strace

1 功能說明


strace 命令是一種強大的工具, 能夠顯示任何由用戶空間程式發出的系統調用. strace 顯示這些調用的參數並返回符號形式的值. strace 從內核接收信息, 而且無需以任何特別的方式來構建內核. strace 的每一行輸出包括系統調用名稱, 然後是參數和返回值.

下面記錄幾個常用option:

-f -F選項告訴strace同時跟蹤fork和vfork出來的進程

-o xxx.txt 輸出到某個文檔.

-e execve 只記錄 execve 這類系統調用.




2 詳細用法


usage: strace [-dffhiqrtttTvVxx] [-a column] [-e expr] ... [-o file]

             [-p pid] ... [-s strsize] [-u username] [-E var=val] ...

             [command [arg ...]]

  or: strace -c [-e expr] ... [-O overhead] [-S sortby] [-E var=val] ...

             [command [arg ...]]

-c -- count time, calls, and errors for each syscall and report summary

-f -- follow forks, -ff -- with output into separate files

-F -- attempt to follow vforks, -h -- print help message

-i -- print instruction pointer at time of syscall

-q -- suppress messages about attaching, detaching, etc.

-r -- print relative timestamp, -t -- absolute timestamp, -tt -- with usecs

-T -- print time spent in each syscall, -V -- print version

-v -- verbose mode: print unabbreviated argv, stat, termio[s], etc. args

-x -- print non-ascii strings in hex, -xx -- print all strings in hex

-a column -- alignment COLUMN for printing syscall results (default 40)

-e expr -- a qualifying expression: option=[!]all or option=[!]val1[,val2]...

  options: trace, abbrev, verbose, raw, signal, read, or write

-o file -- send trace output to FILE instead of stderr

-O overhead -- set overhead for tracing syscalls to OVERHEAD usecs

-p pid -- trace process with process id PID, may be repeated

-s strsize -- limit length of print strings to STRSIZE chars (default 32)

-S sortby -- sort syscall counts by: time, calls, name, nothing (default time)

-u username -- run command as username handling setuid and/or setgid

-E var=val -- put var=val in the environment for command

-E var -- remove var from the environment for command




3 參數說明


-c 統計每一系統調用的所執行的時間,次數和出錯的次數等.

-d 輸出strace關於標準錯誤的調試信息.

-f 跟蹤由fork調用所產生的子進程.

-ff 如果提供-o filename,則所有進程的跟蹤結果輸出到相應的filename.pid中,pid是各進程的進程號.

-F 嘗試跟蹤vfork調用.在-f時,vfork不被跟蹤.

-h 輸出簡要的幫助信息.

-i 輸出系統調用的入口指針.

-q 禁止輸出關於脫離的消息.

-r 打印出相對時間關於每一個系統調用.

-t 在輸出中的每一行前加上時間信息.

-tt 在輸出中的每一行前加上時間信息,微秒級.

-ttt 微秒級輸出,以秒了表示時間.

-T 顯示每一調用所耗的時間.

-v 輸出所有的系統調用.一些調用關於環境變量,狀態,輸入輸出等調用由於使用頻繁,默認不輸出.

-V 輸出strace的版本信息.

-x 以十六進制形式輸出非標準字符串.

-xx 所有字符串以十六進制形式輸出.

-a column 設置返回值的輸出位置.默認 爲40.

-e expr 指定一個表達式,用來控制如何跟蹤.格式如下:

[qualifier=][!]value1[,value2]...

qualifier只能是 trace,abbrev,verbose,raw,signal,read,write其中之一.value是用來限定的符號或數字.默認的 qualifier是 trace.感嘆號是否定符號.例如-eopen等價於 -e trace=open,表示只跟蹤open調用.而-etrace!=open表示跟蹤除了open以外的其它調用.有兩個特殊的符號 all 和 none. 注意有些shell使用!來執行歷史記錄裏的命令,所以要使用\\.

-e trace=set 只跟蹤指定的系統調用.例如:-e trace=open,close,rean,write表示只跟蹤這四個系統調用.默認的爲set=all.

-e trace=file 只跟蹤有關文件操作的系統調用.

-e trace=process 只跟蹤有關進程控制的系統調用.

