一位同事曾经告诉我,当Linux上所有调试都失败时,最后的选择是使用strace。

我试图学习这个奇怪工具背后的科学,但我不是系统管理专家,我没有真正得到结果。

So,

它到底是什么,有什么作用? 如何以及在哪些情况下使用它? 应该如何理解和处理输出?

简而言之,简单地说,这东西是怎么工作的?


当前回答

Strace是一个告诉您应用程序如何与操作系统交互的工具。

它通过告诉你应用程序使用什么操作系统调用以及调用它们的参数来做到这一点。

例如,您可以看到程序试图打开哪些文件,以及调用是否成功。

您可以使用此工具调试各种问题。例如,如果应用程序说它找不到你知道你已经安装的库,你strace会告诉你应用程序在哪里寻找那个文件。

而这只是冰山一角。

其他回答

Strace列出它所应用的进程所执行的所有系统调用。如果您不知道系统调用是什么意思,那么您将无法从中获得很多好处。

然而,如果您的问题涉及到文件、路径或环境值,在有问题的程序上运行strace并将输出重定向到一个文件,然后在该文件中获取path/file/env字符串,这可能有助于您了解程序实际试图做什么,而不是您期望它做什么。

Strace可以用作调试工具,也可以用作原语分析器。

As a debugger, you can see how given system calls were called, executed and what they return. This is very important, as it allows you to see not only that a program failed, but WHY a program failed. Usually it's just a result of lousy coding not catching all the possible outcomes of a program. Other times it's just hardcoded paths to files. Without strace you get to guess what went wrong where and how. With strace you get a breakdown of a syscall, usually just looking at a return value tells you a lot.

剖析是另一个用途。您可以使用它来分别计时每个系统调用的执行,或者作为一个聚合。虽然这可能不足以解决您的问题,但至少可以大大缩小潜在嫌疑人的范围。如果您在单个文件上看到大量的fopen/close对,那么您可能在每次执行循环时都不必要地打开和关闭文件,而不是在循环之外打开和关闭它。

Ltrace是strace的近亲,也非常有用。你必须学会区分你的瓶颈在哪里。如果执行的总时间是8秒,而你在系统调用上只花了0.05秒,那么对程序进行分段不会有什么好处,问题出在你的代码中,这通常是一个逻辑问题,或者程序实际上需要花那么长时间来运行。

The biggest problem with strace/ltrace is reading their output. If you don't know how the calls are made, or at least the names of syscalls/functions, it's going to be difficult to decipher the meaning. Knowing what the functions return can also be very beneficial, especially for different error codes. While it's a pain to decipher, they sometimes really return a pearl of knowledge; once I saw a situation where I ran out of inodes, but not out of free space, thus all the usual utilities didn't give me any warning, I just couldn't make a new file. Reading the error code from strace's output pointed me in the right direction.

我喜欢一些答案,它读取strace检查你如何与操作系统交互。

这正是我们所看到的。系统调用。如果比较strace和ltrace,区别就更明显了。

$>strace -c cd
Desktop  Documents  Downloads  examples.desktop  Music  Pictures  Public  Templates  Videos
% time     seconds  usecs/call     calls    errors syscall
------ ----------- ----------- --------- --------- ----------------
  0.00    0.000000           0         7           read
  0.00    0.000000           0         1           write
  0.00    0.000000           0        11           close
  0.00    0.000000           0        10           fstat
  0.00    0.000000           0        17           mmap
  0.00    0.000000           0        12           mprotect
  0.00    0.000000           0         1           munmap
  0.00    0.000000           0         3           brk
  0.00    0.000000           0         2           rt_sigaction
  0.00    0.000000           0         1           rt_sigprocmask
  0.00    0.000000           0         2           ioctl
  0.00    0.000000           0         8         8 access
  0.00    0.000000           0         1           execve
  0.00    0.000000           0         2           getdents
  0.00    0.000000           0         2         2 statfs
  0.00    0.000000           0         1           arch_prctl
  0.00    0.000000           0         1           set_tid_address
  0.00    0.000000           0         9           openat
  0.00    0.000000           0         1           set_robust_list
  0.00    0.000000           0         1           prlimit64
------ ----------- ----------- --------- --------- ----------------
100.00    0.000000                    93        10 total

另一方面,ltrace用于跟踪函数。

$>ltrace -c cd
Desktop  Documents  Downloads  examples.desktop  Music  Pictures  Public  Templates  Videos
% time     seconds  usecs/call     calls      function
------ ----------- ----------- --------- --------------------
 15.52    0.004946         329        15 memcpy
 13.34    0.004249          94        45 __ctype_get_mb_cur_max
 12.87    0.004099        2049         2 fclose
 12.12    0.003861          83        46 strlen
 10.96    0.003491         109        32 __errno_location
 10.37    0.003303         117        28 readdir
  8.41    0.002679         133        20 strcoll
  5.62    0.001791         111        16 __overflow
  3.24    0.001032         114         9 fwrite_unlocked
  1.26    0.000400         100         4 __freading
  1.17    0.000372          41         9 getenv
  0.70    0.000222         111         2 fflush
  0.67    0.000214         107         2 __fpending
  0.64    0.000203         101         2 fileno
  0.62    0.000196         196         1 closedir
  0.43    0.000138         138         1 setlocale
  0.36    0.000114         114         1 _setjmp
  0.31    0.000098          98         1 realloc
  0.25    0.000080          80         1 bindtextdomain
  0.21    0.000068          68         1 opendir
  0.19    0.000062          62         1 strrchr
  0.18    0.000056          56         1 isatty
  0.16    0.000051          51         1 ioctl
  0.15    0.000047          47         1 getopt_long
  0.14    0.000045          45         1 textdomain
  0.13    0.000042          42         1 __cxa_atexit
------ ----------- ----------- --------- --------------------
100.00    0.031859                   244 total

虽然我检查了几次手册,我还没有找到名称strace的起源,但它可能是系统调用跟踪,因为这是显而易见的。

关于strace有三个更重要的说明。

注1:strace和ltrace这两个函数都使用了系统调用ptrace。所以ptrace系统调用是strace有效工作的方式。

ptrace()系统调用提供了一种方法,通过这种方法,一个进程 “跟踪程序”)可以观察和控制另一个进程的执行 (“被追踪者”),检查和改变被追踪者的记忆和 寄存器。它主要用于实现断点调试 以及系统调用跟踪。

Note 2: There are different parameters you can use with strace, since strace can be very verbose. I like to experiment with -c which is like a summary of things. Based on -c you can select one system-call like -e trace=open where you will see only that call. This can be interesting if you are examining what files will be opened during the command you are tracing. And of course, you can use the grep for the same purpose but note you need to redirect like this 2>&1 | grep etc to understand that config files are referenced when the command was issued.

注3:我发现这一点非常重要。您不局限于特定的体系结构。Strace会让你大吃一惊,因为它可以跟踪不同体系结构的二进制文件。

strace -tfp PID将监控PID进程的系统调用,因此我们可以调试/监控我们的进程/程序状态。

Strace概述 Strace可以看作是一个轻量级调试器。它允许程序员/用户快速发现程序是如何与操作系统交互的。它通过监控系统调用和信号来做到这一点。

使用 当你没有源代码或者不想被打扰去真正浏览它的时候,这很好。 此外,如果您不喜欢打开GDB,而只是对理解外部交互感兴趣,那么对于您自己的代码也很有用。

这是一个很好的介绍 下面是一个使用strace来调试进程挂起的温和介绍