ltrace命令詳解

時間 2019-11-10

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原文連接：https://ipcmen.com/ltracephp

用來跟蹤進程調用庫函數的狀況html

補充說明

NAME
ltrace - A library call tracerdom

ltrace命令 是用來跟蹤進程調用庫函數的狀況。函數

語法

ltrace [option ...] [command [arg ...]]

選項

-a 對齊具體某個列的返回值。 -c 計算時間和調用，並在程序退出時打印摘要。 -C 解碼低級別名稱（內核級）爲用戶級名稱。 -d 打印調試信息。 -e 改變跟蹤的事件。 -f 跟蹤子進程。 -h 打印幫助信息。 -i 打印指令指針，當庫調用時。 -l 只打印某個庫中的調用。 -L 不打印庫調用。 -n, --indent=NR 對每一個調用級別嵌套以NR個空格進行縮進輸出。 -o, --output=file 把輸出定向到文件。 -p PID 附着在值爲PID的進程號上進行ltrace。 -r 打印相對時間戳。 -s STRLEN 設置打印的字符串最大長度。 -S 顯示系統調用。 -t, -tt, -ttt 打印絕對時間戳。 -T 輸出每一個調用過程的時間開銷。 -u USERNAME 使用某個用戶id或組ID來運行命令。 -V, --version 打印版本信息，而後退出。 -x NAME treat the global NAME like a library subroutine.（求翻譯）

實例

最基本應用，不帶任何參數：工具

[guest@localhost tmp]$ ltrace ./a.out
__libc_start_main(0x80484aa, 1, 0xbfc07744, 0x8048550, 0x8048540 <unfinished ...>
printf("no1:%d \t no2:%d \t diff:%d\n", 10, 6, 4no1:10 no2:6 diff:4 ) = 24 printf("no1:%d \t no2:%d \t diff:%d\n", 9, 7, 2no1:9 no2:7 diff:2 ) = 23 printf("no1:%d \t no2:%d \t diff:%d\n", 8, 8, 0no1:8 no2:8 diff:0 ) = 23 --- SIGFPE (Floating point exception) --- +++ killed by SIGFPE +++

輸出調用時間開銷：性能

[guest@localhost tmp]$ ltrace -T ./a.out
__libc_start_main(0x80484aa, 1, 0xbf81d394, 0x8048550, 0x8048540 <unfinished ...>
printf("no1:%d \t no2:%d \t diff:%d\n", 10, 6, 4no1:10 no2:6 diff:4 ) = 24 <0.000972> printf("no1:%d \t no2:%d \t diff:%d\n", 9, 7, 2no1:9 no2:7 diff:2 ) = 23 <0.000155> printf("no1:%d \t no2:%d \t diff:%d\n", 8, 8, 0no1:8 no2:8 diff:0 ) = 23 <0.000153> --- SIGFPE (Floating point exception) --- +++ killed by SIGFPE +++

顯示系統調用：測試




ltrace的功能是可以跟蹤進程的庫函數調用，它是如何實現的呢？[guest@localhost tmp]$ ltrace -S ./a.out
SYS_brk(NULL) = 0x9e20000
SYS_access(0xa4710f, 4, 0xa4afc0, 0, 0xa4b644) = 0
SYS_open("/etc/ld.so.preload", 0, 02) = 3 SYS_fstat64(3, 0xbfbd7a94, 0xa4afc0, -1, 3) = 0 SYS_mmap2(0, 17, 3, 2, 3) = 0xb7f2a000 SYS_close(3) = 0 SYS_open("/lib/libcwait.so", 0, 00) = 3 SYS_read(3, "\177ELF\001\001\001", 512) = 512 SYS_fstat64(3, 0xbfbd76fc, 0xa4afc0, 4, 0xa4b658) = 0 SYS_mmap2(0, 4096, 3, 34, -1) = 0xb7f29000 SYS_mmap2(0, 5544, 5, 2050, 3) = 0x423000 SYS_mmap2(0x424000, 4096, 3, 2066, 3) = 0x424000 .............省去若干行

在ltrace源代碼從chinaunix.net中下載下來，作了一個粗略的分析。

ltrace其實也是基於ptrace。咱們知道，ptrace可以主要是用來跟蹤系統調用，那麼它是如何跟蹤庫函數呢？

首先ltrace打開elf文件，對其進行分析。在elf文件中，出於動態鏈接的須要，須要在elf文件中保存函數的符號，供鏈接器使用。具體格式，你們能夠參考elf文件的格式。

這樣ltrace就可以得到該文件中，全部系統調用的符號，以及對應的執行指令。而後，ltrace將該指令所對應的4個字節，替換成斷點。其實現你們能夠參考 Playing with ptrace, Part II。

這樣在進程執行到相應的庫函數後，就能夠通知到了ltrace，ltrace將對應的庫函數打印出來以後，繼續執行子進程。

實際上ltrace與strace使用的技術大致相同，但ltrace在對支持fork和clone方面，不如strace。strace在收到frok和clone等系統調用後，作了相應的處理，而ltrace沒有。

本文轉自：http://blog.chinaunix.net/space.php?uid=20361370&do=blog&id=1962493ui

ltrace可以跟蹤進程的庫函數調用,它會顯現出哪一個庫函數被調用,而strace則是跟蹤程序的每一個系統調用.