-e trace=network 跟蹤與網絡有關的所有系統調用.

-e strace=signal 跟蹤所有與系統信號有關的系統調用.

-e trace=ipc 跟蹤所有與進程通訊有關的系統調用.

-e abbrev=set 設定strace輸出的系統調用的結果集.-v 等與 abbrev=none.默認爲abbrev=all.

-e raw=set 將指定的系統調用的參數以十六進制顯示.

-e signal=set 指定跟蹤的系統信號.默認爲all.如 signal=!SIGIO(或者signal=!io),表示不跟蹤SIGIO信號.

-e read=set 輸出從指定文件中讀出的數據.例如-e read=3,5

-e write=set 輸出寫入到指定文件中的數據.

-o filename 將strace的輸出寫入文件filename

-p pid 跟蹤指定的進程pid.

-s strsize 指定輸出的字符串的最大長度.默認爲32.文件名一直全部輸出.

-u username 以username 的UID和GID執行被跟蹤的命令.

1 用strace調試程序

在理想世界裏, 每當一個程序不能正常執行一個功能 時, 它就會給出一個有用的錯誤提示, 告訴在足夠的改正錯誤的線索. 但遺憾的是, 我們不是生活在理想世界裏, 起碼不總是生活在理想世界裏. 有時 候一個程序出現了問題, 無法找到原因. 這就是調試程序出現的原因. strace是一個必不可少的調試工具, strace用來監視系統調用. 不僅 可以調試一個新開始的程序, 也可以調試一個已經在運行的程序(把strace綁定到一個已有的PID上 面).

首先讓我們看一個真實的例子:

啓動KDE時出現問題, 前一段時間, 我在啓動KDE的時候出了問題, KDE 的錯誤信息無法給我任何有幫助的線索.


_KDE_IceTransSocketCreateListener: failed to bind listener
_KDE_IceTransSocketUNIXCreateListener: ...SocketCreateListener() failed
_KDE_IceTransMakeAllCOTSServerListeners: failed to create listener for local

Cannot establish any listening sockets DCOPServer self-test failed.


對我來說這個錯誤信息沒有太多意義, 只是一個對KDE 來說至關重要的負責進程間通信的程序無法啓動. 我還可以知道這個錯誤和ICE協議(Inter Client Exchange)有關, 除此之 外, 我不知道什麼是KDE啓動出錯的原因. 我決定採用strace看一下在啓動 dcopserver時到底程序做了什麼:


strace -f -F -o ~/dcop-strace.txt dcopserver


這裏 -f -F選項告訴strace同時跟蹤fork 和vfork出來的進程, -o選項把所有strace輸出寫到~/dcop-strace.txt裏 面, dcopserver是要啓動和調試的程 序. 再次出現錯誤之後, 我檢查了錯誤輸出文件dcop-strace.txt, 文件裏有很多系統調用的記錄. 在程序運行出錯前的有關記錄如下:


其中第一行顯示程序試圖創建/tmp/.ICE- unix目錄, 權限爲0777, 這個操作因爲目錄已經存在而失敗了. 第二個系統調用(lstat64)檢查了目錄狀態, 並顯示這個目錄的權限是 0755, 這裏出現了第一個程序運行錯誤的線索: 程序試圖創建屬性爲0777的目錄, 但是已經存在了一個屬性爲 0755的目錄. 第三個系統調用 (unlink)試圖刪除一個文件, 但是這個文件並不存在. 這並不奇怪, 因爲這個操作只是試圖刪掉可能存在的老文件.

但是, 第四行確認了錯誤所在. 它試圖綁定到/tmp /.ICE-unix/dcop27207-1066844596, 但是出現了拒絕訪問錯誤. ICE_unix目錄的用戶和組都是root, 並且只 有所有者具有寫權限. 一個非root用戶無法在這個目錄下面建立文件, 如果把目錄屬性改成0777,  則前面的操作有可能可以執行, 而這正是第一 步錯誤出現時進行過的操作.

所以我運行了chmod 0777 /tmp /.ICE-unix之後KDE就可以正常啓動了, 問題解決了, 用strace進行跟蹤調試只需要花很短的幾分鐘時間跟蹤程序運行, 然後檢查並分析 輸出文件.

