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Strace outil de dépannage Linux / debugging

lundi 6 janvier 2020, par Nadir Soualem

appel call strace system système troubleshoot

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strace est un utilitaire permettant de tracer/suivre les appels systèmes. Comment utiliser strace pour debugguer des applications ou des exécutables ?

strace est un utilitaire permettant de tracer/suivre les appels systèmes.
Les appels systèmes sont les interfaces fondamentales entre les applications et le noyau.
Généralement, ils ne sont pas appelés directement, mais via des wrappers de la glibc.
Par exemples : fstat, mmap, open, close

open("/usr/lib/locale/fr_FR.utf8/LC_MONETARY", O_RDONLY) = 3

fstat(3, {st_mode=S_IFREG|0644, st_size=290, ...}) = 0

mmap(NULL, 290, PROT_READ, MAP_PRIVATE, 3, 0) = 0x7f841bde9000

close(3)

En utilisant strace, on peut intercepter ces appels systèmes pour un processus ou une commande donnée.
strace est donc un outil puissant de dépannage pour tous les administrateurs et utilisateurs unix/linux.

Strace utilisation basique

strace commande

root@kali:~# strace ifconfig eth0

execve("/sbin/ifconfig", ["ifconfig", "eth0"], [/* 34 vars */]) = 0

brk(0) = 0x1b0f000

...

write(1, " inet adr:192.168.1.14 "..., 75

inet adr:192.168.1.14 Bcast:192.168.1.255 Masque:255.255.255.0

) = 75

open("/proc/net/if_inet6", O_RDONLY) = 6

...

close(5) = 0

exit_group(0)

Appels systèmes dans un fichier

Si vous voulez enregistrer la sortie strace dans un fichier, utilisez :
strace -o filename commande

Par exemple :

root@kali:~# strace -o strace.txt ifconfig eth0

eth0

Link encap:Ethernet  HWaddr 00:0c:29:b9:0e:c0  

inet adr:192.168.1.14  Bcast:192.168.1.255  Masque:255.255.255.0

adr inet6: 2a01:e35:2f20:ed90:20c:29ff:feb9:ec0/64 Scope:Global

adr inet6: fe80::20c:29ff:feb9:ec0/64 Scope:Lien

UP BROADCAST RUNNING MULTICAST  MTU:1500  Metric:1

RX packets:17876 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0

TX packets:10953 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0

collisions:0 lg file transmission:1000 

RX bytes:18635399 (17.7 MiB)  TX bytes:980986 (957.9 KiB)



root@kali:~# head -n 2 strace.txt 

execve("/sbin/ifconfig", ["ifconfig", "eth0"], [/* 34 vars */]) = 0

brk(0)                                  = 0x1437000

Rapport/sommaire d’appels systèmes

strace -c command permet de faire un rapport des appels systèmes. Par exemple :

root@kali:~# strace -c ifconfig eth0

eth0      Link encap:Ethernet  HWaddr 00:0c:29:b9:0e:c0  

          inet adr:192.168.1.14  Bcast:192.168.1.255  Masque:255.255.255.0

          adr inet6: 2a01:e35:2f20:ed90:20c:29ff:feb9:ec0/64 Scope:Global

          adr inet6: fe80::20c:29ff:feb9:ec0/64 Scope:Lien

          UP BROADCAST RUNNING MULTICAST  MTU:1500  Metric:1

          RX packets:17294 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0

          TX packets:10524 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0

          collisions:0 lg file transmission:1000 

          RX bytes:18290334 (17.4 MiB)  TX bytes:924666 (902.9 KiB)



% time     seconds  usecs/call     calls    errors syscall

------ ----------- ----------- --------- --------- ----------------

100.00    0.040000        2857        14        11 access

  0.00    0.000000           0         8           read

  0.00    0.000000           0        10           write

  0.00    0.000000           0        35        14 open

  0.00    0.000000           0        22           close

  0.00    0.000000           0        22           fstat

  0.00    0.000000           0        28           mmap

  0.00    0.000000           0         6           mprotect

  0.00    0.000000           0         4           munmap

  0.00    0.000000           0         3           brk

  0.00    0.000000           0        11           ioctl

  0.00    0.000000           0         3           socket

  0.00    0.000000           0         1           execve

  0.00    0.000000           0         1           uname

  0.00    0.000000           0         1           arch_prctl

------ ----------- ----------- --------- --------- ----------------

100.00    0.040000                   169        25 total

Ici, l’appel système open génère 14 erreurs. Comment tracer spécifiquement ces appels systèmes ?

