能重现这个问题？

Answer 1

这可能与使用-z now 编译的二进制文件有关。我创建了一个快速测试程序（我使用的是 Ubuntu 16.04）：

int main() {
  write(0, "hello\n", 6);
  return 0;
}

如果我用gcc -O2 test.c -o test 编译它，那么 ltrace 可以工作：

$ ltrace ./test 
__libc_start_main(0x400430, 1, 0x7ffc12326528, 0x400550 <unfinished ...>
write(0, "hello\n", 6hello
)                                                              = 6
+++ exited (status 0) +++

但是，当我使用 gcc -O2 test.c -Wl,-z,relro -Wl,-z,now -o test2 编译时，它不会：

$ ltrace ./test2 
hello
+++ exited (status 0) +++

您可以使用 Ubuntu 上 pax-utils 软件包中的 scanelf 检查二进制文件是否像这样编译：

$ scanelf -a test*
 TYPE    PAX   PERM ENDIAN STK/REL/PTL TEXTREL RPATH BIND FILE 
ET_EXEC PeMRxS 0775 LE RW- R-- RW-    -      -   LAZY test 
ET_EXEC PeMRxS 0775 LE RW- R-- RW-    -      -   NOW test2

注意LAZY（ltrace 有效）与NOW（ltrace 无效）。

这里有更多讨论（但没有解决方案）：

https://bugzilla.redhat.com/show_bug.cgi?id=1333481

Answer 2

简短的回答是，ltrace 由于被跟踪的二进制文件的对象文件类型和与位置无关的可执行文件，其行为不符合预期。如果被跟踪的二进制文件具有ET_EXEC 对象文件类型并且没有与位置无关的可执行文件，那么ltrace 将能够拦截并记录动态库调用。

对于二进制的对象文件类型（ET_EXEC、ET_DYN 等），请参考ELF header（0x10 偏移量）。

为了验证这一点，我将使用与上一个答案相同的 test.c 程序：

#include <unistd.h>
int main() {
  write(0, "hello\n", 6);
  return 0;
}

我的系统照/etc/os-release：

NAME="Ubuntu"
VERSION="20.04.2 LTS (Focal Fossa)"

默认gcc -v（版本和配置）：

Using built-in specs.
COLLECT_GCC=gcc
COLLECT_LTO_WRAPPER=/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/9/lto-wrapper
OFFLOAD_TARGET_NAMES=nvptx-none:hsa
OFFLOAD_TARGET_DEFAULT=1
Target: x86_64-linux-gnu
Configured with: ../src/configure -v --with-pkgversion='Ubuntu 9.3.0-17ubuntu1~20.04' --with-bugurl=file:///usr/share/doc/gcc-9/README.Bugs --enable-languages=c,ada,c++,go,brig,d,fortran,objc,obj-c++,gm2 --prefix=/usr --with-gcc-major-version-only --program-suffix=-9 --program-prefix=x86_64-linux-gnu- --enable-shared --enable-linker-build-id --libexecdir=/usr/lib --without-included-gettext --enable-threads=posix --libdir=/usr/lib --enable-nls --enable-clocale=gnu --enable-libstdcxx-debug --enable-libstdcxx-time=yes --with-default-libstdcxx-abi=new --enable-gnu-unique-object --disable-vtable-verify --enable-plugin --enable-default-pie --with-system-zlib --with-target-system-zlib=auto --enable-objc-gc=auto --enable-multiarch --disable-werror --with-arch-32=i686 --with-abi=m64 --with-multilib-list=m32,m64,mx32 --enable-multilib --with-tune=generic --enable-offload-targets=nvptx-none=/build/gcc-9-HskZEa/gcc-9-9.3.0/debian/tmp-nvptx/usr,hsa --without-cuda-driver --enable-checking=release --build=x86_64-linux-gnu --host=x86_64-linux-gnu --target=x86_64-linux-gnu
Thread model: posix
gcc version 9.3.0 (Ubuntu 9.3.0-17ubuntu1~20.04)

现在用gcc test.c -o test编译，我们有：

$ ltrace ./test
hello
+++ exited (status 0) +++

使用readelf -h ./test | grep Type检查二进制文件的对象文件类型：

  Type:                              DYN (Shared object file)

使用hardening-check ./test | grep Position检查与位置无关的可执行文件：

 Position Independent Executable: yes

但是使用gcc -no-pie test.c -o test 编译，我们有：

$ ltrace ./test
write(0, "hello\n", 6hello
)                                                            = 6
+++ exited (status 0) +++

使用readelf -h ./test | grep Type检查二进制文件的对象文件类型：

  Type:                              EXEC (Executable file)

使用hardening-check ./test | grep Position检查与位置无关的可执行文件：

 Position Independent Executable: no, normal executable!

希望这有助于澄清ltrace 的行为及其与被跟踪二进制文件的对象文件类型和位置无关可执行文件的关系。