說明: 運行chmod 0777只是一個測試, 一般 不要把一個目錄設置成所有用戶可讀寫, 同時不設置粘滯位(sticky bit). 給目錄設置粘滯位可以阻止一個用戶隨意刪除可寫目錄下面其它人的文 件. 一般會發現/tmp目錄因爲這個原因設置了粘滯位. KDE可以正常啓動之後, 運行chmod +t /tmp/.ICE-unix 給.ICE_unix設置粘滯位.




2 用strace解決庫依賴問題


starce 的另一個用處是解決和動態庫相關的問題. 當對一個可執行文件運行ldd 時, 它會告訴程序使用的動態庫和找到動態庫的位置. 但是如果正在使用一個比較老的glibc版本(2.2或更早), 可能會有一個有bug的ldd程 序, 它可能會報告在一個目錄下發現一個動態庫, 但是真正運行程序時動態連接程序 (/lib/ld-linux.so.2)卻可能到另外一個目錄去找 動態連接庫. 這通常因爲/etc/ld.so.conf和 /etc/ld.so.cache文件不一致, 或者/etc/ld.so.cache被破 壞. 在glibc 2.3.2版本上這個錯誤不會出現, 可能ld-linux的這個bug已經被解決了.

儘管這樣, ldd並不能把所有程序依賴的動態庫列出 來, 系統調用dlopen可以在需要的時候自動調入需要的動態庫, 而這些庫可能不會被ldd列出來. 作爲glibc的一部分的 NSS(Name Server Switch)庫就是一個典型的例子, NSS的一個作用就是告訴應用程序到哪裏去尋找系統帳號數據庫. 應用程序不會 直接連接到NSS庫, glibc則會通 過dlopen自動調入NSS庫. 如果這樣的庫偶然丟失, 不會被告知存在庫依賴問題, 但這樣的程序就無法 通過用戶名解析得到用戶ID了.

讓我 們看一個例子:

whoami程序會給出自己的用戶名, 這個程序在一些 需要知道運行程序的真正用戶的腳本程序裏面非常有用, whoami的一個示 例輸出如下:  


27207 mkdir("/tmp/.ICE-unix", 0777) = -1 EEXIST (File exists)
27207 lstat64("/tmp/.ICE-unix", {st_mode=S_IFDIR|S_ISVTX|0755, st_size=4096, ...}) = 0
27207 unlink("/tmp/.ICE-unix/dcop27207-1066844596") = -1 ENOENT (No such file or directory)
27207 bind(3, {sin_family=AF_UNIX, path="/tmp/.ICE-unix/dcop27207-1066844596"}, 38) = -1 EACCES (Permission denied)
27207 write(2, "_KDE_IceTrans", 13) = 13
27207 write(2, "SocketCreateListener: failed to "..., 46) = 46
27207 close(3) = 0 27207 write(2, "_KDE_IceTrans", 13) = 13
27207 write(2, "SocketUNIXCreateListener: ...Soc"..., 59) = 59
27207 umask(0) = 0 27207 write(2, "_KDE_IceTrans", 13) = 13
27207 write(2, "MakeAllCOTSServerListeners: fail"..., 64) = 64
27207 write(2, "Cannot establish any listening s"..., 39) = 39


假設因爲某種原因在升級 glibc的過程中負責用戶名 和用戶ID轉換的庫NSS丟失, 我們可以通過把nss庫改名來模擬這個環境:  


# whoami
root


這裏可以看到, 運行whoami時出現了錯 誤, ldd程序的輸出不會提供有用的幫助:  


只會看到whoami依賴Libc.so.6和ld-linux.so.2, 它沒有給出運行 whoami所必須的其它庫. 這裏時用strace跟蹤 whoami時的輸出:  


# mv /lib/libnss_files.so.2 /lib/libnss_files.so.2.backup
# whoami
whoami: cannot find username for UID 0


可以發現在不同目錄下面查找libnss.so.2的嘗 試, 但是都失敗了. 如果沒有strace這樣的工具, 很難發現這個錯誤是由於缺少動態庫造成的. 現在只需要找到libnss.so.2並把它放回 到正確的位置就可以了.




