系統調用跟蹤命令strace和dtruss

很多時候我們希望可以看到一個進程調用了哪些API以及其調用順序,例如我們要參考某個程序的實現,但我們又無法獲得該程序的源代碼時,使用系統調用跟蹤命令不失爲一個好辦法。另外,在一些無法調試的環境上檢查問題時,我們也可以用該命令來查看程序是否按預期執行。strace和dtruss都是同一類型的命令,strace是linux系統上的,而dtruss是mac系統上的。

一、linux上的strace命令

strace常用來跟蹤進程執行時的系統調用和所接收的信號。 在Linux世界,進程不能直接訪問硬件設備,當進程需要訪問硬件設備(比如讀取磁盤文件,接收網絡數據等等)時,必須由用戶態模式切換至內核態模式,通 過系統調用訪問硬件設備。strace可以跟蹤到一個進程產生的系統調用,包括參數,返回值,執行消耗的時間。

參數

-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以外的其他調用.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


二、mac上的dtruss命令

dtruss - 使用DTrace來監視系統調用。dtruss 在進程進行系統調用的時候,進行輸出。它就像DTrace版的truss,和truss相比,它插入一些信息。值得注意的是只有在有root權限的終端下,可以使用DTrace

參數:(可通過man查看)

-a 輸出全部

-b bufsize
dynamic variable buffer size. Increase this if you notice
dynamic variable drop errors. The default is "4m" for 4
megabytes per CPU.

-c 輸出系統調用數

-d 輸出時間消耗
-e 輸出剩餘多少時間
-f 監視fork出來的進程調用

-l force printing of pid/lwpid per line

-L don't print pid/lwpid per line

-n name 跟蹤名爲name的進程
-o 輸出花在cpu上的時間

-s 輸出棧跟蹤

-p PID 監視某個pid

-t syscall 只監視某個系統調用

舉例:

執行並監控"df -h"命令的系統調用
# dtruss df -h

監控pid爲1871的進程此時之後的系統調用
# dtruss -p 1871

監控所有名爲 "tar"的進程
# dtruss -n tar

執行腳本test.sh,並監控子進程
# dtruss -f test.sh

執行"date" 命令並輸出cpu消耗和剩餘時間
# dtruss -eo date



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