strace是一個(gè)有用的小工具，它可以通過(guò)跟蹤系統(tǒng)調(diào)用來(lái)讓你知道一個(gè)程序在后臺(tái)所做的事情。Strace是一個(gè)基礎(chǔ)的調(diào)試工具，在大多數(shù)Linux系統(tǒng)上默認(rèn)已經(jīng)安裝；但是即便你不是在跟蹤一個(gè)問(wèn)題的時(shí)候它也是一個(gè)極好的軟件。它能告訴你很多關(guān)于一個(gè)Linux程序怎樣工作的信息。

一個(gè)系統(tǒng)調(diào)用就是一個(gè)從應(yīng)用程序到內(nèi)核的消息?，F(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的用戶程序都是運(yùn)行在一個(gè)沙箱里面：它們不允許直接與計(jì)算機(jī)交互（因此你不能像以前那樣往寄存器里面塞一些數(shù)據(jù)來(lái)完成某些工作）。取而代之的是，每當(dāng)程序需要與系統(tǒng)交互的時(shí)候，他就發(fā)送一個(gè)請(qǐng)求（系統(tǒng)調(diào)用）到內(nèi)核。Strace就是用來(lái)跟蹤這些消息的。因此請(qǐng)記住，如果你有一會(huì)兒看不到任何strace的輸出，這也并不代表你的程序發(fā)生了阻塞。很有可能是程序在自己的沙箱里面做某些事情，而這些事情并不需要與系統(tǒng)的其它部分發(fā)生通信。

用法

Strace程序固然能做這些事情，但它總是直接將所有的東西輸出到標(biāo)準(zhǔn)錯(cuò)誤文件（也就是屏幕）。就像你將看到的那樣，它會(huì)產(chǎn)生大量的輸出；因此通常來(lái)說(shuō)你最好用-o選項(xiàng)來(lái)設(shè)置一個(gè)輸出文件：

strace -o outputfile.txt program

有一些編輯器（如vim）能夠?qū)trace的輸出進(jìn)行語(yǔ)法高亮顯示。這意味著文件的不同部分，以及每一行的不同部分都會(huì)用不同的顏色來(lái)顯示。這個(gè)功能相當(dāng)有用，我強(qiáng)烈建議你使用一個(gè)這樣的編輯器來(lái)查看strace的輸出。

命令輸出解釋

試一試strace -o strace.out ls –l，然后用你喜歡的編輯器打開(kāi)strace.out，并且啟用語(yǔ)法高亮。

在深入探索細(xì)節(jié)之前，先來(lái)看看每一行的基本結(jié)構(gòu)。Strace記錄了程序所發(fā)出的每一次系統(tǒng)調(diào)用，并且各自顯示在單獨(dú)的一行中。系統(tǒng)調(diào)用的名字出現(xiàn)在每一行的起始，參數(shù)出現(xiàn)在括號(hào)里面，返回值則在等號(hào)后面，是一行的終結(jié)。命令ls –l的頭幾行輸出基本上是如下這個(gè)樣子：

execve("/bin/ls", ["ls", "-l"], [/* 21 vars */])      = 0
brk(0)                                                = 0x619000
mmap(NULL, 4096, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS, -1, 0) = 0x2b412f2b9000
uname({sys="Linux", node="juliet.example.com", ...})  = 0

第一行顯示的是一個(gè)execve的系統(tǒng)調(diào)用，其參數(shù)如下：

1. 當(dāng)前可執(zhí)行程序的位置 (/bin/ls)
2. 一個(gè)從命令行傳遞過(guò)來(lái)的參數(shù)數(shù)組 (ls與-l)
3. 一個(gè)指向21個(gè)環(huán)境變量的指針，也是傳遞給該程序的。

返回值為0，表示執(zhí)行成功。這就是所有系統(tǒng)調(diào)用都相同的基本結(jié)構(gòu)。

所有在后臺(tái)的內(nèi)幕

接下來(lái)的幾行跟內(nèi)存管理有關(guān)。Brk改變數(shù)據(jù)段的大小，而mmap用來(lái)返回一個(gè)進(jìn)程可用的內(nèi)存位置。（如需要更多信息，請(qǐng)嘗試man 2 mmap。）

再下面一行是uname系統(tǒng)調(diào)用，用來(lái)顯示系統(tǒng)的詳細(xì)信息。Uname所返回的是一個(gè)指針，它指向存儲(chǔ)這些信息的一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)調(diào)用經(jīng)常會(huì)返回指針：這是一個(gè)內(nèi)存引用，告訴你到哪里去尋找這些信息。如果你是一臺(tái)計(jì)算機(jī)，這非常有用，但如果你是一個(gè)人就未必了；因此為了方便起見(jiàn)，每當(dāng)__strace__看到一個(gè)指針的時(shí)候，它就自動(dòng)幫你進(jìn)行查找，然后返回（一部分）指針指向的內(nèi)容。這正是上面在uname系統(tǒng)調(diào)用那里所發(fā)生的事情。

如果你繼續(xù)查看strace的輸出，你就會(huì)看到很多access和open的調(diào)用。Access查找一個(gè)文件（如果沒(méi)找到就返回-1和一個(gè)錯(cuò)誤碼），然后檢查當(dāng)前程序是否有訪問(wèn)權(quán)限。Open試圖打開(kāi)一個(gè)文件，如果成功的話就會(huì)將其連接到一個(gè)文件句柄（從3開(kāi)始，因?yàn)?-2被用于STDIN、STDOUT和STDERR）并返回這個(gè)句柄。然后，fstat會(huì)獲取連接到該句柄的文件的有關(guān)信息，句柄通過(guò)第一個(gè)參數(shù)傳遞而來(lái)，就像這樣（注意第二個(gè)參數(shù)是一個(gè)指針?。?/p>

fstat(3, {st_mode=S_IFREG|0644, st_size=53482, ...}) = 0

在另一個(gè)mmap調(diào)用以后，文件將會(huì)被關(guān)閉。在ls的輸出中，你會(huì)看到這個(gè)序列在庫(kù)文件上面重復(fù)許多遍。而在那以后，對(duì)于每一個(gè)列出的文件還有l(wèi)stat、lgetxattr和getxattr等調(diào)用。這都是對(duì)每個(gè)文件獲取信息用的。最后，每個(gè)文件都會(huì)按這種方式寫(xiě)到輸出文件：

stat("/etc/localtime", {st_mode=S_IFREG|0644, st_size=3661, ...}) = 0
write(1, "-rw-------  1 juliet juliet    10"..., 72) = 72

編號(hào)為1和2的文件句柄 (STDOUT和STDERR)將會(huì)關(guān)閉，于是一切都完成了。

結(jié)論

這只是一個(gè)關(guān)于閱讀strace輸出的非常快速的介紹。要深入理解的話，最好的建議是去查看每個(gè)系統(tǒng)調(diào)用的手冊(cè)頁(yè)（man 2 <系統(tǒng)調(diào)用名>），并且嘗試著在各種程序中使用strace跟蹤輸出。在各種語(yǔ)言的‘Hello, World’程序上使用strace是一件非常有趣的事情。你還可以檢查某個(gè)已經(jīng)在運(yùn)行的程序，然后用strace的-p PID選項(xiàng)來(lái)實(shí)時(shí)連接到其中的某一個(gè)。祝你在使用strace深入解剖你的程序時(shí)其樂(lè)無(wú)窮！

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