3 限制strace只跟蹤特定的系統調用


如果 已經知道要找什麼, 可以讓strace只跟蹤一些類型的系統調用. 例如, 需要看看在configure腳本里面執行的程序, 需要監視的系統調用就 是execve. 讓strace只記錄execve的調用用這個命令:  


# ldd /usr/bin/whoami
libc.so.6 => /lib/libc.so.6 (0x4001f000)
/lib/ld-linux.so.2 => /lib/ld-linux.so.2 (0x40000000)


部分輸出結果爲:  


已經看到了, strace不僅可以被程序員使用, 普 通系統管理員和用戶也可以使用strace來調試系統錯誤. 必須承認, strace的輸出不總是容易理解, 但是很多輸出對大多數人來說是不重要 的. 會慢慢學會從大量輸出中找到可能需要的信息, 像權限錯誤, 文件未找到之類的, 那時strace就會成爲一個有力的工具了.

使用例子(來自網絡)

strace是一個有用的小工具 – 大多數Linux系統默認已經安裝 – 可以通過跟蹤系統調用來讓你知道一個程序在後臺所做的事情。Strace是一個基礎的調試工具;但是即便你不是在跟蹤一個問題的時候它也是一個極好的軟件。它能告訴你很多關於一個Linux程序怎樣工作的信息。
  一個系統調用就是一個從應用程序到內核的消息。現代計算機系統中的用戶程序都是運行在一個沙箱裏面:它們不允許直接與計算機交互(因此你不能像以前那樣往寄存器裏面塞一些數據來完成某些工作)。取而代之的是,每當程序需要與系統交互的時候,他就發送一個請求(系統調用)到內核。Strace就是用來跟蹤這些消息的。因此請記住,如果你有一會兒看不到任何strace的輸出,這也並不代表你的程序發生了阻塞。很有可能是程序在自己的沙箱裏面做某些事情,而這些事情並不需要與系統的其它部分發生通信。


用法(詳細可見第二頁):
  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準錯誤文件(也就是屏幕)。就像你將看到的那樣,它會產生大量的輸出;因此通常來說你最好用-o選項來設置一個輸出文件:
  strace -o outputfile.txt program
  有一些編輯器(如vim)能夠對strace的輸出進行語法高亮顯示。這意味着文件的不同部分,以及每一行的不同部分都會用不同的顏色來顯示。這個功能相當有用,我強烈建議你使用一個這樣的編輯器來查看strace的輸出。


命令輸出解釋:
  試一試strace -o strace.out ls –l,然後用你喜歡的編輯器打開strace.out,並且啓用語法高亮。
  在深入探索細節之前,先來看看每一行的基本結構。Strace記錄了程序所發出的每一次系統調用,並且各自顯示在單獨的一行中。系統調用的名字出現在每一行的起始,參數出現在括號裏面,返回值則在等號後面,是一行的終結。命令ls –l的頭幾行輸出基本上是如下這個樣子:
  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execve的系統調用,其參數如下:
  ·當前可執行程序的位置 (/bin/ls)
  ·一個從命令行傳遞過來的參數數組 (ls與-l)
  ·一個指向21個環境變量的指針,也是傳遞給該程序的。
  返回值爲0,表示執行成功。這就是所有系統調用都相同的基本結構。
  所有在後臺的內幕
  接下來的幾行跟內存管理有關。Brk改變數據段的大小,而mmap用來返回一個進程可用的內存位置。(如需要更多信息,請嘗試man 2 mmap。)
  再下面一行是uname系統調用,用來顯示系統的詳細信息。Uname所返回的是一個指針,它指向存儲這些信息的一個數據結構。系統調用經常會返回指針:這是一個內存引用,告訴你到哪裏去尋找這些信息。如果你是一臺計算機,這非常有用,但如果你是一個人就未必了;因此爲了方便起見,每當__strace__看到一個指針的時候,它就自動幫你進行查找,然後返回(一部分)指針指向的內容。這正是上面在uname系統調用那裏所發生的事情。
  如果你繼續查看strace的輸出,你就會看到很多access和open的調用。Access查找一個文件(如果沒找到就返回-1和一個錯誤碼),然後檢查當前程序是否有訪問權限。Open試圖打開一個文件,如果成功的話就會將其連接到一個文件句柄(從3開始,因爲0-2被用於STDIN、STDOUT和STDERR)並返回這個句柄。然後,fstat會獲取連接到該句柄的文件的有關信息,句柄通過第一個參數傳遞而來,就像這樣(注意第二個參數是一個指針!):
  fstat(3, {st_mode=S_IFREG|0644, st_size=53482, ...}) = 0
  在另一個mmap調用以後,文件將會被關閉。在ls的輸出中,你會看到這個序列在庫文件上面重複許多遍。而在那以後,對於每一個列出的文件還有lstat、lgetxattr和getxattr等調用。這都是對每個文件獲取信息用的。最後,每個文件都會按這種方式寫到輸出文件:
  stat("/etc/localtime", {st_mode=S_IFREG|0644, st_size=3661, ...}) = 0
  write(1, "-rw-------  1 juliet juliet    10"..., 72) = 72
  編號爲1和2的文件句柄 (STDOUT和STDERR)將會關閉,於是一切都完成了。