Tracer un appel système spécifique

On utilise l’option -e de strace :

root@kali:~# strace -e open ifconfig eth0

open("/etc/ld.so.cache", O_RDONLY)      = 3

open("/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6", O_RDONLY) = 3

open("/usr/lib/locale/locale-archive", O_RDONLY) = -1 ENOENT (No such file or directory)



...



open("/usr/lib/x86_64-linux-gnu/gconv/ISO8859-1.so", O_RDONLY) = 6

eth0      Link encap:Ethernet  HWaddr 00:0c:29:b9:0e:c0  

          inet adr:192.168.1.14  Bcast:192.168.1.255  Masque:255.255.255.0

open("/proc/net/if_inet6", O_RDONLY)    = 6

          adr inet6: 2a01:e35:2f20:ed90:20c:29ff:feb9:ec0/64 Scope:Global

          adr inet6: fe80::20c:29ff:feb9:ec0/64 Scope:Lien

          UP BROADCAST RUNNING MULTICAST  MTU:1500  Metric:1

          RX packets:17783 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0

          TX packets:10915 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0

          collisions:0 lg file transmission:1000 

          RX bytes:18626514 (17.7 MiB)  TX bytes:978630 (955.6 KiB)

On voit clairement que ifconfig essaye d’ouvrir des fichiers absents. Combien ?

root@kali:~# strace -e open ifconfig eth0 2>&1 | grep "No such file or directory" | wc -l

14

Exactement 14 !!! comme l’indiquait le rapport d’appels systèmes.

Tracer plusieurs appels systèmes spécifiques

On peut utiliser l’option -e trace=function1,function2, ...
Par exemple pour tracer les appels systèmes mprotect ou brk :

root@kali:~# strace -e trace=mprotect,brk ifconfig eth0

brk(0)                                  = 0x1c1f000

mprotect(0x7f400429c000, 2097152, PROT_NONE) = 0

mprotect(0x7f400449c000, 16384, PROT_READ) = 0

mprotect(0x60f000, 4096, PROT_READ)     = 0

mprotect(0x7f40046c5000, 4096, PROT_READ) = 0

brk(0)                                  = 0x1c1f000

brk(0x1c40000)                          = 0x1c40000

mprotect(0x7f4003f1b000, 2093056, PROT_NONE) = 0

mprotect(0x7f400411a000, 4096, PROT_READ) = 0

eth0      Link encap:Ethernet  HWaddr 00:0c:29:b9:0e:c0  

          inet adr:192.168.1.14  Bcast:192.168.1.255  Masque:255.255.255.0

          adr inet6: 2a01:e35:2f20:ed90:20c:29ff:feb9:ec0/64 Scope:Global

          adr inet6: fe80::20c:29ff:feb9:ec0/64 Scope:Lien

          UP BROADCAST RUNNING MULTICAST  MTU:1500  Metric:1

          RX packets:17822 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0

          TX packets:10932 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0

          collisions:0 lg file transmission:1000 

          RX bytes:18630337 (17.7 MiB)  TX bytes:979684 (956.7 KiB)

Tracer une catégorie spécifique d’appels systèmes

-e trace=file
On peut penser qu’il s’agit là d’une abréviation de -e trace=open,stat,chmod,unlink,...En outre, utiliser cette
abréviation permet de s’assurer que l’on n’omet pas d’inclure les appels lstat

-e trace=process
Trace tous les appels systèmes liés à la gestion des processus. C’est particulièrement utile pour suivre les étapes fork, wait et exec d’un process.

-e trace=network
Trace tous les appels systèmes de type réseau.

-e trace=signal
Trace tous les appels systèmes de type signal.

-e trace=ipc
Trace tous les appels systèmes IPC.

-e trace=desc
Trace tous les appels systèmes liés aux descripteurs.

