strace,ltrace linux下跟踪进程调用的命令

strace命令是一种强大的工具，它能够显示所有由用户空间程序发出的系统调用。

strace显示这些调用的参数并返回符号形式的值。strace从内核接收信息，而且不需要以任何特殊的方式来构建内核。

下面记录几个常用option.

1-f-F选项告诉strace同时跟踪fork和vfork出来的进程

2-oxxx.txt输出到某个文件。

3-eexecve只记录execve这类系统调用

—————————————————

进程无法启动，软件运行速度突然变慢，程序的"SegmentFault"等等都是让每个Unix系统用户头痛的问题，

本文通过三个实际案例演示如何使用truss、strace和ltrace这三个常用的调试工具来快速诊断软件的"疑难杂症"。

truss和strace用来跟踪一个进程的系统调用或信号产生的情况，而ltrace用来跟踪进程调用库函数的情况。truss是早期为SystemVR4开发的调试程序，包括Aix、FreeBSD在内的大部分Unix系统都自带了这个工具；

而strace最初是为SunOS系统编写的，ltrace最早出现在GNU/DebianLinux中。

这两个工具现在也已被移植到了大部分Unix系统中，大多数Linux发行版都自带了strace和ltrace，而FreeBSD也可通过Ports安装它们。

你不仅可以从命令行调试一个新开始的程序，也可以把truss、strace或ltrace绑定到一个已有的PID上来调试一个正在运行的程序。三个调试工具的基本使用方法大体相同，下面仅介绍三者共有，而且是最常用的三个命令行参数：

-f：除了跟踪当前进程外，还跟踪其子进程。

-ofile：将输出信息写到文件file中，而不是显示到标准错误输出（stderr）。

-ppid：绑定到一个由pid对应的正在运行的进程。此参数常用来调试后台进程。

使用上述三个参数基本上就可以完成大多数调试任务了，下面举几个命令行例子：

truss-ols.trussls-al：跟踪ls-al的运行，将输出信息写到文件/tmp/ls.truss中。

strace-f-ovim.stracevim：跟踪vim及其子进程的运行，将输出信息写到文件vim.strace。

ltrace-p234：跟踪一个pid为234的已经在运行的进程。

三个调试工具的输出结果格式也很相似，以strace为例：

brk(0)=0×8062aa8

brk(0×8063000)=0×8063000

mmap2(NULL,4096,PROT_READ,MAP_PRIVATE,3,0×92f)=0×40016000

每一行都是一条系统调用，等号左边是系统调用的函数名及其参数，右边是该调用的返回值。truss、strace和ltrace的工作原理大同小异，都是使用ptrace系统调用跟踪调试运行中的进程，详细原理不在本文讨论范围内，有兴趣可以参考它们的源代码。

举两个实例演示如何利用这三个调试工具诊断软件的"疑难杂症"：

案例一：运行clint出现SegmentFault错误

操作系统：FreeBSD-5.2.1-release

clint是一个C++静态源代码分析工具，通过Ports安装好之后，运行：

#clintfoo.cpp

Segmentationfault(coredumped)

在Unix系统中遇见"SegmentationFault"就像在MSWindows中弹出"非法操作"对话框一样令人讨厌。OK，我们用truss给clint"把把脉"：

#truss-f-oclint.trussclint

Segmentationfault(coredumped)

#tailclint.truss

739:read(0×6,0×806f000,0×1000)=4096(0×1000)

739:fstat(6,0xbfbfe4d0)=0(0×0)

739:fcntl(0×6,0×3,0×0)=4(0×4)

739:fcntl(0×6,0×4,0×0)=0(0×0)

739:close(6)=0(0×0)

739:stat("/root/.clint/plugins",0xbfbfe680)ERR#2'Nosuchfileordirectory'

SIGNAL11

SIGNAL11

Processstoppedbecauseof:16

processexit,rval=139

我们用truss跟踪clint的系统调用执行情况，并把结果输出到文件clint.truss，然后用tail查看最后几行。

注意看clint执行的最后一条系统调用（倒数第五行）：stat("/root/.clint/plugins",0xbfbfe680)ERR#2'Nosuchfileordirectory'，问题就出在这里：clint找不到目录"/root/.clint/plugins"，从而引发了段错误。怎样解决？很简单：mkdir-p/root/.clint/plugins，不过这次运行clint还是会"SegmentationFault"9。继续用truss跟踪，发现clint还需要这个目录"/root/.clint/plugins/python"，建好这个目录后clint终于能够正常运行了。

案例二：vim启动速度明显变慢

操作系统：FreeBSD-5.2.1-release

　　vim版本为6.2.154，从命令行运行vim后，要等待近半分钟才能进入编辑界面，而且没有任何错误输出。仔细检查了.vimrc和所有的vim脚本都没有错误配置，在网上也找不到类似问题的解决办法，难不成要hackingsourcecode？没有必要，用truss就能找到问题所在：

#truss-f-D-ovim.trussvim

这里-D参数的作用是：在每行输出前加上相对时间戳，即每执行一条系统调用所耗费的时间。我们只要关注哪些系统调用耗费的时间比较长就可以了，用less仔细查看输出文件vim.truss，很快就找到了疑点：

735:0.000021511socket(0×2,0×1,0×0)=4(0×4)

735:0.000014248setsockopt(0×4,0×6,0×1,0xbfbfe3c8,0×4)=0(0×0)