  這只是一個關於閱讀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系統調用的手冊頁(man 2 <系統調用名>),並且嘗試着在各種程序中使用strace跟蹤輸出。在各種語言的‘Hello, World’程序上使用strace是一件非常有趣的事情。你還可以檢查某個已經在運行的程序,然後用strace的-p PID選項來實時連接到其中的某一個。祝你在使用strace深入解剖你的程序時其樂無窮!

linux的strace命令(詳解)
下文詳細講述linux下的strace命令的用法。


強大的strace 命令工具,它能夠顯示所有由用戶空間程序發出的系統調用。

  strace 顯示這些調用的參數並返回符號形式的值。strace 從內核接收信息,而且不需要以任何特殊的方式來構建內核。
  下面記錄幾個常用 option .
  1 -f -F選項告訴strace同時跟蹤fork和vfork出來的進程
  2 -o xxx.txt 輸出到某個文件。
  3 -e execve 只記錄 execve 這類系統調用
  —————————————————
  進程無法啓動,軟件運行速度突然變慢,程序的”SegmentFault”等等都是讓每個Unix系統用戶頭痛的問題,
  本文通過三個實際案例演示如何使用truss、strace和ltrace這三個常用的調試工具來快速診斷軟件的”疑難雜症”。


  truss和strace用來跟蹤一個進程的系統調用或信號產生的情況,而 ltrace用來跟蹤進程調用庫函數的情況。truss是早期爲System V R4開發的調試程序,包括Aix、FreeBSD在內的大部分Unix系統都自帶了這個工具;
  而strace最初是爲SunOS系統編寫的,ltrace最早出現在GNU/DebianLinux中。
  這兩個工具現在也已被移植到了大部分Unix系統中,大多數Linux發行版都自帶了strace和ltrace,而FreeBSD也可通過Ports安裝它們。

  你不僅可以從命令行調試一個新開始的程序,也可以把truss、strace或ltrace綁定到一個已有的PID上來調試一個正在運行的程序。三個調試工具的基本使用方法大體相同,下面僅介紹三者共有,而且是最常用的三個命令行參數:

  -f :除了跟蹤當前進程外,還跟蹤其子進程。
  -o file :將輸出信息寫到文件file中,而不是顯示到標準錯誤輸出(stderr)。
  -p pid :綁定到一個由pid對應的正在運行的進程。此參數常用來調試後臺進程。

   使用上述三個參數基本上就可以完成大多數調試任務了,下面舉幾個命令行例子:
  truss -o ls.truss ls -al: 跟蹤ls -al的運行,將輸出信息寫到文件/tmp/ls.truss中。
  strace -f -o vim.strace vim: 跟蹤vim及其子進程的運行,將輸出信息寫到文件vim.strace。
  ltrace -p 234: 跟蹤一個pid爲234的已經在運行的進程。

   三個調試工具的輸出結果格式也很相似,以strace爲例:

  brk(0) = 0×8062aa8
  brk(0×8063000) = 0×8063000
  mmap2(NULL, 4096, PROT_READ, MAP_PRIVATE, 3, 0×92f) = 0×40016000

  每一行都是一條系統調用,等號左邊是系統調用的函數名及其參數,右邊是該調用的返回值。 truss、strace和ltrace的工作原理大同小異,都是使用ptrace系統調用跟蹤調試運行中的進程,詳細原理不在本文討論範圍內,有興趣可以參考它們的源代碼。
  舉兩個實例演示如何利用這三個調試工具診斷軟件的”疑難雜症”:

