强大的 strace 工具

什么是 strace

strace是linux环境下的一款程序调试工具，用来监察一个应用程序所使用的系统调用。
strace是一个简单的跟踪系统调用执行的工具。在其最简单的形式中，它可以从开始到结束跟踪二进制的执行，并在进程的生命周期中输出一行具有系统调用名称，每个系统调用的参数和返回值的文本行。

strace有两种运行模式

一：通过它启动要跟踪的进程，在原本的命令前加上strace即可：strace ls -lh /var/log/cron
二：跟踪已经在运行的进程，在不中断进程执行的情况下，查看它在干嘛。 给strace传递个-p pid 选项即可：strace -p 28397

starce 常用的选项

-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 

strace 输出一部分简单的解释

execve("./main", ["./main"], [/* 43 vars */]) = 0
对于命令行下执行的程序，execve(或exec系列调用中的某一个)均为strace输出系统调用中的第一个。
strace首先调用fork或clone函数新建一个子进程，然后在子进程中调用exec载入需要执行的程序(这里为./main)

brk(0)                                  = 0x9ac4000
以0作为参数调用brk，返回值为内存管理的起始地址(若在子进程中调用malloc，则从0x9ac4000地址开始分配空间)

access("/etc/ld.so.nohwcap", f_ok)      = -1 enoent (no such file or directory)
调用access函数检验/etc/ld.so.nohwcap是否存在

mmap2(null, 8192, prot_read|prot_write, map_private|map_anonymous, -1, 0) = 0xb7739000
使用mmap2函数进行匿名内存映射，以此来获取8192bytes内存空间，该空间起始地址为0xb7739000

open("/etc/ld.so.cache", o_rdonly)      = 3
调用open函数尝试打开/etc/ld.so.cache文件，返回文件描述符为3

fstat64(3, {st_mode=s_ifreg|0644, st_size=80682, ...}) = 0
fstat64函数获取/etc/ld.so.cache文件信息

mmap2(null, 80682, prot_read, map_private, 3, 0) = 0xb7725000
调用mmap2函数将/etc/ld.so.cache文件映射至内存

close(3)                                = 0
close关闭文件描述符为3指向的/etc/ld.so.cache文件

open("/lib/i386-linux-gnu/libc.so.6", o_rdonly) = 3
read(3, "\177elf\1\1\1\0\0\0\0\0\0\0\0\0\3\0\3\0\1\0\0\0\220o\1\0004\0\0\0"..., 512) = 512
调用read，从/lib/i386-linux-gnu/libc.so.6该libc库文件中读取512bytes，即读取elf头信息

mprotect(0x6c7000, 4096, prot_none)     = 0
使用mprotect函数对0x6c7000起始的4096bytes空间进行保护(prot_none表示不能访问，prot_read表示可以读取)