ইউনিক্স-এর মতো অপারেটিং সিস্টেমে, বহির্বিশ্ব এবং অপারেটিং সিস্টেমের সাথে একটি প্রোগ্রামের যোগাযোগ একটি ছোট ফাংশন - সিস্টেম কলের মাধ্যমে ঘটে। এর মানে হল যে ডিবাগিং উদ্দেশ্যে এটি প্রসেস দ্বারা কার্যকর করা সিস্টেম কলগুলির উপর গুপ্তচরবৃত্তি করতে উপযোগী হতে পারে।

একটি ইউটিলিটি আপনাকে লিনাক্সে প্রোগ্রামগুলির "ঘনিষ্ঠ জীবন" নিরীক্ষণ করতে সহায়তা করে strace, যা এই নিবন্ধের বিষয়. গুপ্তচর সরঞ্জাম ব্যবহারের উদাহরণ একটি সংক্ষিপ্ত ইতিহাসের সাথে রয়েছে strace এবং এই ধরনের প্রোগ্রামের ডিজাইনের বর্ণনা।

সন্তুষ্ট

• প্রজাতির উতপত্তি
• সংক্ষেপে স্ট্রেস ডিভাইস: পিগলেট ট্রেস
• বেসিক: স্ট্রেস চলমান একটি প্রোগ্রাম চালানো
• বেসিক: উড়ে যাওয়ার প্রক্রিয়ায় যোগদান
• উদাহরণ: ট্র্যাকিং চাইল্ড প্রসেস
• উদাহরণ: হ্যান্ডেলের পরিবর্তে ফাইল পাথ
• উদাহরণ: ফাইল অ্যাক্সেস ট্র্যাকিং
• উদাহরণ: মাল্টিথ্রেডেড প্রোগ্রাম
• মাস্টার ক্লাস: সিস্টেম কলের সময় প্রসেস স্ট্যাক
• মাস্টার ক্লাস: ত্রুটি ইনজেকশন
• উত্তরভাষ

প্রজাতির উতপত্তি

ইউনিক্সে প্রোগ্রাম এবং ওএস কার্নেলের মধ্যে প্রধান ইন্টারফেস হল সিস্টেম কল। সিস্টেম কল, syscalls), বহির্বিশ্বের সাথে প্রোগ্রামগুলির মিথস্ক্রিয়া তাদের মাধ্যমে একচেটিয়াভাবে ঘটে।

কিন্তু ইউনিক্সের প্রথম পাবলিক সংস্করণে (সংস্করণ 6 ইউনিক্স, 1975) ব্যবহারকারীর প্রক্রিয়ার আচরণ ট্র্যাক করার কোন সুবিধাজনক উপায় ছিল না। এই সমস্যাটি সমাধান করতে, বেল ল্যাবস পরবর্তী সংস্করণে আপডেট হবে (সংস্করণ 7 ইউনিক্স, 1979) একটি নতুন সিস্টেম কল প্রস্তাব করেছে - ptrace.

ptrace প্রাথমিকভাবে ইন্টারেক্টিভ ডিবাগারদের জন্য তৈরি করা হয়েছিল, কিন্তু 80 এর দশকের শেষের দিকে (বাণিজ্যিক যুগে সিস্টেম ভি রিলিজ 4) এই ভিত্তিতে, সংকীর্ণভাবে ফোকাসড ডিবাগার-সিস্টেম কল ট্রেসার-আবির্ভূত হয় এবং ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।

প্রথম স্ট্রেসের একই সংস্করণ পল ক্রোনেনবার্গ দ্বারা 1992 সালে একটি বন্ধ ইউটিলিটির বিকল্প হিসাবে comp.sources.sun মেলিং তালিকায় প্রকাশিত হয়েছিল। trace সূর্য থেকে। ক্লোন এবং আসল উভয়ই SunOS-এর উদ্দেশ্যে করা হয়েছিল, কিন্তু 1994 সালের মধ্যে strace সিস্টেম V, সোলারিস এবং ক্রমবর্ধমান জনপ্রিয় লিনাক্সে পোর্ট করা হয়েছিল।

আজ স্ট্রেস শুধুমাত্র লিনাক্স সমর্থন করে এবং এর উপর নির্ভর করে ptrace, অনেক এক্সটেনশন সঙ্গে overgrown.

আধুনিক (এবং খুব সক্রিয়) রক্ষণাবেক্ষণকারী strace - দিমিত্রি লেভিন. তাকে ধন্যবাদ, ইউটিলিটি উন্নত বৈশিষ্ট্যগুলি অর্জন করেছে যেমন সিস্টেম কলগুলিতে ত্রুটি ইনজেকশন, বিস্তৃত স্থাপত্যের জন্য সমর্থন এবং সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণভাবে, মাসকট. অনানুষ্ঠানিক সূত্রগুলি দাবি করেছে যে রাশিয়ান শব্দ "উটপাখি" এবং ইংরেজি শব্দ "স্ট্রেস" এর মধ্যে ব্যঞ্জনার কারণে পছন্দটি উটপাখির উপর পড়েছে।

এটাও গুরুত্বপূর্ণ যে লিনাক্স, ফ্রিবিএসডি, ওপেনবিএসডি এবং ঐতিহ্যবাহী ইউনিক্সে দীর্ঘ ইতিহাস এবং বাস্তবায়ন সত্ত্বেও ptrace সিস্টেম কল এবং ট্রেসারগুলি POSIX-এ অন্তর্ভুক্ত করা হয়নি।

