នៅក្នុងប្រព័ន្ធប្រតិបត្តិការដូចយូនីក ការទំនាក់ទំនងរបស់កម្មវិធីជាមួយពិភពខាងក្រៅ និងប្រព័ន្ធប្រតិបត្តិការកើតឡើងតាមរយៈសំណុំមុខងារតូចមួយ - ការហៅប្រព័ន្ធ។ នេះមានន័យថាសម្រាប់គោលបំណងបំបាត់កំហុស វាអាចមានប្រយោជន៍ក្នុងការឈ្លបយកការណ៍លើការហៅប្រព័ន្ធដែលកំពុងដំណើរការដោយដំណើរការ។

ឧបករណ៍ប្រើប្រាស់ជួយអ្នកត្រួតពិនិត្យ "ជីវិតជិតស្និទ្ធ" នៃកម្មវិធីនៅលើលីនុច straceដែលជាប្រធានបទនៃអត្ថបទនេះ។ ឧទាហរណ៍នៃការប្រើប្រាស់ឧបករណ៍ចារកម្មត្រូវបានអមដោយប្រវត្តិសង្ខេប strace និងការពិពណ៌នាអំពីការរចនានៃកម្មវិធីបែបនេះ។

មាតិកា

• ប្រភពដើមនៃប្រភេទសត្វ
• ឧបករណ៍តាមដានដោយសង្ខេប៖ Piglet Trace
• មូលដ្ឋាន៖ ដំណើរការកម្មវិធីដែលកំពុងដំណើរការ
• មូលដ្ឋាន៖ ចូលរួមដំណើរការភ្លាមៗ
• ឧទាហរណ៍៖ ការតាមដានដំណើរការកុមារ
• ឧទាហរណ៍៖ ផ្លូវឯកសារជំនួសឱ្យចំណុចទាញ
• ឧទាហរណ៍៖ ការតាមដានការចូលប្រើឯកសារ
• ឧទាហរណ៍៖ កម្មវិធីពហុខ្សែ
• ថ្នាក់មេ៖ ដំណើរការជង់នៅពេលហៅប្រព័ន្ធ
• ថ្នាក់មេ៖ ការចាក់បញ្ចូលកំហុស
• Afterword

ប្រភពដើមនៃប្រភេទសត្វ

ចំណុចប្រទាក់សំខាន់រវាងកម្មវិធី និងខឺណែល OS នៅក្នុង Unix គឺការហៅតាមប្រព័ន្ធ។ ការហៅតាមប្រព័ន្ធ, សំឡេងរោទ៍) អន្តរកម្មនៃកម្មវិធីជាមួយពិភពខាងក្រៅកើតឡើងតាមរយៈពួកវា។

ប៉ុន្តែនៅក្នុងកំណែសាធារណៈដំបូងនៃយូនីក (កំណែ 6 Unix, 1975) មិនមានមធ្យោបាយងាយស្រួលដើម្បីតាមដានឥរិយាបថនៃដំណើរការរបស់អ្នកប្រើនោះទេ។ ដើម្បីដោះស្រាយបញ្ហានេះ Bell Labs នឹងធ្វើបច្ចុប្បន្នភាពទៅកំណែបន្ទាប់ (កំណែ 7 Unix, ១៩៧៩) បានស្នើការហៅប្រព័ន្ធថ្មី - ptrace.

ptrace ត្រូវ​បាន​បង្កើត​ឡើង​ជា​ចម្បង​សម្រាប់​ការ​បំបាត់​កំហុស​អន្តរកម្ម ប៉ុន្តែ​នៅ​ចុង​ទសវត្សរ៍​ទី 80 (ក្នុង​សម័យ​ពាណិជ្ជកម្ម ប្រព័ន្ធ V ចេញផ្សាយ 4) នៅលើមូលដ្ឋាននេះ ឧបករណ៍បំបាត់កំហុសដែលផ្តោតការយកចិត្តទុកដាក់តូចចង្អៀត-ឧបករណ៍តាមដានការហៅតាមប្រព័ន្ធ-បានបង្ហាញខ្លួន និងត្រូវបានប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយ។