案例一:運行clint出現Segment Fault錯誤

  操作系統:FreeBSD-5.2.1-release
  clint是一個C++靜態源代碼分析工具,通過Ports安裝好之後,運行:

  # clint foo.cpp
  Segmentation fault (core dumped)
   在Unix系統中遇見”Segmentation Fault”就像在MS Windows中彈出”非法操作”對話框一樣令人討厭。OK,我們用truss給clint”把把脈”:

  # truss -f -o clint.truss clint
  Segmentation fault (core dumped)
  # tail clint.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 ‘No such file or directory’
  SIGNAL 11
  SIGNAL 11
  Process stopped because of: 16
  process exit, rval = 139
  我們用truss跟蹤clint的系統調用執行情況,並把結果輸出到文件clint.truss,然後用tail查看最後幾行。
  注意看clint執行的最後一條系統調用(倒數第五行):stat(”/root/.clint/plugins”,0xbfbfe680) ERR#2 ‘No such file or directory’,問題就出在這裏:clint找不到目錄”/root/.clint/plugins”,從而引發了段錯誤。怎樣解決?很簡單: mkdir -p /root/.clint/plugins,不過這次運行clint還是會”Segmentation Fault”9。繼續用truss跟蹤,發現clint還需要這個目錄”/root/.clint/plugins/python”,建好這個目錄後 clint終於能夠正常運行了。

案例二:vim啓動速度明顯變慢

  操作系統:FreeBSD-5.2.1-release
  vim版本爲6.2.154,從命令行運行vim後,要等待近半分鐘才能進入編輯界面,而且沒有任何錯誤輸出。仔細檢查了.vimrc和所有的vim腳本都沒有錯誤配置,在網上也找不到類似問題的解決辦法,難不成要hacking source code?沒有必要,用truss就能找到問題所在:

  # truss -f -D -o vim.truss vim

  這裏-D參數的作用是:在每行輸出前加上相對時間戳,即每執行一條系統調用所耗費的時間。我們只要關注哪些系統調用耗費的時間比較長就可以了,用less仔細查看輸出文件vim.truss,很快就找到了疑點:

  735: 0.000021511 socket(0×2,0×1,0×0) = 4 (0×4)
  735: 0.000014248 setsockopt(0×4,0×6,0×1,0xbfbfe3c8,0×4) = 0 (0×0)
  735: 0.000013688 setsockopt(0×4,0xffff,0×8,0xbfbfe2ec,0×4) = 0 (0×0)
  735: 0.000203657 connect(0×4,{ AF_INET 10.57.18.27:6000 },16) ERR#61 ‘Connection refused’
  735: 0.000017042 close(4) = 0 (0×0)
  735: 1.009366553 nanosleep(0xbfbfe468,0xbfbfe460) = 0 (0×0)
  735: 0.000019556 socket(0×2,0×1,0×0) = 4 (0×4)
  735: 0.000013409 setsockopt(0×4,0×6,0×1,0xbfbfe3c8,0×4) = 0 (0×0)
  735: 0.000013130 setsockopt(0×4,0xffff,0×8,0xbfbfe2ec,0×4) = 0 (0×0)
  735: 0.000272102 connect(0×4,{ AF_INET 10.57.18.27:6000 },16) ERR#61 ‘Connection refused’
  735: 0.000015924 close(4) = 0 (0×0)
  735: 1.009338338 nanosleep(0xbfbfe468,0xbfbfe460) = 0 (0×0)

  vim試圖連接10.57.18.27這臺主機的6000端口(第四行的connect()),連接失敗後,睡眠一秒鐘繼續重試(第6行的 nanosleep())。以上片斷循環出現了十幾次,每次都要耗費一秒多鐘的時間,這就是vim明顯變慢的原因。可是,你肯定會納悶:”vim怎麼會無緣無故連接其它計算機的6000端口呢?”。問得好,那麼請你回想一下6000是什麼服務的端口?沒錯,就是X Server。看來vim是要把輸出定向到一個遠程X Server,那麼Shell中肯定定義了DISPLAY變量,查看.cshrc,果然有這麼一行:setenv DISPLAY ${REMOTEHOST}:0,把它註釋掉,再重新登錄,問題就解決了。