735:0.000013688setsockopt(0×4,0xffff,0×8,0xbfbfe2ec,0×4)=0(0×0)

735:0.000203657connect(0×4,{AF_INET10.57.18.27:6000},16)ERR#61'Connectionrefused'

735:0.000017042close(4)=0(0×0)

735:1.009366553nanosleep(0xbfbfe468,0xbfbfe460)=0(0×0)

735:0.000019556socket(0×2,0×1,0×0)=4(0×4)

735:0.000013409setsockopt(0×4,0×6,0×1,0xbfbfe3c8,0×4)=0(0×0)

735:0.000013130setsockopt(0×4,0xffff,0×8,0xbfbfe2ec,0×4)=0(0×0)

735:0.000272102connect(0×4,{AF_INET10.57.18.27:6000},16)ERR#61'Connectionrefused'

735:0.000015924close(4)=0(0×0)

735:1.009338338nanosleep(0xbfbfe468,0xbfbfe460)=0(0×0)

vim试图连接10.57.18.27这台主机的6000端口（第四行的connect（）），连接失败后，睡眠一秒钟继续重试（第6行的nanosleep（））。以上片断循环出现了十几次，每次都要耗费一秒多钟的时间，这就是vim明显变慢的原因。可是，你肯定会纳闷："vim怎么会无缘无故连接其它计算机的6000端口呢？"。问得好，那么请你回想一下6000是什么服务的端口？没错，就是XServer。看来vim是要把输出定向到一个远程XServer，那么Shell中肯定定义了DISPLAY变量，查看.cshrc，果然有这么一行：setenvDISPLAY${REMOTEHOST}:0，把它注释掉，再重新登录，问题就解决了。

案例三：用调试工具掌握软件的工作原理

操作系统：RedHatLinux9.0

　　用调试工具实时跟踪软件的运行情况不仅是诊断软件"疑难杂症"的有效的手段，也可帮助我们理清软件的"脉络"，即快速掌握软件的运行流程和工作原理，不失为一种学习源代码的辅助方法。下面这个案例展现了如何使用strace通过跟踪别的软件来"触发灵感"，从而解决软件开发中的难题的。

大家都知道，在进程内打开一个文件，都有唯一一个文件描述符（fd：filedescriptor）与这个文件对应。而本人在开发一个软件过程中遇到这样一个问题：

　　已知一个fd，如何获取这个fd所对应文件的完整路径？不管是Linux、FreeBSD或是其它Unix系统都没有提供这样的API，怎么办呢？我们换个角度思考：Unix下有没有什么软件可以获取进程打开了哪些文件？如果你经验足够丰富，很容易想到lsof，使用它既可以知道进程打开了哪些文件，也可以了解一个文件被哪个进程打开。好，我们用一个小程序来试验一下lsof，看它是如何获取进程打开了哪些文件。lsof：显示进程打开的文件。

/*testlsof.c*/

#include#include#include#include#include

intmain(void)

{

open("/tmp/foo",O_CREAT|O_RDONLY);/*打开文件/tmp/foo*/

sleep(1200);/*睡眠1200秒，以便进行后续操作*/

return0;

}

将testlsof放入后台运行，其pid为3125。命令lsof-p3125查看进程3125打开了哪些文件，我们用strace跟踪lsof的运行，输出结果保存在lsof.strace中：

#gcctestlsof.c-otestlsof

#./testlsof&

[1]3125

#strace-olsof.stracelsof-p3125

我们以"/tmp/foo"为关键字搜索输出文件lsof.strace，结果只有一条：

#grep'/tmp/foo'lsof.strace

readlink("/proc/3125/fd/3","/tmp/foo",4096)=8

　　原来lsof巧妙的利用了/proc/nnnn/fd/目录（nnnn为pid）：Linux内核会为每一个进程在/proc/建立一个以其pid为名的目录用来保存进程的相关信息，而其子目录fd保存的是该进程打开的所有文件的fd。目标离我们很近了。好，我们到/proc/3125/fd/看个究竟：

#cd/proc/3125/fd/

#ls-l

total0

lrwx——1rootroot64Nov509:500->/dev/pts/0

lrwx——1rootroot64Nov509:501->/dev/pts/0

lrwx——1rootroot64Nov509:502->/dev/pts/0

lr-x——1rootroot64Nov509:503->/tmp/foo

#readlink/proc/3125/fd/3

/tmp/foo

答案已经很明显了：/proc/nnnn/fd/目录下的每一个fd文件都是符号链接，而此链接就指向被该进程打开的一个文件。我们只要用readlink()系统调用就可以获取某个fd对应的文件了，代码如下：

#include#include#include#include#include#include

intget_pathname_from_fd(intfd,charpathname[],intn)

{

charbuf[1024];

pid_tpid;

bzero(buf,1024);

pid=getpid();

snprintf(buf,1024,"/proc/%i/fd/%i",pid,fd);

returnreadlink(buf,pathname,n);

}

intmain(void)

{

intfd;

charpathname[4096];

bzero(pathname,4096);

fd=open("/tmp/foo",O_CREAT|O_RDONLY);

get_pathname_from_fd(fd,pathname,4096);

printf("fd=%d;pathname=%sn",fd,pathname);

return0;

}

出于安全方面的考虑，在FreeBSD5之后系统默认已经不再自动装载proc文件系统，因此，要想使用truss或strace跟踪程序，你必须手工装载proc文件系统：mount-tprocfsproc/proc；或者在/etc/fstab中加上一行：

proc/procprocfsrw00