下面是一個ltrace與strace的對比

1)系統調用的輸出對比

咱們用輸出hello world的程序作以下測試:

#include <stdio.h>

int

main ()

{

printf("Hello world!\n");

return 0;

}

gcc hello.c -o hello

用ltrace跟蹤hello程序,以下:

ltrace ./hello

__libc_start_main(0x8048354, 1, 0xbf869aa4, 0x8048390, 0x8048380 <unfinished ...>

puts("Hello world!"Hello world!

) = 13

+++ exited (status 0) +++

注:咱們看到程序調用了puts();庫函數作了輸出.

用strace跟蹤hello程序,以下:

strace ./hello

execve("./hello", ["./hello"], [/* 30 vars */]) = 0

brk(0) = 0x83d4000

mmap2(NULL, 4096, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS, -1, 0) = 0xb7f8a000

access("/etc/ld.so.preload", R_OK) = -1 ENOENT (No such file or directory)

open("/etc/ld.so.cache", O_RDONLY) = 3

fstat64(3, {st_mode=S_IFREG|0644, st_size=80846, ...}) = 0

mmap2(NULL, 80846, PROT_READ, MAP_PRIVATE, 3, 0) = 0xb7f76000

close(3) = 0

open("/lib/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\0000?\270"..., 512) = 512

fstat64(3, {st_mode=S_IFREG|0755, st_size=1576952, ...}) = 0

mmap2(0xb6e000, 1295780, PROT_READ|PROT_EXEC, MAP_PRIVATE|MAP_DENYWRITE, 3, 0) = 0xb6e000

mmap2(0xca5000, 12288, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_FIXED|MAP_DENYWRITE, 3, 0x137) = 0xca5000

mmap2(0xca8000, 9636, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_FIXED|MAP_ANONYMOUS, -1, 0) = 0xca8000

close(3) = 0

mmap2(NULL, 4096, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS, -1, 0) = 0xb7f75000

set_thread_area({entry_number:-1 -> 6, base_addr:0xb7f756c0, limit:1048575, seg_32bit:1, contents:0, read_exec_only:0, limit_in_pages:1, seg_not_present:0, useable:1}) = 0

mprotect(0xca5000, 8192, PROT_READ) = 0

mprotect(0xb6a000, 4096, PROT_READ) = 0

munmap(0xb7f76000, 80846) = 0

fstat64(1, {st_mode=S_IFCHR|0620, st_rdev=makedev(136, 0), ...}) = 0

mmap2(NULL, 4096, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS, -1, 0) = 0xb7f89000

write(1, "Hello world!\n", 13Hello world!

) = 13

exit_group(0) = ?

Process 2874 detached

注:咱們看到程序調用write()系統調用作了輸出,同時strace還把hello程序運行時所作的系統調用都打印出來了.

一樣的ltrace也能夠把系統調用都打印出來,以下:

ltrace -S ./hello

SYS_execve(NULL, NULL, NULL) = 0xffffffda

SYS_brk(NULL) = -38

SYS_mmap2(0, 4096, 3, 34, -1) = -38

SYS_access(0xb6798f, 4, 0xb6afc0, 0, 0xb6b6b4) = -38

SYS_open("/etc/ld.so.cache", 0, 00) = -38

SYS_fstat64(3, 0xbfba5414, 0xb6afc0, -1, 3) = -38

SYS_mmap2(0, 80846, 1, 2, 3) = -38

SYS_close(3) = -38

SYS_open("/lib/libc.so.6", 0, 027756452364???, 512) = -38

SYS_read(3, ) = -38

SYS_fstat64(3, 0xbfba5478, 0xb6afc0, 4, 1) = -38

SYS_mmap2(0xb6e000, 0x13c5a4, 5, 2050, 3) = -38

SYS_mmap2(0xca5000, 12288, 3, 2066, 3) = -38

SYS_mmap2(0xca8000, 9636, 3, 50, -1) = -38

SYS_close(3) = -38

SYS_mmap2(0, 4096, 3, 34, -1) = -38

SYS_set_thread_area(0xbfba5960, 0xb7f5e6c0, 243, 0xb6afc0, 0) = -38

SYS_mprotect(0xca5000, 8192, 1, 7676, 0xca6e74) = -38

SYS_mprotect(0xb6a000, 4096, 1, 896, 0) = -38

SYS_munmap(0xb7f5f000, 80846 <unfinished ...>

__libc_start_main(0x8048354, 1, 0xbfba5dd4, 0x8048390, 0x8048380 <unfinished ...>

puts("Hello world!" <unfinished ...>

SYS_fstat64(1, 0xbfba5c20, 0xca6ff4, 0xca74c0, 0xca74c0) = 0

SYS_mmap2(0, 4096, 3, 34, -1) = 0xb7f72000

SYS_write(1, "Hello world!\n", 13Hello world!