ដំបូង កំណែដូចគ្នានៃ strace ត្រូវបានបោះពុម្ពដោយ Paul Cronenburg នៅលើបញ្ជីសំបុត្ររួម comp.sources.sun ក្នុងឆ្នាំ 1992 ជាជម្រើសមួយសម្រាប់ឧបករណ៍ប្រើប្រាស់បិទជិត។ trace ពីព្រះអាទិត្យ។ ទាំងក្លូន និងដើមត្រូវបានបម្រុងទុកសម្រាប់ SunOS ប៉ុន្តែនៅឆ្នាំ 1994 strace ត្រូវបានបញ្ជូនទៅ System V, Solaris និងលីនុចដែលកំពុងពេញនិយម។

សព្វថ្ងៃនេះ strace គាំទ្រតែលីនុច និងពឹងផ្អែកលើដូចគ្នា។ ptrace, overgrown ជាមួយផ្នែកបន្ថែមជាច្រើន។

អ្នកថែទាំទំនើប (និងសកម្មខ្លាំង) strace - ឌីមីទ្រី លេវីន. សូមអរគុណដល់គាត់ ឧបករណ៍ប្រើប្រាស់បានទទួលនូវលក្ខណៈពិសេសកម្រិតខ្ពស់ដូចជាការបញ្ចូលកំហុសទៅក្នុងប្រព័ន្ធហៅទូរសព្ទ ការគាំទ្រសម្រាប់ស្ថាបត្យកម្មដ៏ធំទូលាយ និងសំខាន់បំផុត។ ម៉ាស្កូត. ប្រភពក្រៅផ្លូវការបានអះអាងថាជម្រើសនេះបានធ្លាក់លើសត្វកកេរដោយសារតែពាក្យសំដីរបស់រុស្ស៊ី "ostrich" និងពាក្យអង់គ្លេស "strace" ។

វាក៏សំខាន់ផងដែរដែលការហៅតាមប្រព័ន្ធ ptrace និងការតាមដានមិនដែលត្រូវបានរួមបញ្ចូលនៅក្នុង POSIX ទោះបីជាមានប្រវត្តិ និងការអនុវត្តដ៏យូរនៅក្នុង Linux, FreeBSD, OpenBSD និង Unix ប្រពៃណីក៏ដោយ។

ឧបករណ៍តាមដានដោយសង្ខេប៖ Piglet Trace

"អ្នកមិនត្រូវបានគេរំពឹងថានឹងយល់ពីរឿងនេះទេ" (Dennis Ritchie, មតិយោបល់នៅក្នុងកំណែ 6 Unix ប្រភពកូដ)

តាំងពីកុមារភាពមក ខ្ញុំមិនអាចទ្រាំទ្រប្រអប់ខ្មៅបានទេ៖ ខ្ញុំមិនលេងជាមួយប្រដាប់ក្មេងលេងទេ ប៉ុន្តែបានព្យាយាមយល់ពីរចនាសម្ព័ន្ធរបស់វា (មនុស្សពេញវ័យប្រើពាក្យ "បាក់" ប៉ុន្តែកុំជឿអណ្តាតអាក្រក់)។ ប្រហែលជានេះជាមូលហេតុដែលវប្បធម៌ក្រៅផ្លូវការរបស់យូនីកដំបូង និងចលនាប្រភពបើកចំហទំនើបគឺនៅជិតខ្ញុំ។

សម្រាប់គោលបំណងនៃអត្ថបទនេះ វាមិនសមហេតុផលទេក្នុងការរុះរើកូដប្រភពនៃ strace ដែលបានកើនឡើងជាងច្រើនទសវត្សរ៍មកហើយ។ ប៉ុន្តែមិនគួរមានអាថ៌កំបាំងអ្វីទេសម្រាប់អ្នកអាន ដូច្នេះ ដើម្បីបង្ហាញពីគោលការណ៍នៃប្រតិបត្តិការនៃកម្មវិធី strace បែបនេះ ខ្ញុំនឹងផ្តល់លេខកូដសម្រាប់កម្មវិធីតាមដានខ្នាតតូច - ដានកូនជ្រូក (ptr) ។ វា​មិន​ដឹង​ពី​របៀប​ធ្វើ​អ្វី​ពិសេស​នោះ​ទេ ប៉ុន្តែ​អ្វី​ដែល​សំខាន់​គឺ​ការ​ហៅ​តាម​ប្រព័ន្ធ​របស់​កម្មវិធី - វា​ចេញ​លទ្ធផល៖