সংক্ষেপে স্ট্রেস ডিভাইস: পিগলেট ট্রেস

"আপনি এটি বুঝতে পারবেন বলে আশা করা হচ্ছে না" (ডেনিস রিচি, সংস্করণ 6 ইউনিক্স সোর্স কোডে মন্তব্য)

শৈশবকাল থেকেই, আমি ব্ল্যাক বক্সগুলি দাঁড়াতে পারি না: আমি খেলনা নিয়ে খেলতাম না, তবে তাদের গঠন বোঝার চেষ্টা করতাম (প্রাপ্তবয়স্করা "ব্রেক" শব্দটি ব্যবহার করে তবে মন্দ জিহ্বাকে বিশ্বাস করবেন না)। সম্ভবত এই কারণেই প্রথম ইউনিক্সের অনানুষ্ঠানিক সংস্কৃতি এবং আধুনিক ওপেন-সোর্স আন্দোলন আমার খুব কাছাকাছি।

এই নিবন্ধটির উদ্দেশ্যে, স্ট্রেসের সোর্স কোডটি বিচ্ছিন্ন করা অযৌক্তিক, যা কয়েক দশক ধরে বেড়েছে। তবে পাঠকদের জন্য কোন গোপনীয়তা থাকা উচিত নয়। অতএব, এই জাতীয় স্ট্রেস প্রোগ্রামগুলির পরিচালনার নীতি দেখানোর জন্য, আমি একটি ক্ষুদ্র ট্রেসারের জন্য কোড সরবরাহ করব - পিগলেট ট্রেস (ptr)। এটি কীভাবে বিশেষ কিছু করতে হয় তা জানে না, তবে প্রধান জিনিসটি হ'ল প্রোগ্রামটির সিস্টেম কল - এটি আউটপুট দেয়:

$ gcc examples/piglet-trace.c -o ptr
$ ptr echo test > /dev/null
BRK(12) -> 94744690540544
ACCESS(21) -> 18446744073709551614
ACCESS(21) -> 18446744073709551614
unknown(257) -> 3
FSTAT(5) -> 0
MMAP(9) -> 140694657216512
CLOSE(3) -> 0
ACCESS(21) -> 18446744073709551614
unknown(257) -> 3
READ(0) -> 832
FSTAT(5) -> 0
MMAP(9) -> 140694657208320
MMAP(9) -> 140694650953728
MPROTECT(10) -> 0
MMAP(9) -> 140694655045632
MMAP(9) -> 140694655070208
CLOSE(3) -> 0
unknown(158) -> 0
MPROTECT(10) -> 0
MPROTECT(10) -> 0
MPROTECT(10) -> 0
MUNMAP(11) -> 0
BRK(12) -> 94744690540544
BRK(12) -> 94744690675712
unknown(257) -> 3
FSTAT(5) -> 0
MMAP(9) -> 140694646390784
CLOSE(3) -> 0
FSTAT(5) -> 0
IOCTL(16) -> 18446744073709551591
WRITE(1) -> 5
CLOSE(3) -> 0
CLOSE(3) -> 0
unknown(231)
Tracee terminated

পিগলেট ট্রেস প্রায় শত শত লিনাক্স সিস্টেম কলকে স্বীকৃতি দেয় (দেখুন। টেবিল) এবং শুধুমাত্র x86-64 আর্কিটেকচারে কাজ করে। এটি শিক্ষাগত উদ্দেশ্যে যথেষ্ট।

আসুন আমাদের ক্লোনের কাজ দেখি। লিনাক্সের ক্ষেত্রে, ডিবাগার এবং ট্রেসাররা উপরে উল্লিখিত হিসাবে, ptrace সিস্টেম কল ব্যবহার করে। এটি প্রথম আর্গুমেন্টে কমান্ড শনাক্তকারীকে পাস করে কাজ করে, যার মধ্যে আমাদের শুধুমাত্র প্রয়োজন PTRACE_TRACEME, PTRACE_SYSCALL и PTRACE_GETREGS.

ট্রেসার স্বাভাবিক ইউনিক্স শৈলীতে শুরু হয়: fork(2) একটি শিশু প্রক্রিয়া চালু করে, যা ঘুরেফিরে ব্যবহার করে exec(3) অধ্যয়ন অধীনে প্রোগ্রাম চালু. এখানে একমাত্র সূক্ষ্মতা হল চ্যালেঞ্জ ptrace(PTRACE_TRACEME) перед exec: শিশু প্রক্রিয়াটি পিতামাতার প্রক্রিয়াটি পর্যবেক্ষণ করবে বলে আশা করে:

pid_t child_pid = fork();
switch (child_pid) {
case -1:
    err(EXIT_FAILURE, "fork");
case 0:
    /* Child here */
    /* A traced mode has to be enabled. A parent will have to wait(2) for it
     * to happen. */
    ptrace(PTRACE_TRACEME, 0, NULL, NULL);
    /* Replace itself with a program to be run. */
    execvp(argv[1], argv + 1);
    err(EXIT_FAILURE, "exec");
}

অভিভাবক প্রক্রিয়া এখন কল করা উচিত wait(2) শিশু প্রক্রিয়ায়, অর্থাৎ, নিশ্চিত করুন যে ট্রেস মোডে স্যুইচ করা হয়েছে:

/* Parent */

/* First we wait for the child to set the traced mode (see
 * ptrace(PTRACE_TRACEME) above) */
if (waitpid(child_pid, NULL, 0) == -1)
    err(EXIT_FAILURE, "traceme -> waitpid");

এই মুহুর্তে, প্রস্তুতি সম্পূর্ণ হয়েছে এবং আপনি একটি অবিরাম লুপে সরাসরি সিস্টেম কল ট্র্যাক করতে যেতে পারেন।

