初步了解Linux strace 命令和跟踪进程产生的系统调用

喜欢ヅ旅行 2022-11-19 11:25 212阅读 0赞

**strace**

strace常用来跟踪进程执行时的系统调用和所接收的信号。 在Linux世界，进程不能直接访问硬件设备，当进程需要访问硬件设备(比如读取磁盘文件，接收网络数据等等)时，必须由用户态模式切换至内核态模式，通 过系统调用访问硬件设备。strace可以跟踪到一个进程产生的系统调用,包括参数，返回值，执行消耗的时间。

样例输出如下，  
root@ubuntu:/usr\# strace cat /dev/null   
execve("/bin/cat", \["cat", "/dev/null"\], \[/\* 22 vars \*/\]) = 0  
brk(0)                                  = 0xab1000  
access("/etc/ld.so.nohwcap", F\_OK)      = -1 ENOENT (No such file or directory)  
mmap(NULL, 8192, PROT\_READ|PROT\_WRITE, MAP\_PRIVATE|MAP\_ANONYMOUS, -1, 0) = 0x7f29379a7000  
access("/etc/ld.so.preload", R\_OK)      = -1 ENOENT (No such file or directory)  
...  
brk(0) = 0xab1000  
brk(0xad2000) = 0xad2000  
fstat(1, \{st\_mode=S\_IFCHR|0620, st\_rdev=makedev(136, 0), ...\}) = 0  
open("/dev/null", O\_RDONLY) = 3  
fstat(3, \{st\_mode=S\_IFCHR|0666, st\_rdev=makedev(1, 3), ...\}) = 0  
read(3, "", 32768) = 0  
close(3) = 0  
close(1) = 0  
close(2) = 0  
exit\_group(0) = ?  
    每一行都是一条系统调用，等号左边是系统调用的函数名及其参数，右边是该调用的返回值；  
    strace 显示这些调用的参数并返回符号形式的值。strace 从内核接收信息，而且不需要以任何特殊的方式来构建内核。

**strace参数**

\-c 统计每一系统调用的所执行的时间,次数和出错的次数等.   
\-d 输出strace关于标准错误的调试信息.   
\-f 跟踪由fork调用所产生的子进程.   
\-ff 如果提供-o filename,则所有进程的跟踪结果输出到相应的filename.pid中,pid是各进程的进程号.   
\-F 尝试跟踪vfork调用.在-f时,vfork不被跟踪.   
\-h 输出简要的帮助信息.   
\-i 输出系统调用的入口指针.   
\-q 禁止输出关于脱离的消息.   
\-r 打印出相对时间关于,,每一个系统调用.   
\-t 在输出中的每一行前加上时间信息.   
\-tt 在输出中的每一行前加上时间信息,微秒级.   
\-ttt 微秒级输出,以秒了表示时间.   
\-T 显示每一调用所耗的时间.   
\-v 输出所有的系统调用.一些调用关于环境变量,状态,输入输出等调用由于使用频繁,默认不输出.   
\-V 输出strace的版本信息.   
\-x 以十六进制形式输出非标准字符串   
\-xx 所有字符串以十六进制形式输出.   
\-a column   
设置返回值的输出位置.默认 为40.   
\-e expr   
指定一个表达式,用来控制如何跟踪.格式如下:   
\[qualifier=\]\[!\]value1\[,value2\]...   
qualifier只能是 trace,abbrev,verbose,raw,signal,read,write其中之一.value是用来限定的符号或数字.默认的 qualifier是 trace.感叹号是否定符号.例如:   
\-eopen等价于 -e trace=open,表示只跟踪open调用.而-etrace!=open表示跟踪除了open以外的其他调用.有两个特殊的符号 all 和 none.   
注意有些shell使用!来执行历史记录里的命令,所以要使用\\\\.   
\-e trace=set   
只跟踪指定的系统 调用.例如:-e trace=open,close,rean,write表示只跟踪这四个系统调用.默认的为set=all.   
\-e trace=file   
只跟踪有关文件操作的系统调用.   
\-e trace=process   
只跟踪有关进程控制的系统调用.   
\-e trace=network   
跟踪与网络有关的所有系统调用.   
\-e strace=signal   
跟踪所有与系统信号有关的 系统调用   
\-e trace=ipc   
跟踪所有与进程通讯有关的系统调用   
\-e abbrev=set   
设定 strace输出的系统调用的结果集.-v 等与 abbrev=none.默认为abbrev=all.   
\-e raw=set   
将指 定的系统调用的参数以十六进制显示.   
\-e signal=set   
指定跟踪的系统信号.默认为all.如 signal=!SIGIO(或者signal=!io),表示不跟踪SIGIO信号.   
\-e read=set   
输出从指定文件中读出 的数据.例如:   
\-e read=3,5   
\-e write=set   
输出写入到指定文件中的数据.   
\-o filename   
将strace的输出写入文件filename   
\-p pid   
跟踪指定的进程pid.   
\-s strsize   
指定输出的字符串的最大长度.默认为32.文件名一直全部输出.   
\-u username   
以username 的UID和GID执行被跟踪的命令

下面先在cygwin仿真环境操作看一下基本情况；

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2JjYm9ibzIxY24_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

先跟踪test1程序；输出很多；显示不完；

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2JjYm9ibzIxY24_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

把strace输出到一个文件看一下；

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2JjYm9ibzIxY24_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][]

产生的文件；

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2JjYm9ibzIxY24_size_16_color_FFFFFF_t_70 3][]

我还不了解Linux是否有这些系统调用，  
open\_shared，heap\_init，user\_info，dll\_crt0\_0，wait\_sig，mount\_info，...；  
    有时间再细看；也许仿真环境和真实操作系统输出有所不同；

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2JjYm9ibzIxY24_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20221119/83e41b8e797849f197bd96f433d1ee7f.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2JjYm9ibzIxY24_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20221119/95899b5ee56541b9873e41657a4f9816.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2JjYm9ibzIxY24_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: /images/20221119/908c8f5e82c3496eb1b90088685b54b2.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2JjYm9ibzIxY24_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]: /images/20221119/e03b40f3f11f4e4a8cba4229a9a40a6b.png