为何附加到进程时strace认为某内存未初始化？

嘿，这个问题我之前也碰到过类似的，其实不是你程序的问题，是strace附加到运行中进程时的初始化特性导致的！

先看你给出的关键输出对比，一目了然：

直接启动跟踪的正常输出 #

# strace -x -s 10 -e trace=recvfrom ./test
recvfrom(3, "\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00"..., 32, 0, {sa_family=AF_INET, sin_port=htons(42134), sin_addr=inet_addr("127.0.0.1")}, [16]) = 32
recvfrom(3, "\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00"..., 32, 0, {sa_family=AF_INET, sin_port=htons(49442), sin_addr=inet_addr("127.0.0.1")}, [16]) = 32

附加到运行中进程的异常输出 #

# ./test &
# strace -x -s 10 -e trace=recvfrom -p $!
strace: Process 18916 attached
recvfrom(3, "\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00"..., 32, 0, {sa_family=AF_INET, sin_port=htons(50906), sin_addr=inet_addr("127.0.0.1")}, [1999040176->16]) = 32
recvfrom(3, "\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00"..., 32, 0, {sa_family=AF_INET, sin_port=htons(52956), sin_addr=inet_addr("127.0.0.1")}, [16]) = 32

现象背后的原因 #

你看到的两种情况核心差异在于strace开始跟踪进程的时机：

• 直接用strace ./test启动程序：strace从进程创建的第一步就全程跟踪，它能在每个recvfrom进入内核前，准确读取到.data段里初始化好的addrlen值（也就是16）。而且因为你用的是AF_INET地址，长度正好是16，内核返回后不会修改这个值，所以每次都显示[16]。
• 附加到已经在运行的进程：strace是中途插进来的，它需要先暂停进程，然后初始化自身对目标进程内存、寄存器的访问环境。第一次捕获到recvfrom的时候，这个初始化还没完全搞定，导致它在进入内核前读取addrlen时拿到了一段无效的垃圾值（就是你看到的那个大数字）。等内核完成调用返回后，strace的初始化已经完成，就能正常读取到正确的16了，所以后续调用都显示[16]。

为什么第一次读取会出问题？ #

strace是靠ptrace系统调用接管目标进程的：当你附加到运行中进程时，strace先给进程发信号让它暂停，然后才开始设置自己的跟踪环境（包括建立对目标进程用户空间内存的访问通道）。第一次拦截到系统调用时，这个环境还没完全准备好，所以读出来的是垃圾数据。而之后的调用，环境已经就绪，读取就正常了。

你的MIPS程序完全没问题 #

看你写的汇编代码，逻辑非常清晰：

.section .text
.global __start
__start:
# socket
li $v0,4183
li $a0,2
li $a1,1
li $a2,0
syscall
sw $v0,sockfd
# bind
li $v0,4169
lw $a0,sockfd
la $a1,sockaddr_b
li $a2,16
syscall
loop:
# recvfrom
li $v0,4176
lw $a0,sockfd
la $a1,buffer
li $a2,32
li $a3,0
la $t0,sockaddr_a
sw $t0,16($sp)
la $t0,addrlen
sw $t0,20($sp)
syscall
j loop
.section .bss
sockaddr_a: .space 16
buffer: .space 32
sockfd: .space 4
.section .data
addrlen: .int 16
.section .rodata
sockaddr_b: .hword 2,1234,0,0

你每次循环都会把.data段中静态初始化的addrlen变量地址传到栈上作为recvfrom的参数，这个变量的值从始至终都是16（因为AF_INET地址长度匹配，内核不会修改它），程序本身没有任何内存未初始化的问题。

哪怕你反复分离再附加，每次第一次的recvfrom都会出现这个现象——这纯粹是strace的初始化小特性，不是程序bug。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者forest