কল ptrace(PTRACE_SYSCALL) গ্যারান্টি দেয় যে পরবর্তী wait প্যারেন্ট সিস্টেম কল চালানোর আগে বা এটি সম্পূর্ণ হওয়ার সাথে সাথেই সম্পন্ন করবে। দুটি কলের মধ্যে আপনি যেকোনো কাজ সম্পাদন করতে পারেন: কলটিকে একটি বিকল্প দিয়ে প্রতিস্থাপন করুন, আর্গুমেন্ট বা রিটার্ন মান পরিবর্তন করুন।

আমরা শুধু কমান্ড দুইবার কল করতে হবে ptrace(PTRACE_GETREGS)নিবন্ধন রাষ্ট্র পেতে rax কলের আগে (সিস্টেম কল নম্বর) এবং অবিলম্বে পরে (রিটার্ন মান)।

আসলে, চক্র:

/* A system call tracing loop, one interation per call. */
for (;;) {
    /* A non-portable structure defined for ptrace/GDB/strace usage mostly.
     * It allows to conveniently dump and access register state using
     * ptrace. */
    struct user_regs_struct registers;

    /* Enter syscall: continue execution until the next system call
     * beginning. Stop right before syscall.
     *
     * It's possible to change the system call number, system call
     * arguments, return value or even avoid executing the system call
     * completely. */
  if (ptrace(PTRACE_SYSCALL, child_pid, NULL, NULL) == -1)
      err(EXIT_FAILURE, "enter_syscall");
  if (waitpid(child_pid, NULL, 0) == -1)
      err(EXIT_FAILURE, "enter_syscall -> waitpid");

  /* According to the x86-64 system call convention on Linux (see man 2
   * syscall) the number identifying a syscall should be put into the rax
   * general purpose register, with the rest of the arguments residing in
   * other general purpose registers (rdi,rsi, rdx, r10, r8, r9). */
  if (ptrace(PTRACE_GETREGS, child_pid, NULL, &registers) == -1)
      err(EXIT_FAILURE, "enter_syscall -> getregs");

  /* Note how orig_rax is used here. That's because on x86-64 rax is used
   * both for executing a syscall, and returning a value from it. To
   * differentiate between the cases both rax and orig_rax are updated on
   * syscall entry/exit, and only rax is updated on exit. */
  print_syscall_enter(registers.orig_rax);

  /* Exit syscall: execute of the syscall, and stop on system
   * call exit.
   *
   * More system call tinkering possible: change the return value, record
   * time it took to finish the system call, etc. */
  if (ptrace(PTRACE_SYSCALL, child_pid, NULL, NULL) == -1)
      err(EXIT_FAILURE, "exit_syscall");
  if (waitpid(child_pid, NULL, 0) == -1)
      err(EXIT_FAILURE, "exit_syscall -> waitpid");

  /* Retrieve register state again as we want to inspect system call
   * return value. */
  if (ptrace(PTRACE_GETREGS, child_pid, NULL, &registers) == -1) {
      /* ESRCH is returned when a child terminates using a syscall and no
       * return value is possible, e.g. as a result of exit(2). */
      if (errno == ESRCH) {
          fprintf(stderr, "nTracee terminatedn");
          break;
      }
      err(EXIT_FAILURE, "exit_syscall -> getregs");
  }

  /* Done with this system call, let the next iteration handle the next
   * one */
  print_syscall_exit(registers.rax);
}

এটাই পুরো ট্রেসার। এখন আপনি জানেন যে পরবর্তী পোর্টিং কোথায় শুরু করবেন DTrace লিনাক্সে।

বেসিক: স্ট্রেস চলমান একটি প্রোগ্রাম চালানো

প্রথম ব্যবহারের ক্ষেত্রে strace, সম্ভবত এটি সবচেয়ে সহজ পদ্ধতি উদ্ধৃত করা মূল্যবান - একটি অ্যাপ্লিকেশন চালু করা strace.

একটি সাধারণ প্রোগ্রামের কলগুলির অন্তহীন তালিকায় না যাওয়ার জন্য, আমরা লিখি ন্যূনতম প্রোগ্রাম কাছাকাছি write:

int main(int argc, char *argv[])
{
    char str[] = "write me to stdoutn";
    /* write(2) is a simple wrapper around a syscall so it should be easy to
     * find in the syscall trace. */
    if (sizeof(str) != write(STDOUT_FILENO, str, sizeof(str))){
        perror("write");
        return EXIT_FAILURE;
    }
    return EXIT_SUCCESS;
}

আসুন প্রোগ্রামটি তৈরি করুন এবং নিশ্চিত করুন যে এটি কাজ করে:

$ gcc examples/write-simple.c -o write-simple
$ ./write-simple
write me to stdout

এবং অবশেষে, আসুন এটি স্ট্রেস নিয়ন্ত্রণে চালাই:

