【個人Linux，我作主！】strace指令調試詳解

目錄：
（一）strace命令簡介
（二）strace命令實戰

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（一）strace命令簡介
(1.1)strace命令主要是用來監控咱們程序的執行狀況，當咱們在Linux系統的用戶空間運行一個程序的時候，Linux系統會將咱們運行的程序封裝成一個進程的形式，而後參與操做系統的調度，所以咱們可使用strace命令去跟蹤咱們的應用程序它的相關的運行狀況，好比監控用戶進程與內核進程的交互，以及跟蹤進程的系統調用、信號傳遞、狀態變化等。此時咱們均可以經過這個strace命令去調試咱們程序具體出錯的緣由。
(1.2)通常咱們的系統調用主要包括①文件和設備訪問：open、close、read、write、ioctl等；②進程管理：fork、clone、execve、exit等；③信號：signal、kill等；④內存管理：brk、mmap、mlock等；⑤進程間通訊：semget、信號量、消息隊列等；⑥網絡通訊：socket、connect等。
(1.3)strace命令的參數及含義以下所示：
-c：統計每一系統調用的所執行的時間，次數和出錯的次數等
-d：輸出strace關於標準錯誤的信息
-f：跟蹤由fork調用所產生的子進程
-ff：若是提供-o filename，則全部進程的跟蹤結果輸出到相應的filename.pid中，pid是各進程號
-F：嘗試跟蹤vfork調用，在-f時，vfork不被跟蹤
-h：輸出簡要的幫助信息
-i：輸出系統調用的入口指針
-q：禁止輸出關於脫離的消息
-r：打印出相對時間關於每個系統調用
-t：在輸出中的每一行前加上時間信息
-tt：在輸出中的每一行前加上時間信息，微秒級
-ttt：微秒級輸出，以秒錶示時間
-T：顯示每一調用所耗的時間
-v：輸出全部的系統調用，一些調用關於環境變量、狀態、輸入、輸出等調用因爲使用頻繁，默認不輸出
-V：輸出strace版本信息
-x：以十六進制形式輸出非標準字符串
-xx：全部字符串以十六進制形式輸出
-a cloumn：設置返回值的輸出位置，默認爲40
-e [expr]：指定一個表達式，用來控制如何跟蹤，格式[qualifier=][!]value1[,value2]
qualifier只能是trace，abbrev，verbose，raw，singal，[read]，[write]其中之一，value是用來限定的符號或數字，默認的qualifier是trace，感嘆號是否認符號。例如：-eopen等價於-e trace=open，表示只跟蹤open調用，而-etrace!=open表示跟蹤除了open之外的其餘調用，有兩個特殊的符號all和none，注意有些shell使用!來執行歷史記錄裏的命令，因此要使用\
-e trace=[set]只跟蹤指定的系統，調用，例如：-e trace=open，close，rean，write表示只跟蹤這四個系統調用。默認的爲set=all
-e trace=[file]只跟蹤有關文件操做的系統調用
-e trace=process只跟蹤有關進程控制的系統調用
-e trace=network跟蹤與網絡有關的全部系統調用
-e strace=signal跟蹤全部與系統信號有關的系統調用
-e trace=ipc跟蹤全部與進程通信有關的系統調用
-e abbrev=set設定strace輸出的系統調用的結果集，-v等與abbrev=none，默認爲abbrev=all
-e raw=set將指定的系統調用的參數以十六進制顯示
-e signal=set指定跟蹤的系統信號，默認爲all，如signal=!SIGIO，表示不跟蹤SIGIO信號
-e read=set輸出從指定文件中讀出的數據，例如：-e read=3,5
-e write=set輸出寫入到指定文件中的數據
-o filename將strace的輸出寫入文件filename
-p pid跟蹤指定的進程pid
-s strsize指定輸出的字符串的最大長度，默認爲32，文件名一直所有輸出
-u username以username的UID和GID執行被跟蹤的命令
(1.4)咱們在系統中編輯一個strace.c的程序文件，而後寫上以下的一段代碼（圖1-1），而後使用gcc編譯strace.c程序後，在系統中會自動生成一個a.out的可執行文件，此時咱們執行a.out的文件後系統出現了報錯並生成了一個test.dat的文件（圖1-2）。


(1.5)此時咱們可使用strace命令查看./a.out執行的時候相關係統調用的過程。
# strace ./a.out---查看./a.out執行的時候相關係統調用的過程

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（二）strace命令實戰
(2.1)查看一個程序全部的open、close系統調用。
# strace -e open,close ./a.out---使用-e參數查看a.out執行文件的open和close的調用狀況

(2.2)查看每一個系統調用消耗的時間。
# strace -T -e open,close ./a.out---咱們使用-T參數能夠查看系統每一個系統調用所消耗的時間

(2.3)統計系統調用次數、錯誤次數統計。
# strace -c -e open,close ./a.out---使用-c參數查看系統調用次數和錯誤次數統計

(2.4)打印系統調用的時間戳。
# strace -t -T -e open,close ./a.out---使用-t命令能夠查看系統調用的時間戳
# strace -tt -T -e open,close ./a.out---此時咱們能夠查看微秒級的系統調用的時間戳


(2.5)將跟蹤日誌保存到log文件中。
# strace -tt -T -e open,close -o log ./a.out---咱們可使用-o參數將跟蹤日誌保存到log文件中

(2.6)最後咱們再來分析一下使用strace -e來查看open系統調用後的問題與狀態，當咱們打開一個文件是成功的時候，那麼系統會返回一個非負整數，因此係統在打開test.dat文件時，會返回一個3值，可是若是咱們打開一個文件是失敗的，那麼系統會返回一個負數，因此此時系統打開並不存在的hello.dat文件時，返回的是-1值。由此咱們即可以實現經過strace命令來查找程序運行報錯緣由的目標。
# strace -e open ./a.out---查看一個程序全部的open系統調用

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