$ 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

Piglet Trace ទទួលស្គាល់អំពីការហៅប្រព័ន្ធលីនុចរាប់រយ (សូមមើល។ តុ) ហើយដំណើរការតែលើស្ថាបត្យកម្ម x86-64 ប៉ុណ្ណោះ។ នេះគឺគ្រប់គ្រាន់សម្រាប់គោលបំណងអប់រំ។

សូមក្រឡេកមើលការងាររបស់ក្លូនរបស់យើង។ នៅក្នុងករណីនៃលីនុច កម្មវិធីបំបាត់កំហុស និងឧបករណ៍តាមដានប្រើ ដូចដែលបានរៀបរាប់ខាងលើ ការហៅប្រព័ន្ធ ptrace ។ វាដំណើរការដោយឆ្លងកាត់នៅក្នុងអាគុយម៉ង់ដំបូង ការកំណត់អត្តសញ្ញាណពាក្យបញ្ជា ដែលយើងត្រូវការតែប៉ុណ្ណោះ PTRACE_TRACEME, PTRACE_SYSCALL и PTRACE_GETREGS.

ដានចាប់ផ្តើមក្នុងរចនាប័ទ្មយូនីកធម្មតា៖ fork(2) ចាប់ផ្តើមដំណើរការកុមារ ដែលនៅក្នុងវេនប្រើប្រាស់ exec(3) បើកដំណើរការកម្មវិធីដែលកំពុងសិក្សា។ ភាពទន់ភ្លន់តែមួយគត់នៅទីនេះគឺជាបញ្ហាប្រឈម ptrace(PTRACE_TRACEME) ពីមុន exec៖ ដំណើរការកុមាររំពឹងថាដំណើរការមាតាបិតានឹងតាមដានវា៖

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");
}

ឥឡូវនេះ ដំណើរការមាតាបិតាគួរហៅទូរសព្ទទៅ wait(2) នៅក្នុងដំណើរការកុមារ នោះគឺត្រូវប្រាកដថាការប្តូរទៅរបៀបតាមដានបានកើតឡើង៖

/* 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");

នៅពេលនេះ ការរៀបចំរួចរាល់ហើយ អ្នកអាចបន្តដោយផ្ទាល់ទៅការតាមដានការហៅទូរសព្ទតាមប្រព័ន្ធក្នុងរង្វិលជុំគ្មានទីបញ្ចប់។

បញ្ហាប្រឈម ptrace(PTRACE_SYSCALL) ធានាជាបន្តបន្ទាប់ wait មេនឹងបញ្ចប់មុនពេលការហៅតាមប្រព័ន្ធត្រូវបានប្រតិបត្តិ ឬភ្លាមៗបន្ទាប់ពីវាបញ្ចប់។ រវាងការហៅទូរសព្ទពីរ អ្នកអាចធ្វើសកម្មភាពណាមួយបាន៖ ជំនួសការហៅដោយជម្រើសមួយ ផ្លាស់ប្តូរអាគុយម៉ង់ ឬតម្លៃត្រឡប់មកវិញ។

យើងគ្រាន់តែត្រូវការហៅពាក្យបញ្ជាពីរដងប៉ុណ្ណោះ។ ptrace(PTRACE_GETREGS)ដើម្បីទទួលបានរដ្ឋចុះឈ្មោះ rax មុនពេលការហៅ (លេខការហៅតាមប្រព័ន្ធ) និងភ្លាមៗបន្ទាប់ពី (តម្លៃត្រឡប់មកវិញ) ។

តាមពិតវដ្ត៖

/* 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);
}

នោះហើយជាដានទាំងមូល។ ឥឡូវនេះអ្នកដឹងពីកន្លែងដែលត្រូវចាប់ផ្តើមច្រកបន្ទាប់ ឌីធីដ នៅលើលីនុច។

មូលដ្ឋាន៖ ដំណើរការកម្មវិធីដែលកំពុងដំណើរការ

ជាករណីប្រើលើកដំបូង straceប្រហែលជាវាមានតម្លៃក្នុងការលើកយកវិធីសាមញ្ញបំផុត - បើកដំណើរការកម្មវិធីដែលកំពុងដំណើរការ strace.