$ strace ./write-simple
pexecve("./write", ["./write"], 0x7ffebd6145b0 /* 71 vars */) = 0
brk(NULL)                               = 0x55ff5489e000
access("/etc/ld.so.nohwcap", F_OK)      = -1 ENOENT (No such file or directory)
access("/etc/ld.so.preload", R_OK)      = -1 ENOENT (No such file or directory)
openat(AT_FDCWD, "/etc/ld.so.cache", O_RDONLY|O_CLOEXEC) = 3
fstat(3, {st_mode=S_IFREG|0644, st_size=197410, ...}) = 0
mmap(NULL, 197410, PROT_READ, MAP_PRIVATE, 3, 0) = 0x7f7a2a633000
close(3)                                = 0
access("/etc/ld.so.nohwcap", F_OK)      = -1 ENOENT (No such file or directory)
openat(AT_FDCWD, "/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6", O_RDONLY|O_CLOEXEC) = 3
read(3, "177ELF21133>1260342"..., 832) = 832
fstat(3, {st_mode=S_IFREG|0755, st_size=2030544, ...}) = 0
mmap(NULL, 8192, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS, -1, 0) = 0x7f7a2a631000
mmap(NULL, 4131552, PROT_READ|PROT_EXEC, MAP_PRIVATE|MAP_DENYWRITE, 3, 0) = 0x7f7a2a04c000
mprotect(0x7f7a2a233000, 2097152, PROT_NONE) = 0
mmap(0x7f7a2a433000, 24576, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_FIXED|MAP_DENYWRITE, 3, 0x1e7000) = 0x7f7a2a433000
mmap(0x7f7a2a439000, 15072, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_FIXED|MAP_ANONYMOUS, -1, 0) = 0x7f7a2a439000
close(3)                                = 0
arch_prctl(ARCH_SET_FS, 0x7f7a2a6324c0) = 0
mprotect(0x7f7a2a433000, 16384, PROT_READ) = 0
mprotect(0x55ff52b52000, 4096, PROT_READ) = 0
mprotect(0x7f7a2a664000, 4096, PROT_READ) = 0
munmap(0x7f7a2a633000, 197410)          = 0
write(1, "write me to stdoutn", 20write me to stdout
)  = 20
exit_group(0)                           = ?

খুব "শব্দযুক্ত" এবং খুব শিক্ষামূলক নয়। এখানে দুটি সমস্যা রয়েছে: প্রোগ্রামের আউটপুট আউটপুটের সাথে মিশ্রিত হয় strace এবং সিস্টেম কলের প্রাচুর্য যা আমাদের আগ্রহের নয়।

আপনি -o সুইচ ব্যবহার করে প্রোগ্রামের স্ট্যান্ডার্ড আউটপুট স্ট্রীম এবং স্ট্রেস ত্রুটি আউটপুট আলাদা করতে পারেন, যা একটি আর্গুমেন্ট ফাইলে সিস্টেম কলের তালিকা পুনঃনির্দেশ করে।

এটি "অতিরিক্ত" কলগুলির সমস্যা মোকাবেলা করার জন্য অবশেষ৷ আসুন ধরে নিই যে আমরা কেবল কলগুলিতে আগ্রহী write. চাবি -e সিস্টেম কলগুলি ফিল্টার করা হবে এমন এক্সপ্রেশনগুলি আপনাকে নির্দিষ্ট করতে দেয়। সবচেয়ে জনপ্রিয় শর্ত বিকল্প, স্বাভাবিকভাবেই, trace=*, যা দিয়ে আপনি শুধুমাত্র আমাদের আগ্রহের কলগুলি ছেড়ে যেতে পারেন।

যখন একই সাথে ব্যবহার করা হয় -o и -e আমরা পাব:

$ strace -e trace=write -owrite-simple.log ./write-simple
write me to stdout
$ cat write-simple.log
write(1, "write me to stdoutn", 20
)  = 20
+++ exited with 0 +++

সুতরাং, আপনি দেখুন, এটি পড়া অনেক সহজ।

আপনি সিস্টেম কলগুলিও সরাতে পারেন, উদাহরণস্বরূপ যেগুলি মেমরি বরাদ্দ এবং ফ্রি করার সাথে সম্পর্কিত:

$ strace -e trace=!brk,mmap,mprotect,munmap -owrite-simple.log ./write-simple
write me to stdout
$ cat write-simple.log
execve("./write-simple", ["./write-simple"], 0x7ffe9972a498 /* 69 vars */) = 0
access("/etc/ld.so.nohwcap", F_OK)      = -1 ENOENT (No such file or directory)
access("/etc/ld.so.preload", R_OK)      = -1 ENOENT (No such file or directory)
openat(AT_FDCWD, "/etc/ld.so.cache", O_RDONLY|O_CLOEXEC) = 3
fstat(3, {st_mode=S_IFREG|0644, st_size=124066, ...}) = 0
close(3)                                = 0
access("/etc/ld.so.nohwcap", F_OK)      = -1 ENOENT (No such file or directory)
openat(AT_FDCWD, "/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6", O_RDONLY|O_CLOEXEC) = 3
read(3, "177ELF21133>1260342"..., 832) = 832
fstat(3, {st_mode=S_IFREG|0755, st_size=2030544, ...}) = 0
close(3)                                = 0
arch_prctl(ARCH_SET_FS, 0x7f00f0be74c0) = 0
write(1, "write me to stdoutn", 20)  = 20
exit_group(0)                           = ?
+++ exited with 0 +++

বাদ দেওয়া কলগুলির তালিকায় এস্কেপড বিস্ময়বোধক চিহ্নটি নোট করুন: এটি কমান্ড শেল দ্বারা প্রয়োজনীয়। খোল).

glibc এর আমার সংস্করণে, একটি সিস্টেম কল প্রক্রিয়াটি বন্ধ করে দেয় exit_group, ঐতিহ্যগত নয় _exit. এটি সিস্টেম কলগুলির সাথে কাজ করার অসুবিধা: প্রোগ্রামার যে ইন্টারফেসের সাথে কাজ করে তা সরাসরি সিস্টেম কলগুলির সাথে সম্পর্কিত নয়। অধিকন্তু, এটি বাস্তবায়ন এবং প্ল্যাটফর্মের উপর নির্ভর করে নিয়মিত পরিবর্তন হয়।

