最小可运行示例

如果一个概念不清楚，有一个你没有见过的更简单的例子可以解释它。

在本例中，这个例子是Linux x86_64程序集独立(无libc) hello world:

你好。年代

.text
.global _start
_start:
    /* write */
    mov $1, %rax    /* syscall number */
    mov $1, %rdi    /* stdout */
    mov $msg, %rsi  /* buffer */
    mov $len, %rdx  /* buffer len */
    syscall

    /* exit */
    mov $60, %rax   /* exit status */
    mov $0, %rdi    /* syscall number */
    syscall
msg:
    .ascii "hello\n"
len = . - msg

GitHub上游。

组装和运行:

as -o hello.o hello.S
ld -o hello.out hello.o
./hello.out

输出期望:

hello

现在让我们在这个例子中使用strace:

env -i ASDF=qwer strace -o strace.log -s999 -v ./hello.out arg0 arg1
cat strace.log

我们使用:

env -i ASDF=qwer用于控制环境变量:https://unix.stackexchange.com/questions/48994/how-to-run-a-program-in-a-clean-environment-in-bash -s999 -v显示更详细的日志信息

Strace.log现在包含:

execve("./hello.out", ["./hello.out", "arg0", "arg1"], ["ASDF=qwer"]) = 0
write(1, "hello\n", 6)                  = 6
exit(0)                                 = ?
+++ exited with 0 +++

在这样一个最小的例子中，输出的每个字符都是不言而喻的:

执行行:显示strace如何执行hello。包括CLI参数和man execve中记录的环境 写行:显示我们所做的写系统调用。6是字符串“hello\n”的长度。 = 6是系统调用的返回值，在man 2 write中记录的是写入的字节数。 退出行:显示我们所做的退出系统调用。没有返回值，因为程序退出了!

更复杂的例子

当然，strace的应用是为了查看复杂程序实际上执行了哪些系统调用，以帮助调试/优化程序。

值得注意的是，您在Linux中可能遇到的大多数系统调用都有glibc包装器，其中许多来自POSIX。

在内部，glibc包装器或多或少像这样使用内联汇编:如何在内联汇编中通过sysenter调用系统调用?

你应该学习的下一个例子是POSIX write hello world:

c

#define _XOPEN_SOURCE 700
#include <unistd.h>

int main(void) {
    char *msg = "hello\n";
    write(1, msg, 6);
    return 0;
}

编译并运行:

gcc -std=c99 -Wall -Wextra -pedantic -o main.out main.c
./main.out

这一次，您将看到glibc在main之前执行了一系列系统调用，以便为main设置一个良好的环境。

这是因为我们现在使用的不是一个独立的程序，而是一个更常见的glibc程序，它允许libc功能。

然后，在每一端，strace.log包含:

write(1, "hello\n", 6)                  = 6
exit_group(0)                           = ?
+++ exited with 0 +++

因此我们得出结论，写POSIX函数使用，惊喜!， Linux写系统调用。

我们还观察到return 0导致exit_group调用而不是exit。哈，我不知道这个!这就是为什么strace这么酷。Man exit_group解释道:

这个系统调用等同于exit(2)，只是它不仅终止了调用线程，而且终止了调用进程线程组中的所有线程。

下面是我研究dlopen使用哪个系统调用的另一个示例:https://unix.stackexchange.com/questions/226524/what-system-call-is-used-to-load-libraries-in-linux/462710#462710

在Ubuntu 16.04, GCC 6.4.0, Linux内核4.4.0中测试。

下面是我如何使用strace挖掘网站的一些例子。希望这对你有帮助。

检查时间到第一个字节，如下所示:

time php index.php > timeTrace.txt

看看有多少百分比的动作在做什么。大量的lstat和fstat可能表明是时候清理缓存了:

strace -s 200 -c php index.php > traceLstat.txt

输出trace.txt，以便您可以准确地看到正在进行的调用。

strace -Tt -o Fulltrace.txt php index.php

使用它来检查是否有东西在0.1到0.9秒之间加载:

cat Fulltrace.txt | grep "[<]0.[1-9]" > traceSlowest.txt

查看strace中捕获了哪些丢失的文件或目录。这将输出很多涉及我们系统的东西-唯一相关的位涉及客户的文件:

strace -vv php index.php 2>&1 | sed -n '/= -1/p' > traceFailures.txt

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是一种突出的工具，用于研究无法在调试器下运行这些程序的生产系统。具体来说，我们在以下两种情况下使用了strace:

Program foo seems to be in deadlock and has become unresponsive. This could be a target for gdb; however, we haven't always had the source code or sometimes were dealing with scripted languages that weren't straight-forward to run under a debugger. In this case, you run strace on an already running program and you will get the list of system calls being made. This is particularly useful if you are investigating a client/server application or an application that interacts with a database Investigating why a program is slow. In particular, we had just moved to a new distributed file system and the new throughput of the system was very slow. You can specify strace with the '-T' option which will tell you how much time was spent in each system call. This helped to determine why the file system was causing things to slow down.

有关使用strace进行分析的示例，请参阅我对这个问题的回答。

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。