ដើម្បីកុំឱ្យជ្រៀតចូលទៅក្នុងបញ្ជីគ្មានទីបញ្ចប់នៃការហៅរបស់កម្មវិធីធម្មតា យើងសរសេរ កម្មវិធីអប្បបរមា នៅជុំវិញ 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;
}

តោះបង្កើតកម្មវិធី ហើយត្រូវប្រាកដថាវាដំណើរការ៖

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

ហើយជាចុងក្រោយ ចូរយើងដំណើរការវានៅក្រោមការគ្រប់គ្រងផ្លូវ៖

$ 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)                           = ?

"ពាក្យ" ខ្លាំងណាស់ហើយមិនមានការអប់រំខ្លាំង។ មានបញ្ហាពីរនៅទីនេះ៖ លទ្ធផលកម្មវិធីត្រូវបានលាយជាមួយលទ្ធផល strace និងការហៅជាប្រព័ន្ធជាច្រើនដែលមិនចាប់អារម្មណ៍យើង។

អ្នកអាចបំបែកស្ទ្រីមលទ្ធផលស្តង់ដាររបស់កម្មវិធី និងលទ្ធផលកំហុសឆ្គងដោយប្រើកុងតាក់ -o ដែលប្តូរទិសបញ្ជីនៃការហៅប្រព័ន្ធទៅឯកសារអាគុយម៉ង់។

វានៅសល់ដើម្បីដោះស្រាយបញ្ហានៃការហៅទូរស័ព្ទ "បន្ថែម" ។ ឧបមាថាយើងចាប់អារម្មណ៍តែការហៅទូរស័ព្ទប៉ុណ្ណោះ។ write. សោ -e អនុញ្ញាតឱ្យអ្នកបញ្ជាក់កន្សោមដែលការហៅប្រព័ន្ធនឹងត្រូវបានត្រង។ ជម្រើសលក្ខខណ្ឌពេញនិយមបំផុតគឺ, ធម្មជាតិ, trace=*ដែលអ្នកអាចទុកតែការហៅទូរសព្ទដែលយើងចាប់អារម្មណ៍។

នៅពេលប្រើក្នុងពេលដំណាលគ្នា។ -o и -e យើងនឹងទទួលបាន៖

$ 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 +++

ដូច្នេះ អ្នកឃើញ វាកាន់តែងាយស្រួលអាន។

អ្នកក៏អាចលុបការហៅទូរសព្ទចេញជាប្រព័ន្ធផងដែរ ឧទាហរណ៍ ទាក់ទងនឹងការបែងចែកអង្គចងចាំ និងការដោះលែង៖

$ 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 +++

ចំណាំសញ្ញាឧទានដែលបានរត់ចេញនៅក្នុងបញ្ជីនៃការហៅទូរស័ព្ទដែលមិនរាប់បញ្ចូល៖ នេះត្រូវបានទាមទារដោយសែលពាក្យបញ្ជា។ សែល).

នៅក្នុងកំណែរបស់ខ្ញុំនៃ glibc ការហៅជាប្រព័ន្ធនឹងបញ្ចប់ដំណើរការនេះ។ exit_groupមិនមែនប្រពៃណីទេ។ _exit. នេះគឺជាការលំបាកក្នុងការធ្វើការជាមួយការហៅទូរស័ព្ទប្រព័ន្ធ៖ ចំណុចប្រទាក់ដែលអ្នកសរសេរកម្មវិធីធ្វើការគឺមិនទាក់ទងដោយផ្ទាល់ទៅនឹងការហៅតាមប្រព័ន្ធទេ។ លើសពីនេះទៅទៀត វាផ្លាស់ប្តូរជាទៀងទាត់អាស្រ័យលើការអនុវត្ត និងវេទិកា។

មូលដ្ឋាន៖ ចូលរួមដំណើរការភ្លាមៗ

ដំបូងប្រព័ន្ធ ptrac ហៅដែលវាត្រូវបានសាងសង់ straceអាចប្រើបានតែនៅពេលដំណើរការកម្មវិធីក្នុងរបៀបពិសេសប៉ុណ្ណោះ។ ដែនកំណត់នេះអាចស្តាប់ទៅសមហេតុផលនៅក្នុងថ្ងៃនៃកំណែ 6 Unix ។ សព្វថ្ងៃនេះ វាលែងគ្រប់គ្រាន់ទៀតហើយ៖ ពេលខ្លះអ្នកត្រូវស៊ើបអង្កេតបញ្ហានៃកម្មវិធីការងារ។ ឧទាហរណ៍ធម្មតាគឺដំណើរការបិទនៅលើចំណុចទាញ ឬកំពុងដេក។ ដូច្នេះទំនើប strace អាចចូលរួមដំណើរការបានភ្លាមៗ។