বেসিক: উড়ে যাওয়ার প্রক্রিয়ায় যোগদান

প্রাথমিকভাবে, ptrace সিস্টেম কল যার উপর এটি নির্মিত হয়েছিল strace, শুধুমাত্র একটি বিশেষ মোডে প্রোগ্রাম চালানোর সময় ব্যবহার করা যেতে পারে। সংস্করণ 6 ইউনিক্সের দিনে এই সীমাবদ্ধতা যুক্তিসঙ্গত বলে মনে হতে পারে। আজকাল, এটি আর যথেষ্ট নয়: কখনও কখনও আপনাকে একটি কাজের প্রোগ্রামের সমস্যাগুলি তদন্ত করতে হবে। একটি সাধারণ উদাহরণ হল একটি হ্যান্ডেল বা ঘুমের উপর অবরুদ্ধ একটি প্রক্রিয়া। তাই আধুনিক strace ফ্লাই প্রক্রিয়ায় যোগদান করতে পারেন.

হিমায়িত উদাহরণ প্রোগ্রাম:

int main(int argc, char *argv[])
{
    (void) argc; (void) argv;

    char str[] = "write men";

    write(STDOUT_FILENO, str, sizeof(str));

    /* Sleep indefinitely or until a signal arrives */
    pause();

    write(STDOUT_FILENO, str, sizeof(str));

    return EXIT_SUCCESS;
}

আসুন প্রোগ্রামটি তৈরি করি এবং নিশ্চিত করুন যে এটি হিমায়িত হয়েছে:

$ gcc examples/write-sleep.c -o write-sleep
$ ./write-sleep
./write-sleep
write me
^C
$

এখন এর সাথে যোগ দেওয়ার চেষ্টা করা যাক:

$ ./write-sleep &
[1] 15329
write me
$ strace -p 15329
strace: Process 15329 attached
pause(
^Cstrace: Process 15329 detached
 <detached ...>

কল দ্বারা প্রোগ্রাম অবরুদ্ধ pause. আসুন দেখি সে সংকেতগুলিতে কীভাবে প্রতিক্রিয়া জানায়:

$ strace -o write-sleep.log -p 15329 &
strace: Process 15329 attached
$
$ kill -CONT 15329
$ cat write-sleep.log
pause()                                 = ? ERESTARTNOHAND (To be restarted if no handler)
--- SIGCONT {si_signo=SIGCONT, si_code=SI_USER, si_pid=14989, si_uid=1001} ---
pause(
$
$ kill -TERM 15329
$ cat write-sleep.log
pause()                                 = ? ERESTARTNOHAND (To be restarted if no handler)
--- SIGCONT {si_signo=SIGCONT, si_code=SI_USER, si_pid=14989, si_uid=1001} ---
pause()                                 = ? ERESTARTNOHAND (To be restarted if no handler)
--- SIGTERM {si_signo=SIGTERM, si_code=SI_USER, si_pid=14989, si_uid=1001} ---
+++ killed by SIGTERM +++

আমরা হিমায়িত প্রোগ্রাম চালু করেছি এবং এটি ব্যবহার করে যোগদান করেছি strace. দুটি জিনিস পরিষ্কার হয়ে গেল: পজ সিস্টেম কল হ্যান্ডলার ছাড়াই সিগন্যাল উপেক্ষা করে এবং আরও মজার বিষয় হল, স্ট্রেস মনিটরগুলি কেবল সিস্টেম কলই নয়, ইনকামিং সিগন্যালও।

উদাহরণ: ট্র্যাকিং চাইল্ড প্রসেস

একটি কল মাধ্যমে প্রক্রিয়া সঙ্গে কাজ fork - সমস্ত ইউনিক্সের ভিত্তি। আসুন দেখি কিভাবে স্ট্রেস একটি সহজ "প্রজনন" এর উদাহরণ ব্যবহার করে একটি প্রক্রিয়া গাছের সাথে কাজ করে প্রোগ্রাম:

int main(int argc, char *argv[])
{
    pid_t parent_pid = getpid();
    pid_t child_pid = fork();
    if (child_pid == 0) {
        /* A child is born! */
        child_pid = getpid();

        /* In the end of the day printf is just a call to write(2). */
        printf("child (self=%d)n", child_pid);
        exit(EXIT_SUCCESS);
    }

    printf("parent (self=%d, child=%d)n", parent_pid, child_pid);

    wait(NULL);

    exit(EXIT_SUCCESS);
}

এখানে মূল প্রক্রিয়াটি একটি শিশু প্রক্রিয়া তৈরি করে, উভয়ই স্ট্যান্ডার্ড আউটপুটে লেখা:

$ gcc examples/fork-write.c -o fork-write
$ ./fork-write
parent (self=11274, child=11275)
child (self=11275)

ডিফল্টরূপে, আমরা শুধুমাত্র প্যারেন্ট প্রক্রিয়া থেকে সিস্টেম কল দেখতে পাব:

$ strace -e trace=write -ofork-write.log ./fork-write
child (self=22049)
parent (self=22048, child=22049)
$ cat fork-write.log
write(1, "parent (self=22048, child=22049)"..., 33) = 33
--- SIGCHLD {si_signo=SIGCHLD, si_code=CLD_EXITED, si_pid=22049, si_uid=1001, si_status=0, si_utime=0, si_stime=0} ---
+++ exited with 0 +++