Par exemple pour tracer les appels spécifiques au réseau (network) :

root@kali:~# strace -e trace=network ifconfig eth0

socket(PF_FILE, SOCK_DGRAM, 0)          = 3

socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_IP) = 4

socket(PF_INET6, SOCK_DGRAM, IPPROTO_IP) = 5

eth0      Link encap:Ethernet  HWaddr 00:0c:29:b9:0e:c0  

          inet adr:192.168.1.14  Bcast:192.168.1.255  Masque:255.255.255.0

          adr inet6: 2a01:e35:2f20:ed90:20c:29ff:feb9:ec0/64 Scope:Global

          adr inet6: fe80::20c:29ff:feb9:ec0/64 Scope:Lien

          UP BROADCAST RUNNING MULTICAST  MTU:1500  Metric:1

          RX packets:17836 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0

          TX packets:10940 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0

          collisions:0 lg file transmission:1000 

          RX bytes:18631824 (17.7 MiB)  TX bytes:980182 (957.2 KiB)

Récupérer les horodatages/timestamps et les temps d’appels sytèmes

Il peut àªtre utile de récupérer les temps d’appels systèmes et leur timestamp :

strace -r Timestamp relatif - temps passé pour un appel système
strace -t Préfixer chaque ligne par la date du jour
strace -tt Préfixer chaque ligne par la date du jour à la microseconde près
strace -ttt Préfixer chaque ligne par la date du jour à la microseconde près depuis le 1er janvier 1970 (The Epoch)

root@kali:~# strace -r -o strace_r.txt ifconfig eth0 > /dev/null

root@kali:~# strace -t -o strace_t.txt ifconfig eth0 > /dev/null

root@kali:~# strace -tt -o strace_tt.txt ifconfig eth0 > /dev/null

root@kali:~# strace -ttt -o strace_ttt.txt ifconfig eth0 > /dev/null

root@kali:~# ls -rt strace_*

strace_r.txt  strace_t.txt  strace_tt.txt  strace_ttt.txt

root@kali:~# head -n 2 strace_*

==> strace_r.txt <==

     0.000000 execve("/sbin/ifconfig", ["ifconfig", "eth0"], [/* 34 vars */]) = 0

     0.000192 brk(0)                    = 0x75a000



==> strace_ttt.txt <==

1399201553.405215 execve("/sbin/ifconfig", ["ifconfig", "eth0"], [/* 34 vars */]) = 0

1399201553.405410 brk(0)                = 0x159d000



==> strace_tt.txt <==

07:05:50.173343 execve("/sbin/ifconfig", ["ifconfig", "eth0"], [/* 34 vars */]) = 0

07:05:50.173648 brk(0)                  = 0x1398000



==> strace_t.txt <==

07:05:41 execve("/sbin/ifconfig", ["ifconfig", "eth0"], [/* 34 vars */]) = 0

07:05:41 brk(0)

Que faire lorsqu’un processus fork

Vous pouvez suivre les appels systèmes, si un processus fork en utilisant l’option -f

root@kali:~# strace -f -o strace_acroread.txt acroread > /dev/null

Attacher à un processus existant

Pour attacher strace à un processus existant :
strace -p PID

Par exemple :

root@kali:~# pidof sshd

6177

root@kali:~# strace -p 6177

Process 6177 attached - interrupt to quit

select(7, [3 4], NULL, NULL, NULL

Essayons maintenant de nous connecter sur le serveur kali (IP:192.168.1.14) :

root@station:~# ssh kali

Maintenant on a quelque chose du type :

root@kali:~# strace -p 6177

Process 6177 attached - interrupt to quit

select(7, [3 4], NULL, NULL, NULL)      = 1 (in [3])

accept(3, {sa_family=AF_INET, sin_port=htons(45468), sin_addr=inet_addr("192.168.1.23")}, [16]) = 5

fcntl(5, F_GETFL)                       = 0x2 (flags O_RDWR)

pipe([6, 7])                            = 0

socketpair(PF_FILE, SOCK_STREAM, 0, [8, 9]) = 0

clone(child_stack=0, flags=CLONE_CHILD_CLEARTID|CLONE_CHILD_SETTID|SIGCHLD, child_tidptr=0x7f22b8b91a90) = 12420

close(7)                                = 0

write(8, "\0\0\2\263\0", 5)             = 5

write(8, "\0\0\2\252\n\n\n\nPort 22\n\n\n\nProtocol 2\n\nH"..., 690) = 690

close(8)                                = 0

close(9)                                = 0

close(5)                                = 0

select(7, [3 4 6], NULL, NULL, NULL)    = 1 (in [6])

close(6)                                = 0

select(7, [3 4], NULL, NULL, NULL

Une pair de sockets connectés est créé socketpair(...) avec pour addresse distante 192.168.1.23:45468

En outre, on voit clairement que la connection est établie :

root@kali:~# netstat -at | grep -F '192.168.1.23'

tcp        0      0 192.168.1.14:ssh        192.168.1.23:45468      ESTABLISHED

J’espère avoir pu vous aider !!! Strace est un outil très puissant, ne pas oublier man strace !!!

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