Quartz 4

strace

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strace命令是一个集诊断、调试、统计与一体的工具，可以用来监控用户进程和内核的交互，比如对应用程序的系统调用、信号传递与进程状态变更等进行跟踪与分析。

命令解析

常见命令

  • [-o file]：将strace的输出写入指定的文件。

  • [-s strsize]：将打印字符串的长度限制为strsize个字符（默认值为32）。

  • -d：输出strace关于标准错误的调试信息。

  • -r：打印出相对时间关于每一个系统调用。

  • -f：跟踪由fork()调用所产生的子进程。

  • -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）。

  • -T：打印在每个系统调用中花费的时间。

  • -r：打印相对时间戳。

  • -x：以十六进制打印非ascii字符串。

  • -xx：以十六进制打印所有字符串。

  • -y：打印与文件描述符参数关联的路径。

  • -yy：打印与套接字文件描述符关联的协议特定信息。

命令统计

  • -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。

  • -C：像-c一样，也可以打印常规输出。

  • -w：汇总系统调用延迟（默认为系统时间）

  • [-O overhead]：设置将系统调用跟踪到OVERUSE的开销

  • [-S sortby]：按以下顺序对系统调用计数：时间，调用，名称等

命令过滤

  • [-e expr]…：指定一个表达式，用来控制如何跟踪。格式如下： [qualifier=][!]value1[,value2]... 。

描述说明： 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: -e open 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，还有两个特殊的符号 all 和 none ，它们分别代表所有选项与没有选项。

  • -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 raw=set 将指定的系统调用的参数以十六进制显示。

  • -e signal=se t 指定跟踪的系统信号。默认为all（所有信号）。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。

  • -e write=set 输出写入到指定文件中的数据。

eg

打印Hello World

#include <stdio.h>
int main() {
    printf(".");
    return 0;
}
strace ./a.out
execve("./a.out", ["./a.out"], 0x7ffc0b5355e0 /* 72 vars */) = 0
brk(NULL)                               = 0x5865db828000
access("/etc/ld.so.preload", R_OK)      = -1 ENOENT (没有那个文件或目录)
openat(AT_FDCWD, "/etc/ld.so.cache", O_RDONLY|O_CLOEXEC) = 3
fstat(3, {st_mode=S_IFREG|0644, st_size=199691, ...}) = 0
mmap(NULL, 199691, PROT_READ, MAP_PRIVATE, 3, 0) = 0x7da562d32000
close(3)                                = 0
openat(AT_FDCWD, "/usr/lib/libc.so.6", O_RDONLY|O_CLOEXEC) = 3
read(3, "\177ELF\2\1\1\3\0\0\0\0\0\0\0\0\3\0>\0\1\0\0\0`^\2\0\0\0\0\0"..., 832) = 832
pread64(3, "\6\0\0\0\4\0\0\0@\0\0\0\0\0\0\0@\0\0\0\0\0\0\0@\0\0\0\0\0\0\0"..., 784, 64) = 784
fstat(3, {st_mode=S_IFREG|0755, st_size=1989944, ...}) = 0
mmap(NULL, 8192, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS, -1, 0) = 0x7da562d30000
pread64(3, "\6\0\0\0\4\0\0\0@\0\0\0\0\0\0\0@\0\0\0\0\0\0\0@\0\0\0\0\0\0\0"..., 784, 64) = 784
mmap(NULL, 2014064, PROT_READ, MAP_PRIVATE|MAP_DENYWRITE, 3, 0) = 0x7da562b44000
mmap(0x7da562b68000, 1490944, PROT_READ|PROT_EXEC, MAP_PRIVATE|MAP_FIXED|MAP_DENYWRITE, 3, 0x24000) = 0x7da562b68000
mmap(0x7da562cd4000, 319488, PROT_READ, MAP_PRIVATE|MAP_FIXED|MAP_DENYWRITE, 3, 0x190000) = 0x7da562cd4000
mmap(0x7da562d22000, 24576, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_FIXED|MAP_DENYWRITE, 3, 0x1dd000) = 0x7da562d22000
mmap(0x7da562d28000, 31600, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_FIXED|MAP_ANONYMOUS, -1, 0) = 0x7da562d28000
close(3)                                = 0
mmap(NULL, 12288, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS, -1, 0) = 0x7da562b41000
arch_prctl(ARCH_SET_FS, 0x7da562b41740) = 0
set_tid_address(0x7da562b41a10)         = 60198
set_robust_list(0x7da562b41a20, 24)     = 0
rseq(0x7da562b42060, 0x20, 0, 0x53053053) = 0
mprotect(0x7da562d22000, 16384, PROT_READ) = 0
mprotect(0x5865da155000, 4096, PROT_READ) = 0
mprotect(0x7da562d95000, 8192, PROT_READ) = 0
prlimit64(0, RLIMIT_STACK, NULL, {rlim_cur=8192*1024, rlim_max=RLIM64_INFINITY}) = 0
munmap(0x7da562d32000, 199691)          = 0
fstat(1, {st_mode=S_IFCHR|0620, st_rdev=makedev(0x88, 0x1), ...}) = 0
getrandom("\x1a\x1f\x54\xd6\x62\x46\xb1\x4c", 8, GRND_NONBLOCK) = 8
brk(NULL)                               = 0x5865db828000
brk(0x5865db849000)                     = 0x5865db849000
write(1, ".", 1.)                        = 1
exit_group(0)                           = ?
+++ exited with 0 +++

可见，一个简单的打印程序就需要调用大量的系统调用，编写高效的系统内核显得尤其重要。

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