পতাকা আপনাকে পুরো প্রক্রিয়া গাছ ট্র্যাক করতে সাহায্য করে -f, যা strace শিশু প্রক্রিয়ায় সিস্টেম কল নিরীক্ষণ করে। এটি আউটপুটের প্রতিটি লাইনে যোগ করে pid প্রক্রিয়া যা একটি সিস্টেম আউটপুট করে:

$ strace -f -e trace=write -ofork-write.log ./fork-write
parent (self=22710, child=22711)
child (self=22711)
$ cat fork-write.log
22710 write(1, "parent (self=22710, child=22711)"..., 33) = 33
22711 write(1, "child (self=22711)n", 19) = 19
22711 +++ exited with 0 +++
22710 --- SIGCHLD {si_signo=SIGCHLD, si_code=CLD_EXITED, si_pid=22711, si_uid=1001, si_status=0, si_utime=0, si_stime=0} ---
22710 +++ exited with 0 +++

এই প্রসঙ্গে, সিস্টেম কলের গ্রুপ দ্বারা ফিল্টার করা দরকারী হতে পারে:

$ strace -f -e trace=%process -ofork-write.log ./fork-write
parent (self=23610, child=23611)
child (self=23611)
$ cat fork-write.log
23610 execve("./fork-write", ["./fork-write"], 0x7fff696ff720 /* 63 vars */) = 0
23610 arch_prctl(ARCH_SET_FS, 0x7f3d03ba44c0) = 0
23610 clone(child_stack=NULL, flags=CLONE_CHILD_CLEARTID|CLONE_CHILD_SETTID|SIGCHLD, child_tidptr=0x7f3d03ba4790) = 23611
23610 wait4(-1,  <unfinished ...>
23611 exit_group(0)                     = ?
23611 +++ exited with 0 +++
23610 <... wait4 resumed> NULL, 0, NULL) = 23611
23610 --- SIGCHLD {si_signo=SIGCHLD, si_code=CLD_EXITED, si_pid=23611, si_uid=1001, si_status=0, si_utime=0, si_stime=0} ---
23610 exit_group(0)                     = ?
23610 +++ exited with 0 +++

উপায় দ্বারা, কোন সিস্টেম কল একটি নতুন প্রক্রিয়া তৈরি করতে ব্যবহার করা হয়?

উদাহরণ: হ্যান্ডেলের পরিবর্তে ফাইল পাথ

ফাইল বর্ণনাকারী জানা অবশ্যই দরকারী, তবে একটি প্রোগ্রাম অ্যাক্সেস করে এমন নির্দিষ্ট ফাইলগুলির নামগুলিও কাজে আসতে পারে।

পরবর্তী প্রোগ্রামটি অস্থায়ী ফাইলে লাইনটি লেখে:

void do_write(int out_fd)
{
    char str[] = "write me to a filen";

    if (sizeof(str) != write(out_fd, str, sizeof(str))){
        perror("write");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    char tmp_filename_template[] = "/tmp/output_fileXXXXXX";

    int out_fd = mkstemp(tmp_filename_template);
    if (out_fd == -1) {
        perror("mkstemp");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    do_write(out_fd);

    return EXIT_SUCCESS;
}

একটি সাধারণ কলের সময় strace সিস্টেম কলে পাস করা বর্ণনাকারী নম্বরের মান দেখাবে:

$ strace -e trace=write -o write-tmp-file.log ./write-tmp-file
$ cat write-tmp-file.log
write(3, "write me to a filen", 20)  = 20
+++ exited with 0 +++

পতাকা নিয়ে -y ইউটিলিটি ফাইলটির পথ দেখায় যার সাথে বর্ণনাকারীর মিল রয়েছে:

$ strace -y -e trace=write -o write-tmp-file.log ./write-tmp-file
$ cat write-tmp-file.log
write(3</tmp/output_fileCf5MyW>, "write me to a filen", 20) = 20
+++ exited with 0 +++

উদাহরণ: ফাইল অ্যাক্সেস ট্র্যাকিং

আরেকটি দরকারী বৈশিষ্ট্য: শুধুমাত্র একটি নির্দিষ্ট ফাইলের সাথে যুক্ত সিস্টেম কল প্রদর্শন করুন। পরবর্তী প্রোগ্রামটি একটি যুক্তি হিসাবে পাস করা একটি নির্বিচারে ফাইলে একটি লাইন যুক্ত করে:

void do_write(int out_fd)
{
    char str[] = "write me to a filen";

    if (sizeof(str) != write(out_fd, str, sizeof(str))){
        perror("write");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    /*
     * Path will be provided by the first program argument.
     *  */
    const char *path = argv[1];

    /*
     * Open an existing file for writing in append mode.
     *  */
    int out_fd = open(path, O_APPEND | O_WRONLY);
    if (out_fd == -1) {
        perror("open");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    do_write(out_fd);

    return EXIT_SUCCESS;
}

ডিফল্টরূপে strace অনেক অপ্রয়োজনীয় তথ্য প্রদর্শন করে। পতাকা -P একটি যুক্তি দিয়ে স্ট্রেস শুধুমাত্র নির্দিষ্ট ফাইলে কল প্রিন্ট করতে পারে:

$ strace -y -P/tmp/test_file.log -o write-file.log ./write-file /tmp/test_file.log
$ cat write-file.log
openat(AT_FDCWD, "/tmp/test_file.log", O_WRONLY|O_APPEND) = 3</tmp/test_file.log>
write(3</tmp/test_file.log>, "write me to a filen", 20) = 20
+++ exited with 0 +++