案例三:用調試工具掌握軟件的工作原理
  操作系統:Red Hat Linux 9.0
  用調試工具實時跟蹤軟件的運行情況不僅是診斷軟件”疑難雜症”的有效的手段,也可幫助我們理清軟件的”脈絡”,即快速掌握軟件的運行流程和工作原理,不失爲一種學習源代碼的輔助方法。下面這個案例展現瞭如何使用strace通過跟蹤別的軟件來”觸發靈感”,從而解決軟件開發中的難題的。
  大家都知道,在進程內打開一個文件,都有唯一一個文件描述符(fd:file descriptor)與這個文件對應。而本人在開發一個軟件過程中遇到這樣一個問題:
  已知一個fd,如何獲取這個fd所對應文件的完整路徑?不管是Linux、FreeBSD或是其它Unix系統都沒有提供這樣的API,怎麼辦呢?我們換個角度思考:Unix下有沒有什麼軟件可以獲取進程打開了哪些文件?如果你經驗足夠豐富,很容易想到lsof,使用它既可以知道進程打開了哪些文件,也可以瞭解一個文件被哪個進程打開。好,我們用一個小程序來試驗一下lsof,看它是如何獲取進程打開了哪些文件。lsof: 顯示進程打開的文件。

  /* testlsof.c */
  #include #include #include #include #include
  int main(void)
  {
   open(”/tmp/foo”, O_CREAT|O_RDONLY); /* 打開文件/tmp/foo */
   sleep(1200); /* 睡眠1200秒,以便進行後續操作 */
   return 0;
  }

  將testlsof放入後臺運行,其pid爲3125。命令lsof -p 3125查看進程3125打開了哪些文件,我們用strace跟蹤lsof的運行,輸出結果保存在lsof.strace中:

  # gcc testlsof.c -o testlsof
  # ./testlsof &
  [1] 3125
  # strace -o lsof.strace lsof -p 3125

  我們以”/tmp/foo”爲關鍵字搜索輸出文件lsof.strace,結果只有一條:


  # grep ‘/tmp/foo’ lsof.strace
  readlink(”/proc/3125/fd/3″, “/tmp/foo”, 4096) = 8

  原來lsof巧妙的利用了/proc/nnnn/fd/目錄(nnnn爲pid):Linux內核會爲每一個進程在/proc/建立一個以其pid爲名的目錄用來保存進程的相關信息,而其子目錄fd保存的是該進程打開的所有文件的fd。目標離我們很近了。好,我們到/proc/3125/fd/看個究竟:

  # cd /proc/3125/fd/
  # ls -l
  total 0
  lrwx—— 1 root root 64 Nov 5 09:50 0 -> /dev/pts/0
  lrwx—— 1 root root 64 Nov 5 09:50 1 -> /dev/pts/0
  lrwx—— 1 root root 64 Nov 5 09:50 2 -> /dev/pts/0
  lr-x—— 1 root root 64 Nov 5 09:50 3 -> /tmp/foo
  # readlink /proc/3125/fd/3
  /tmp/foo

  答案已經很明顯了:/proc/nnnn/fd/目錄下的每一個fd文件都是符號鏈接,而此鏈接就指向被該進程打開的一個文件。我們只要用readlink()系統調用就可以獲取某個fd對應的文件了,代碼如下:


  #include #include #include #include #include #include
  int get_pathname_from_fd(int fd, char pathname[], int n)
  {
   char buf[1024];
   pid_t pid;
   bzero(buf, 1024);
   pid = getpid();
   snprintf(buf, 1024, “/proc/%i/fd/%i”, pid, fd);
   return readlink(buf, pathname, n);
  }
  int main(void)
  {
   int fd;
   char pathname[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);
   return 0;
  }

  出於安全方面的考慮,在FreeBSD 5 之後系統默認已經不再自動裝載proc文件系統,因此,要想使用truss或strace跟蹤程序,你必須手工裝載proc文件系統:mount -t procfs proc /proc;或者在/etc/fstab中加上一行:

  proc /proc procfs rw 0 0


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