strace命令小结

strace命令是很有用的进程跟踪命令，下面小结下：

1 strace 是一个非常简单的工具，用来跟踪可执行程序的系统调用(system call)。最简单的使用是，它追踪可行程序运行时的整个生命周期，输出每一个系统调用的名字，参数和返回值。
但是它还可以做更多的事情：

它可以基于系统调用或者系统调用组来过滤
它可以通过计算制定系统调用的次数，花费的时间以及成功和失败的次数来描述系统调用的使用
它可以追踪发送给进程的信号(signal)
它可以通过进程id(pid)号加入到任意正在运行的进程上

1) 基本使用：（参考：
http://www.dbabeta.com/2009/strace.html）


    现在我们做一个很简单的程序来演示strace的基本用法。这个程序的C语言代码如下：

# filename test.c
#include <stdio.h>

int main()
{
    int a;
    scanf("%d", &a);
    printf("%09d\n", a);
    return 0;
}
然后我们用gcc -o test test.c编译一下，得到一个可执行的文件test。然后用strace调用执行
1
strace ./test
执行期间会要求你输入一个整数，我们输入99，最后得到如下的结果：
1
2
// 直接执行test的结果
oracle@orainst[orcl]:~ $./test
1
2
3
// 执行的结果
99
000000099
1
2
// 通过strace执行test的结果
oracle@orainst[orcl]:~ $strace ./test

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// strace的trace结果
execve("./test", ["./test"], [/* 41 vars */]) = 0
uname({sys="Linux", node="orainst.desktop.mycompany.com", ...}) = 0
brk(0)                                  = 0x8078000
fstat64(3, {st_mode=S_IFREG|0644, st_size=65900, ...}) = 0
old_mmap(NULL, 65900, PROT_READ, MAP_PRIVATE, 3, 0) = 0xbf5ef000
close(3)                                = 0
open("/lib/tls/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\200X\1"..., 512) = 512
fstat64(3, {st_mode=S_IFREG|0755, st_size=1571692, ...}) = 0
old_mmap(NULL, 4096, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS, -1, 0) = 0xbf5ee000
old_mmap(NULL, 1275340, PROT_READ|PROT_EXEC, MAP_PRIVATE, 3, 0) = 0xa02000
old_mmap(0xb34000, 12288, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_FIXED, 3, 0x132000) = 0xb34000
old_mmap(0xb37000, 9676, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_FIXED|MAP_ANONYMOUS, -1, 0) = 0xb37000
close(3)                                = 0
set_thread_area({entry_number:-1 -> 6, base_addr:0xbf5ee740, limit:1048575, seg_32bit:1, contents:0, read_exec_only:0, limit_in_pages:1, seg_not_present:0, useable:1}) = 0
munmap(0xbf5ef000, 65900)               = 0
fstat64(0, {st_mode=S_IFCHR|0620, st_rdev=makedev(136, 0), ...}) = 0
mmap2(NULL, 4096, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS, -1, 0) = 0xbf5ff000
read(0, 99
"99\n", 1024)                   = 3
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) = 0xbf5fe000
write(1, "000000099\n", 10000000099
)             = 10
munmap(0xbf5fe000, 4096)                = 0
exit_group(0)                           = ?
从trace结构可以看到，系统首先调用execve开始一个新的进行，接着进行些环境的初始化操作，最后停顿在”read(0,”上面，这也就是执行到了我们的scanf函数，等待我们输入数字呢，在输入完99之后，在调用write函数将格式化后的数值”000000099″输出到屏幕，最后调用exit_group退出进行，完成整个程序的执行过程。

跟踪信号传递
我们还是使用上面的那个test程序，来观察进程接收信号的情况。还是先strace ./test，等到等待输入的画面的时候不要输入任何东西，然后打开另外一个窗口，输入如下的命令
1
killall test
这时候就能看到我们的程序推出了，最后的trace结果如下：

oracle@orainst[orcl]:~
$strace ./test

execve("./test", ["./test"], [/* 41 vars */]) = 0
uname({sys="Linux", node="orainst.desktop.mycompany.com", ...}) = 0
brk(0)                                  = 0x9ae2000
old_mmap(NULL, 65900, PROT_READ, MAP_PRIVATE, 3, 0) = 0xbf5ef000
close(3)                                = 0
open("/lib/tls/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\200X\1"..., 512) = 512
fstat64(3, {st_mode=S_IFREG|0755, st_size=1571692, ...}) = 0
old_mmap(NULL, 4096, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS, -1, 0) = 0xbf5ee000
old_mmap(NULL, 1275340, PROT_READ|PROT_EXEC, MAP_PRIVATE, 3, 0) = 0x2e9000
old_mmap(0x41b000, 12288, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_FIXED, 3, 0x132000) = 0x41b000
old_mmap(0x41e000, 9676, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_FIXED|MAP_ANONYMOUS, -1, 0) = 0x41e000
close(3)                                = 0
set_thread_area({entry_number:-1 -> 6, base_addr:0xbf5ee740, limit:1048575, seg_32bit:1, contents:0, read_exec_only:0, limit_in_pages:1, seg_not_present:0, useable:1}) = 0
munmap(0xbf5ef000, 65900)               = 0
fstat64(0, {st_mode=S_IFCHR|0620, st_rdev=makedev(136, 0), ...}) = 0
mmap2(NULL, 4096, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS, -1, 0) = 0xbf5ff000
read(0, 0xbf5ff000, 1024)               = ? ERESTARTSYS (To be restarted)
--- SIGTERM (Terminated) @ 0 (0) ---
+++ killed by SIGTERM +++
trace中很清楚的告诉你test进程”+++ killed by SIGTERM +++”。