উদাহরণ: মাল্টিথ্রেডেড প্রোগ্রাম

ইউটিলিটি strace মাল্টি-থ্রেডেডের সাথে কাজ করার সময়ও সাহায্য করতে পারে প্রোগ্রাম. নিম্নলিখিত প্রোগ্রামটি দুটি স্ট্রীম থেকে স্ট্যান্ডার্ড আউটপুটে লেখে:

void *thread(void *arg)
{
    (void) arg;

    printf("Secondary thread: workingn");
    sleep(1);
    printf("Secondary thread: donen");

    return NULL;
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    printf("Initial thread: launching a threadn");

    pthread_t thr;
    if (0 != pthread_create(&thr, NULL, thread, NULL)) {
        fprintf(stderr, "Initial thread: failed to create a thread");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    printf("Initial thread: joining a threadn");
    if (0 != pthread_join(thr, NULL)) {
        fprintf(stderr, "Initial thread: failed to join a thread");
        exit(EXIT_FAILURE);
    };

    printf("Initial thread: done");

    exit(EXIT_SUCCESS);
}

স্বাভাবিকভাবেই, এটি অবশ্যই লিঙ্কারকে একটি বিশেষ শুভেচ্ছা সহ সংকলিত করা উচিত - -pthread পতাকা:

$ gcc examples/thread-write.c -pthread -o thread-write
$ ./thread-write
/thread-write
Initial thread: launching a thread
Initial thread: joining a thread
Secondary thread: working
Secondary thread: done
Initial thread: done
$

পতাকা -f, নিয়মিত প্রক্রিয়ার ক্ষেত্রে, প্রতিটি লাইনের শুরুতে প্রক্রিয়াটির পিড যোগ করবে।

স্বাভাবিকভাবেই, আমরা POSIX থ্রেড স্ট্যান্ডার্ড বাস্তবায়নের অর্থে একটি থ্রেড শনাক্তকারী সম্পর্কে কথা বলছি না, তবে লিনাক্সে টাস্ক শিডিউলারের দ্বারা ব্যবহৃত সংখ্যা সম্পর্কে কথা বলছি। পরেরটির দৃষ্টিকোণ থেকে, কোনও প্রক্রিয়া বা থ্রেড নেই - এমন কাজ রয়েছে যা মেশিনের উপলব্ধ কোরগুলির মধ্যে বিতরণ করা দরকার।

একাধিক থ্রেডে কাজ করার সময়, সিস্টেম কল অনেক বেশি হয়ে যায়:

$ strace -f -othread-write.log ./thread-write
$ wc -l thread-write.log
60 thread-write.log

শুধুমাত্র প্রক্রিয়া ব্যবস্থাপনা এবং সিস্টেম কলের মধ্যে নিজেকে সীমাবদ্ধ রাখা বোধগম্য write:

$ strace -f -e trace="%process,write" -othread-write.log ./thread-write
$ cat thread-write.log
18211 execve("./thread-write", ["./thread-write"], 0x7ffc6b8d58f0 /* 64 vars */) = 0
18211 arch_prctl(ARCH_SET_FS, 0x7f38ea3b7740) = 0
18211 write(1, "Initial thread: launching a thre"..., 35) = 35
18211 clone(child_stack=0x7f38e9ba2fb0, flags=CLONE_VM|CLONE_FS|CLONE_FILES|CLONE_SIGHAND|CLONE_THREAD|CLONE_SYSVSEM|CLONE_SETTLS|CLONE_PARENT_SETTID|CLONE_CHILD_CLEARTID, parent_tidptr=0x7f38e9ba39d0, tls=0x7f38e9ba3700, child_tidptr=0x7f38e9ba39d0) = 18212
18211 write(1, "Initial thread: joining a thread"..., 33) = 33
18212 write(1, "Secondary thread: workingn", 26) = 26
18212 write(1, "Secondary thread: donen", 23) = 23
18212 exit(0)                           = ?
18212 +++ exited with 0 +++
18211 write(1, "Initial thread: done", 20) = 20
18211 exit_group(0)                     = ?
18211 +++ exited with 0 +++

উপায় দ্বারা, প্রশ্ন. একটি নতুন থ্রেড তৈরি করতে কোন সিস্টেম কল ব্যবহার করা হয়? কিভাবে থ্রেডের জন্য এই কল প্রক্রিয়ার জন্য কল থেকে আলাদা?

মাস্টার ক্লাস: সিস্টেম কলের সময় প্রসেস স্ট্যাক

সম্প্রতি হাজির একজন strace ক্ষমতা - সিস্টেম কলের সময় ফাংশন কলের স্ট্যাক প্রদর্শন করা। সরল উদাহরণ:

void do_write(void)
{
    char str[] = "write me to stdoutn";
    if (sizeof(str) != write(STDOUT_FILENO, str, sizeof(str))){
        perror("write");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    do_write();
    return EXIT_SUCCESS;
}

স্বাভাবিকভাবেই, প্রোগ্রামের আউটপুট পতাকা ছাড়াও খুব বড় হয়ে ওঠে -k (কল স্ট্যাক ডিসপ্লে), এটি নামের দ্বারা সিস্টেম কলগুলিকে ফিল্টার করা বোধগম্য হয়:

$ gcc examples/write-simple.c -o write-simple
$ strace -k -e trace=write -o write-simple.log ./write-simple
write me to stdout
$ cat write-simple.log
write(1, "write me to stdoutn", 20)  = 20
 > /lib/x86_64-linux-gnu/libc-2.27.so(__write+0x14) [0x110154]
 > /home/vkazanov/projects-my/strace-post/write-simple(do_write+0x50) [0x78a]
 > /home/vkazanov/projects-my/strace-post/write-simple(main+0x14) [0x7d1]
 > /lib/x86_64-linux-gnu/libc-2.27.so(__libc_start_main+0xe7) [0x21b97]
 > /home/vkazanov/projects-my/strace-post/write-simple(_start+0x2a) [0x65a]
+++ exited with 0 +++