) = 13

<... puts resumed> ) = 13

SYS_exit_group(0 <no return ...>

+++ exited (status 0) +++

注:咱們看到它實際是用SYS_write系統調用來作打印輸出,其實write()函數是SYS_write的封裝,SYS_write是真正的系統調用.

二)ltrace/strace的耗時

ltrace -c dd if=/dev/urandom of=/dev/null count=1000

1000+0 records in

1000+0 records out

512000 bytes (512 kB) copied, 2.31346 seconds, 221 kB/s

% time seconds usecs/call calls function

------ ----------- ----------- --------- --------------------

84.88 4.942763 4942 1000 read

9.41 0.548195 548 1000 write

5.06 0.294716 294 1001 memcpy

0.11 0.006365 2121 3 __fprintf_chk

0.09 0.004969 4969 1 dcgettext

0.08 0.004850 808 6 strlen

0.05 0.002667 2667 1 setlocale

0.04 0.002579 644 4 sigaction

0.03 0.001869 467 4 close

0.03 0.001825 912 2 open64

0.03 0.001519 759 2 malloc

0.02 0.001187 593 2 __sprintf_chk

0.02 0.001176 588 2 clock_gettime

0.02 0.001169 389 3 __errno_location

0.02 0.001012 506 2 dcngettext

0.01 0.000814 814 1 lseek64

0.01 0.000757 757 1 getopt_long

0.01 0.000744 744 1 textdomain

0.01 0.000742 247 3 strchr

0.01 0.000634 634 1 __strtoull_internal

0.01 0.000602 602 1 getpagesize

0.01 0.000542 271 2 localeconv

0.01 0.000340 340 1 fclose

0.01 0.000300 300 1 memmove

0.00 0.000228 114 2 sigismember

0.00 0.000184 184 1 getenv

0.00 0.000170 85 2 sigaddset

0.00 0.000148 74 2 free

0.00 0.000093 93 1 bindtextdomain

0.00 0.000090 90 1 sigemptyset

0.00 0.000090 90 1 __cxa_atexit

0.00 0.000088 88 1 __ctype_b_loc

0.00 0.000074 74 1 __fpending

------ ----------- ----------- --------- --------------------

100.00 5.823501 3057 total

注:

使用-c選項,ltrace輸出由進程建立的庫調用,輸出結果以調用過程的時間爲準進行排序,由於是從urandom設備上讀,這是一種產生隨機數的設備,完成後,寫入null設備.

因此讀過程花費了較多的時間.

使用ltrace去捕獲運行時函數,就好像在進程上繫上了一個調試工具,它佔據了ltrace大量的時間,這裏ltrace一共消耗了5.8秒

咱們再來看一下strace所花費的時間,以下:

strace -c dd if=/dev/urandom of=/dev/null count=1000

1000+0 records in

1000+0 records out

512000 bytes (512 kB) copied, 0.894482 seconds, 572 kB/s

Process 3049 detached

% time seconds usecs/call calls errors syscall

------ ----------- ----------- --------- --------- ----------------

82.85 0.159393 159 1005 read

15.07 0.028995 29 1003 write

0.78 0.001494 1494 1 execve

0.42 0.000814 136 6 rt_sigaction

0.23 0.000446 41 11 1 close

0.23 0.000435 73 6 fstat64

0.21 0.000412 32 13 mmap2

0.21 0.000408 29 14 6 open

0.00 0.000000 0 1 1 access

0.00 0.000000 0 3 brk

0.00 0.000000 0 2 munmap

0.00 0.000000 0 1 uname

0.00 0.000000 0 4 mprotect

0.00 0.000000 0 1 _llseek

0.00 0.000000 0 1 rt_sigprocmask

0.00 0.000000 0 1 getrlimit

0.00 0.000000 0 1 set_thread_area

0.00 0.000000 0 1 set_tid_address

0.00 0.000000 0 2 clock_gettime

0.00 0.000000 0 1 set_robust_list

------ ----------- ----------- --------- --------- ----------------

100.00 0.192397 2078 8 total

注:

strace一共消耗了0.19秒,strace把性能提高了30倍,這主要是strace在跟蹤系統調用的時候不須要動態庫,而ltrace是根據動態庫來分析程序運行的.

因此ltrace也只能跟蹤動態庫,不能跟蹤靜態庫.

事實上咱們用ltrace和strace均可以發現程序在哪一個系統調用時發生了性能瓶徑.

ltrace用-T,而strace也用-T.

三)ltrace與strace的相同點

ltrace與strace均可以指定PID,即對運行中的程序進行跟蹤.

ltrace -p PID與strace -p PID

ltrace與strace均可以跟蹤程序fork或clone子進程.

ltrace是用-f參數,而strace是用-f(fork/clone)和-F(vfork).

原文連接：https://blog.csdn.net/macky0668/article/details/6839520

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