ឧទាហរណ៍ត្រជាក់ កម្មវិធី:

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;
}

តោះបង្កើតកម្មវិធី ហើយត្រូវប្រាកដថាវាជាប់គាំង៖

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

ឥឡូវ​យើង​ព្យាយាម​ចូលរួម​ជាមួយ​វា៖

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

កម្មវិធីត្រូវបានរារាំងដោយការហៅទូរសព្ទ pause. តោះ​មើល​ថា​នាង​មាន​ប្រតិកម្ម​យ៉ាង​ណា​ចំពោះ​សញ្ញា​ទាំង​នោះ៖

$ 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 +++

យើង​បាន​បើក​ដំណើរការ​កម្មវិធី​បង្កក ហើយ​បាន​ចូលរួម​ជាមួយ​វា​ដោយ​ប្រើ strace. រឿងពីរបានក្លាយទៅជាច្បាស់៖ ការហៅប្រព័ន្ធផ្អាកមិនអើពើនឹងសញ្ញាដោយគ្មានឧបករណ៍ដោះស្រាយ ហើយអ្វីដែលគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍ជាងនេះទៅទៀតនោះ strace monitors មិនត្រឹមតែហៅប្រព័ន្ធប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែក៏មានសញ្ញាចូលផងដែរ។

ឧទាហរណ៍៖ ការតាមដានដំណើរការកុមារ

ធ្វើការជាមួយដំណើរការតាមរយៈការហៅទូរស័ព្ទ fork - មូលដ្ឋាននៃយូនីកទាំងអស់។ សូមមើលពីរបៀបដែល strace ដំណើរការជាមួយមែកធាងដំណើរការដោយប្រើឧទាហរណ៍នៃ "ការបង្កាត់" សាមញ្ញ កម្មវិធី:

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);
}

នៅទីនេះ ដំណើរការដើមបង្កើតដំណើរការកុមារ ទាំងការសរសេរទៅលទ្ធផលស្តង់ដារ៖

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

តាមលំនាំដើម យើងនឹងឃើញតែការហៅប្រព័ន្ធពីដំណើរការមេប៉ុណ្ណោះ៖

$ 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 +++

ទង់ជួយអ្នកតាមដានមែកធាងដំណើរការទាំងមូល -f, ដែល strace ត្រួតពិនិត្យការហៅតាមប្រព័ន្ធក្នុងដំណើរការកុមារ។ នេះបន្ថែមទៅបន្ទាត់នីមួយៗនៃទិន្នផល pid ដំណើរការដែលបង្កើតលទ្ធផលប្រព័ន្ធ៖

$ 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 +++

នៅក្នុងបរិបទនេះ ការត្រងតាមក្រុមនៃការហៅតាមប្រព័ន្ធអាចមានប្រយោជន៍៖

$ 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 +++

និយាយអីញ្ចឹង តើការហៅប្រព័ន្ធអ្វីត្រូវប្រើដើម្បីបង្កើតដំណើរការថ្មី?

ឧទាហរណ៍៖ ផ្លូវឯកសារជំនួសឱ្យចំណុចទាញ

ការដឹងពីអ្នកពណ៌នាឯកសារពិតជាមានប្រយោជន៍ ប៉ុន្តែឈ្មោះឯកសារជាក់លាក់ដែលកម្មវិធីចូលប្រើក៏អាចមានប្រយោជន៍ផងដែរ។

បន្ទាប់ កម្មវិធី សរសេរបន្ទាត់ទៅឯកសារបណ្តោះអាសន្ន៖

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;
}

ក្នុងអំឡុងពេលហៅធម្មតា។ strace នឹងបង្ហាញតម្លៃនៃលេខពណ៌នាដែលបានបញ្ជូនទៅការហៅតាមប្រព័ន្ធ៖

$ 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 +++

ជាមួយនឹងទង់ជាតិ -y ឧបករណ៍ប្រើប្រាស់បង្ហាញផ្លូវទៅកាន់ឯកសារដែលអ្នកពិពណ៌នាត្រូវគ្នា៖