মাস্টার ক্লাস: ত্রুটি ইনজেকশন

এবং আরও একটি নতুন এবং খুব দরকারী বৈশিষ্ট্য: ত্রুটি ইনজেকশন। এখানে প্রোগ্রামটি, আউটপুট স্ট্রীমে দুটি লাইন লেখা:

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

void do_write(const char *str, ssize_t len)
{
    if (len != write(STDOUT_FILENO, str, (size_t)len)){
        perror("write");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    (void) argc; (void) argv;

    char str1[] = "write me 1n";
    do_write(str1, sizeof(str1));

    char str2[] = "write me 2n";
    do_write(str2, sizeof(str2));

    return EXIT_SUCCESS;
}

আসুন উভয় কল লিখুন ট্রেস করুন:

$ gcc examples/write-twice.c -o write-twice
$ ./write-twice
write me 1
write me 2
$ strace -e trace=write -owrite-twice.log ./write-twice
write me 1
write me 2
$ cat write-twice.log
write(1, "write me 1n", 12)          = 12
write(1, "write me 2n", 12)          = 12
+++ exited with 0 +++

এখন আমরা এক্সপ্রেশন ব্যবহার করি injectএকটি ত্রুটি সন্নিবেশ করান EBADF সব লিখতে কল:

$ strace -e trace=write -e inject=write:error=EBADF -owrite-twice.log ./write-twice
$ cat write-twice.log
write(1, "write me 1n", 12)          = -1 EBADF (Bad file descriptor) (INJECTED)
write(3, "write: Bad file descriptorn", 27) = -1 EBADF (Bad file descriptor) (INJECTED)
+++ exited with 1 +++

এটা আকর্ষণীয় কি ত্রুটি ফেরত হয় সব চ্যালেঞ্জ write, ভয়ের পিছনে লুকানো কল সহ। এটি শুধুমাত্র প্রথম কলগুলির জন্য একটি ত্রুটি ফেরত দেওয়া বোধগম্য হয়:

$ strace -e trace=write -e inject=write:error=EBADF:when=1 -owrite-twice.log ./write-twice
write: Bad file descriptor
$ cat write-twice.log
write(1, "write me 1n", 12)          = -1 EBADF (Bad file descriptor) (INJECTED)
write(3, "write: Bad file descriptorn", 27) = 27
+++ exited with 1 +++

অথবা দ্বিতীয়টি:

$ strace -e trace=write -e inject=write:error=EBADF:when=2 -owrite-twice.log ./write-twice
write me 1
write: Bad file descriptor
$ cat write-twice.log
write(1, "write me 1n", 12)          = 12
write(1, "write me 2n", 12)          = -1 EBADF (Bad file descriptor) (INJECTED)
write(3, "write: Bad file descriptorn", 27) = 27
+++ exited with 1 +++

ত্রুটির ধরন নির্দিষ্ট করার প্রয়োজন নেই:

$ strace -e trace=write -e fault=write:when=1 -owrite-twice.log ./write-twice
$ cat write-twice.log
write(1, "write me 1n", 12)          = -1 ENOSYS (Function not implemented) (INJECTED)
write(3, "write: Function not implementedn", 32) = 32
+++ exited with 1 +++

অন্যান্য পতাকার সাথে একত্রে, আপনি একটি নির্দিষ্ট ফাইলের অ্যাক্সেস "ব্রেক" করতে পারেন। উদাহরণ:

$ strace -y -P/tmp/test_file.log -e inject=file:error=ENOENT -o write-file.log ./write-file /tmp/test_file.log
open: No such file or directory
$ cat write-file.log
openat(AT_FDCWD, "/tmp/test_file.log", O_WRONLY|O_APPEND) = -1 ENOENT (No such file or directory) (INJECTED)
+++ exited with 1 +++

ত্রুটি ইনজেকশন ছাড়াও, পারেন কল করার সময় বা সংকেত গ্রহণ করার সময় বিলম্ব প্রবর্তন করুন।

উত্তরভাষ

ইউটিলিটি strace - একটি সহজ এবং নির্ভরযোগ্য টুল। কিন্তু সিস্টেম কল ছাড়াও, প্রোগ্রাম পরিচালনার অন্যান্য দিক এবং অপারেটিং সিস্টেম ডিবাগ করা যেতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, এটি গতিশীলভাবে লিঙ্কযুক্ত লাইব্রেরিতে কল ট্র্যাক করতে পারে। ltrace, তারা অপারেটিং সিস্টেমের অপারেশন দেখতে পারেন সিস্টেমট্যাপ и ftrace, এবং আপনাকে প্রোগ্রামের কার্যকারিতা গভীরভাবে তদন্ত করতে দেয় পারফ. তবুও, এটা হয় strace - আমার নিজের এবং অন্যান্য লোকেদের প্রোগ্রামগুলির সাথে সমস্যার ক্ষেত্রে প্রতিরক্ষার প্রথম লাইন, এবং আমি এটি সপ্তাহে অন্তত কয়েকবার ব্যবহার করি।

সংক্ষেপে, আপনি যদি ইউনিক্স পছন্দ করেন তবে পড়ুন man 1 strace এবং আপনার প্রোগ্রাম এ উঁকি নির্দ্বিধায়!

উত্স: www.habr.com