系统调用统计
strace不光能追踪系统调用，通过使用参数-c，它还能将进程所有的系统调用做一个统计分析给你，下面就来看看strace的统计，这次我们执行带-c参数的strace：
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strace -c ./test
最后能得到这样的trace结果：
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2
oracle@orainst[orcl]:~
$strace -c ./test
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execve("./test", ["./test"], [/* 41 vars */]) = 0
% time     seconds  usecs/call     calls    errors syscall
------ ----------- ----------- --------- --------- ----------------
45.90    0.000140           5        27        25 open
34.43    0.000105           4        24        21 stat64
  7.54    0.000023           5         5           old_mmap
  2.62    0.000008           8         1           munmap
  1.97    0.000006           6         1           uname
  1.97    0.000006           2         3           fstat64
  1.64    0.000005           3         2         1 read
  1.31    0.000004           2         2           close
  0.98    0.000003           3         1           brk
  0.98    0.000003           3         1           mmap2
  0.66    0.000002           2         1           set_thread_area
------ ----------- ----------- --------- --------- ----------------
100.00    0.000305                    68        47 total
这里很清楚的告诉你调用了那些系统函数，调用次数多少，消耗了多少时间等等这些信息，这个对我们分析一个程序来说是非常有用的。

常用参数说明
除了-c参数之外，strace还提供了其他有用的参数给我们，让我们能很方便的得到自己想要的信息，下面就对那些常用的参数一一做个介绍。

重定向输出
参数-o用在将strace的结果输出到文件中，如果不指定-o参数的话，默认的输出设备是STDERR，也就是说使用”-o filename”和” 2>filename”的结果是一样的。
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# 这两个命令都是将strace结果输出到文件test.txt中
strace -c -o test.txt ./test
strace -c ./test  2>test.txt

对系统调用进行计时
strace可以使用参数-T将每个系统调用所花费的时间打印出来，每个调用的时间花销现在在调用行最右边的尖括号里面。
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2
oracle@orainst[orcl]:~
$strace -T ./test

// 这里只摘录部分结果
read(0, 1
"1\n", 1024)                    = 2 <2.673455>
fstat64(1, {st_mode=S_IFCHR|0620, st_rdev=makedev(136, 0), ...}) = 0 <0.000014>
mmap2(NULL, 4096, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS, -1, 0) = 0xbf5fe000 <0.000017>
write(1, "000000001\n", 10000000001
)             = 10 <0.000016>
munmap(0xbf5fe000, 4096)                = 0 <0.000020>
exit_group(0)                           = ?

系统调用的时间
这是一个很有用的功能，strace会将每次系统调用的发生时间记录下来，只要使用-t/tt/ttt三个参数就可以看到效果了，具体的例子可以自己去尝试。
参数名 输出样式 说明
-t 10:33:04 exit_group(0) 输出结果精确到秒
-tt 10:33:48.159682 exit_group(0) 输出结果精确到微妙
-ttt 1262169244.788478 exit_group(0) 精确到微妙，而且时间表示为unix时间戳

截断输出
-s参数用于指定trace结果的每一行输出的字符串的长度，下面看看test程序中-s参数对结果有什么影响，现指定-s为20，然后在read的是是很我们输入一个超过20个字符的数字串
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strace -s 20 ./test
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2
read(0, 2222222222222222222222222      // 我们输入的2一共有25个
"22222222222222222222"..., 1024) = 26  // 而我们看到的结果中2只有20个

trace一个现有的进程
strace不光能自己初始化一个进程进行trace，还能追踪现有的进程，参数-p就是取这个作用的，用法也很简单，具体如下。
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strace -p pid


2） 测试如果连接到服务器问题
  比如：
$ strace -e poll,select,connect,recvfrom,sendto nc www.news.com 80
3） 找出一个程序启动时读取了哪个配置文件
   $ strace php 2>&1 | grep php.ini          open("/usr/local/bin/php.ini", O_RDONLY) = -1 ENOENT (No such file or directory)          open("/usr/local/lib/php.ini", O_RDONLY) = 4          lstat64("/usr/local/lib/php.ini", {st_mode=S_IFLNK|0777, st_size=27,        ...}) = 0          readlink("/usr/local/lib/php.ini", "/usr/local/Zend/etc/php.ini",        4096) = 27          lstat64("/usr/local/Zend/etc/php.ini", {st_mode=S_IFREG|0664,st_size=40971, ...}) = 0   
上述php程序程序会首先从/usr/local/bin/下读取php.ini文件，也许不是你想的首先从/usr/local/lib/下读取。
上述的输出会很多，我们甚至可以通过参数来指定只追踪我们关心的系统调用，类似如下：

  $ strace -e open php 2>&1 | grep php.ini