Strace

strace是Linux環境下的一款程序调试工具，用來監察一個應用程序所使用的系統调用及它所接收的系統信息。

用法及特性

最常见的用途是使用strace启动程序，它会打印程序所调用的系统调用列表。这对于程序持续崩溃或行为不符合预期的情况非常有用：例如使用strace可能会显示程序正在尝试访问一个不存在或无法读取的文件。

另一种应用是使用-p标志使之打印一个正在运行进程的系统调用。当一个进程停止响应，该方法可以用于揭示停止响应的原因：例如进程正在尝试进行网络连接时被阻塞。

除此之外，strace还支持以下功能：

• 指定应该被追踪的系统调用名称的过滤器（通过-e trace=option），过滤器可以是系统调用的名称（如clone, fork, vfork）、预定义的组（如%ipc或%file）或使用正则表达式语法（strace 4.17开始支持）（如-e trace=/clock_.*）。
• 指定要被追踪的路径列表（如-P /etc/ld.so.cache）。
• 指定应该被转储I/O的文件描述符列表（-e read=和-e write=选项）。
• 计算系统调用执行时间和次数（-T，-c，-C和-w选项；-U选项用于打印额外信息，比如最小和最大系统调用执行时间）。
• 打印相对或绝对时间戳（-t和-r选项）。
• 干扰正在执行的系统调用（-e inject=syscall specification:tampering specification选项）：修改指定系统调用的返回值（:retval=；strace 4.16开始支持）和错误代码（:error=；strace 4.15开始支持）、注入信号（:signal=；strace 4.16开始支持）、延迟（:delay_enter=和:delay_exit=；strace 4.22开始支持），并在其执行时修改由系统调用参数指向的数据（:poke_enter=和:poke_exit=；strace 5.11开始支持）。
• 提取有关文件描述符的信息（包括套接字）（-y选项；-yy选项可以提供一些额外信息，比如套接字的端点地址，文件的路径和设备的主/次编号）。
• 打印堆栈信息（Stack traces），包括符号解缠（ symbol demangling，-k选项；strace 4.21开始支持）。
• 按系统调用返回状态过滤（-e status=option；strace 5.2开始支持）。
• 执行线程、进程、进程组和会话ID在跟踪中的翻译成strace的PID命名空间（英语：Linux_namespaces#Process_ID_(pid)）（--pidns-translation选项；strace 5.9开始支持）。
• 解码与进程、文件和描述符相关的SELinux上下文信息（--secontext选项；strace 5.12开始支持）。

strace支持解码某些类别的ioctl命令的参数，例如BTRFS_*、V4L2_*、DM_*（英语：Device_mapper）、NSFS_*（英语：Linux_namespaces）、MEM*、EVIO*（英语：Evdev）、KVM_*等；它还支持解码各种netlink协议。

由于strace仅详细说明系统调用，因此它无法像代码调试器（如GDB）那样用于检测问题。然而，它比代码调试器更易于使用，对于系统管理员来说是非常有用的工具。研究人员还通过记录系统调用的信息来实现系统调用重放（System call replay）。[1][2][3]

示例

以下是使用strace命令的输出示例：

user@server:~$ strace ls
...
open(".", O_RDONLY|O_NONBLOCK|O_LARGEFILE|O_DIRECTORY|O_CLOEXEC) = 3
fstat64(3, {st_mode=S_IFDIR|0755, st_size=4096, ...}) = 0
fcntl64(3, F_GETFD)                     = 0x1 (flags FD_CLOEXEC)
getdents64(3, /* 18 entries */, 4096)   = 496
getdents64(3, /* 0 entries */, 4096)    = 0
close(3)                                = 0
fstat64(1, {st_mode=S_IFIFO|0600, st_size=0, ...}) = 0
mmap2(NULL, 4096, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS, -1, 0) = 0xb7f2c000
write(1, "autofs\nbackups\ncache\nflexlm\ngames"..., 86autofsA

上面仅对在ls命令上运行时strace的输出截取一小部分进行展示。该部分系统调用包括打开当前工作目录、检查并检索其内容、最终将文件名列表写入标准输出。

类似工具

不同操作系统提供其他类似的调试工具。下面例举了一些类似的调试工具：

• Linux提供ltrace命令，可以跟踪库调用，xtrace可以跟踪X Window程序，[4]还有SystemTap（英语：SystemTap）、perf，以及扩展ftrace（英语：ftrace）的trace-cmd和KernelShark。
• AIX提供truss（英语：truss (Unix)）命令。
• HP-UX提供Tusc命令。
• Solaris / Illumos有truss和DTrace（英语：DTrace）。
• UnixWare（英语：UnixWare）提供truss命令。
• FreeBSD提供truss命令、Ktrace（英语：Ktrace）和DTrace。
• NetBSD提供Ktrace和DTrace。
• OpenBSD使用Ktrace和kdump。
• macOS提供Ktrace（10.4及更早版本），DTrace（来自Solaris）和在10.5及更高版本中提供的相关dtruss。[5]
• Microsoft Windows有一个类似的工具称为StraceNT，由Pankaj Garg编写，[6]以及一个类似的GUI工具称为Process Monitor（英语：Process_Monitor），由Sysinternals开发。

参考文献

1. Horky, Jiri. The ioapps IO profiler and IO traces replayer. 2013 [2013-09-16]. （原始内容存档于2013-11-04）. 
2. Waterland, Amos. The sreplay system call replayer. 2007 [2013-09-16]. （原始内容存档于2016-04-01）. 
3. Burton, Ariel. Workload characterization using lightweight system call tracing and reexecution (PDF). 1998 [2013-09-16]. （原始内容存档 (PDF)于2024-04-23）. 
4. XTrace - trace X protocol connections. xtrace.alioth.debian.org. [2014-08-12]. （原始内容存档于2014-08-05）. 
5. dtrace(1) Mac OS X Manual Page. Developer.apple.com. [2014-07-23]. （原始内容存档于2016-04-05）. 
6. IntellectualHeaven - Strace For Windows. intellectualheaven.com. [2015年1月29日]. （原始内容存档于2016年3月5日）. 

外部連結

• starce的幫助文件（页面存档备份，存于互联网档案馆） （英文）

参见

• lsof
• gdb
• Linux程式列表