strace常用命令学习

Posted 2020-08-01

       strace是一个非常简单的工具，它可以跟踪系统调用的执行。它常用来跟踪进程执行时的系统调用和所接受的信号。在调试的时候，strace能帮助我们追踪到一个程序所执行的而系统调用。当我们想知道程序和操作系统如何交互的时候，这时极其方便的，比如我们想知道执行了哪些系统调用，并且以何种顺序执行。我们知道，在linux中，进程不能直接访问硬件设备，当进程需要直接访问硬件设备（比如读取磁盘文件，接受网络数据时），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。strance可以追踪到一个进程产生的系统调用，包括参数，返回值，执行消耗的时间等等。

       同时，strance是一个集诊断，调试，统计于一体的工具。我们可以使用strance对应用的的系统调用和信号传递的跟踪结果来对应用进行分析，以达到解决问题或者是了解应用工作过程的目的。

我们先来看看strace的命令都有哪些：

                                   

接下来我们通过一个打印“hello world”小程序来练习上面一些常用的选项：

      

       从上面我们可以看到，当我们用strace执行test时，系统首先调用execv函数开始一个新的进程，接着进行一些环境初始化的一些操作，然后再调用write函数将“hello world”输出到屏幕上，最后调用exit_group退出，就这样完成整个程序的执行过程。

用-s参数实现截断输出：

     -s参数用来指定trace的结果的每一行的输出长度，同样还是上面的程序，我们看看加了-s参数后的变化：

          

       从上面的结果我们可以看到，本来我们是要输出“hello world”的，当我们加上-s 选项之后，输出了“hell”，实现了截断。

我们再来看看strace的跟踪信号传递功能:

      我们这里还用上面的test程序，来观察进程接受信号的情况。我们先strace ./test，然后打开另外一个窗口，输入如下的命令 killall test，这时我们会看到程序退出了，结果如下：

     

     上面的现象可以体现出来用strace可以跟踪进程执行时所接受的信号。

用-c参数还能将进程所有的系统调用做一个统计分析，如下的现象：

     

     从上图我们可以很清楚的知道我们执行一个进程时，调用了哪些系统函数，调用的次数，消耗的时间等信息，这对我们分析一个程序来说是非常有用的。

用-o选项实现重定向输出：参数-o用于将strace的输出重定向到文件中，如果不指定-o的话，默认的输出是stderr，格式是 -o filename，和使用2 > filename是一样的。我们来看看：

   

       用-T选项可以打印出每个系统调用所花费的时间，也就是每行最右边的尖括号里面（我在图中用红颜色的框画出来的）。这是一个很有用的功能，strace会将系统调用每次的时间记录下来，我们可以使用-t/tt/ttt看到，比如下面：

     

      我们来说一下这三个参数的区别：-t 输出结果精确到秒，-tt输出结果精确到微秒，-ttt精确到微秒，而且时间表示为unix时间戳。

用-p追踪一个现有的进程，用法是 strace -p pid，我们看如下例子：

    

      我们的程度是先获得进程的id，并输出“hello world”，然后sleep 30秒，在这期间，我们用strace追踪该进程，输出上图的信息，30秒后，进程结束，死奥用seit_group函数。

用-e选项来进行特定的系统调用（例如open，write）等：

       

      如上，我们我规定查看open的系统调用，并输出了相应的信息。

用-r参数展示系统调用之间的相对时间戳：

     

 

    其他选项的例子就不一一例举了，以上几个选项时比较常用的。