当我们想知道某个进程为什么突然卡了，或者是某个工具到底是如何实现的时候。strace就派上了用场。它能将程序的调用信息打印出来。
strace原理：
它的实现基础是ptrace系统调用。ptrace系统调用提供了一种方法来跟踪和控制进程的执行，它可以读取和修改进程地址空间中的内容，包括寄存器的值。ptrace主要用于实现断点调试和跟踪系统调用。
ptrace系统调用
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#include <sys/ptrace.h> |
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int ptrace(int request, int pid, int addr, int data);
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Ptrace 提供了一种父进程可以控制子进程运行，并可以检查和改变它的核心image。它主要用于实现断点调试。
一个被跟踪的进程运行中，在执行系统调用之前，内核会先检查当前进程是否处于被“跟踪”(traced)的状态。如果是的话，内核暂停当前进程并将控制权交给跟踪进程，使跟踪进程得以察看或者修改被跟踪进程的寄存器。
在一个进程被跟踪之后，跟踪者进程会在某种意义上充当被跟踪进程的父进程（如使用ps命令就可以看到他们的父子关系），而子进程真正的父进程被保存在其task_struct结构的real_parent成员中。
当子进程产生系统调用时，就会被暂停，父进程会在每次调用wait()时得到子进程停止运行的通知，这时父进程就可以检测和修改子进程了，随后父进程可以让子进程继续运行。当父进程不想跟踪了，可以通过设置PTRACE_KILL标记来终止子进程的运行。也可以通过设置PTRACE_DETACH标记让子进程解除被跟踪，继续正常运行。
函数参数：
- request：用于选择一个操作。
- pid：目标进程即被跟踪进程的pid。
- addr用于修改和拷贝被跟踪进程的进程地址空间的数据。
- data功能同addr。
父进程跟踪一个进程的方式有两种：
- 调用fork()，然后子进程打上PTRACE_TRACEME标记，并执行exec。
- 父进程可以给自己打上PTRACE_ATTACH标记来跟踪一个已有进程。
所以我们看strace有两种用法，一个是strace直接加要运行的程序，一个是用-p指定一个正在运行的进程。
一个进程被跟踪后，他只要接收到一个信号（即使这个信号被设置为忽略）就会停止运行（SIGKILL除外），然后父进程会在每次调用wait()时得到子进程停止运行的通知，这时父进程就可以检测和修改子进程了，随后父进程可以让子进程继续运行。
当父进程不想跟踪了，可以通过设置PTRACE_KILL标记来终止子进程的运行。也可以通过设置PTRACE_DETACH标记让子进程解除被跟踪，继续正常运行。
strace用法：
最简单的用法其实就是trace后面直接跟着要执行的命令。比如：
就能追踪到它的系统调用。
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execve("/bin/ls", ["ls", "-l"], [/* 22 vars */]) = 0
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3 |
mmap(NULL, 4096, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS, -1, 0) = 0x7fee98686000 |
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access("/etc/ld.so.preload", R_OK) = -1 ENOENT (No such file or directory)
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5 |
open("/etc/ld.so.cache", O_RDONLY) = 3
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命令参数：
- -p pid ：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。
- -e 函数名：只追踪定义函数名。
- -f ：除了跟踪当前进程外，还跟踪其子进程。
- -o file ：将输出信息写到文件file中，而不是显示到标准错误输出（stderr）。
在linux中，很多性能查看命令都是通过读取/proc中的文件实现的。所以我们如果想学习它们的实现，就可以使用strace追踪，用-e筛选出open函数，就知道它读取了什么文件。比如mount命令。
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open("/etc/ld.so.cache", O_RDONLY) = 3
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03 |
open("/lib64/libblkid.so.1", O_RDONLY) = 3
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04 |
open("/lib64/libuuid.so.1", O_RDONLY) = 3
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05 |
open("/lib64/libselinux.so.1", O_RDONLY) = 3
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06 |
open("/lib64/libsepol.so.1", O_RDONLY) = 3
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07 |
open("/lib64/libc.so.6", O_RDONLY) = 3
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08 |
open("/lib64/libdl.so.2", O_RDONLY) = 3
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09 |
open("/proc/filesystems", O_RDONLY) = 3
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10 |
open("/usr/lib/locale/locale-archive", O_RDONLY) = 3
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11 |
open("/dev/null", O_RDWR) = 3
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12 |
<span style="color: #ff0000;"><strong>open("/etc/mtab", O_RDONLY) = 3
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参考资料：
http://blog.csdn.net/sealyao/article/details/6710772
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时间： 2024-09-17 03:53:57