$ 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 +++

ឧទាហរណ៍៖ ការតាមដានការចូលប្រើឯកសារ

មុខងារមានប្រយោជន៍មួយទៀត៖ បង្ហាញតែការហៅប្រព័ន្ធដែលភ្ជាប់ជាមួយឯកសារជាក់លាក់មួយ។ បន្ទាប់ កម្មវិធី បន្ថែម​បន្ទាត់​ទៅ​ឯកសារ​បំពាន​ដែល​បាន​ឆ្លង​កាត់​ជា​អាគុយម៉ង់​មួយ​៖

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;
}

តាមលំនាំដើម strace បង្ហាញព័ត៌មានដែលមិនចាំបាច់ច្រើន។ ទង់ជាតិ -P ជាមួយនឹងអាគុយម៉ង់បណ្តាលឱ្យ strace បោះពុម្ពតែការហៅទៅឯកសារដែលបានបញ្ជាក់:

$ 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 +++

ឧទាហរណ៍៖ កម្មវិធីពហុខ្សែ

ឧបករណ៍ប្រើប្រាស់ strace ក៏អាចជួយនៅពេលធ្វើការជាមួយខ្សែពហុ កម្មវិធី. កម្មវិធីខាងក្រោមសរសេរទៅលទ្ធផលស្តង់ដារពីស្ទ្រីមពីរ៖

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);
}

តាមធម្មជាតិ វាត្រូវតែត្រូវបានចងក្រងជាមួយនឹងការស្វាគមន៍ពិសេសទៅកាន់អ្នកភ្ជាប់ - ទង់ -pthread:

$ 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
$

ដាក់ទង់ -fដូចនៅក្នុងករណីនៃដំណើរការធម្មតា នឹងបន្ថែម pid នៃដំណើរការទៅដើមបន្ទាត់នីមួយៗ។

តាមធម្មជាតិ យើងមិននិយាយអំពីការកំណត់អត្តសញ្ញាណខ្សែស្រឡាយក្នុងន័យនៃការអនុវត្តស្តង់ដារ POSIX Threads ទេ ប៉ុន្តែអំពីលេខដែលប្រើដោយកម្មវិធីកំណត់ពេលភារកិច្ចនៅក្នុងលីនុច។ តាមទស្សនៈចុងក្រោយនេះ មិនមានដំណើរការ ឬខ្សែស្រឡាយទេ - មានភារកិច្ចដែលត្រូវចែកចាយក្នុងចំណោមស្នូលដែលមានស្រាប់របស់ម៉ាស៊ីន។

នៅពេលធ្វើការនៅក្នុងខ្សែស្រឡាយច្រើន ការហៅតាមប្រព័ន្ធក្លាយជាច្រើនពេក៖

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

វាសមហេតុផលក្នុងការកំណត់ខ្លួនអ្នកឱ្យដំណើរការការគ្រប់គ្រង និងការហៅតាមប្រព័ន្ធតែប៉ុណ្ណោះ 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 +++

ដោយវិធីនេះសំណួរ។ តើ​ការ​ហៅ​ប្រព័ន្ធ​អ្វី​ត្រូវ​បាន​ប្រើ​ដើម្បី​បង្កើត​ខ្សែ​ស្រឡាយ​ថ្មី? តើ​ការ​ហៅ​ទូរសព្ទ​នេះ​ខុស​ពី​ការ​ហៅ​សម្រាប់​ដំណើរការ​ដោយ​របៀប​ណា?

ថ្នាក់មេ៖ ដំណើរការជង់នៅពេលហៅប្រព័ន្ធ

មួយក្នុងចំណោមថ្មីៗនេះបានបង្ហាញខ្លួន strace សមត្ថភាព - បង្ហាញជង់នៃការហៅមុខងារនៅពេលហៅប្រព័ន្ធ។ សាមញ្ញ ឧទាហរណ៍:

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;
}

ជាធម្មតា លទ្ធផលនៃកម្មវិធីកាន់តែមានពន្លឺខ្លាំង ហើយបន្ថែមពីលើទង់ -k (ការបង្ហាញជង់ការហៅ) វាសមហេតុផលក្នុងការត្រងការហៅតាមប្រព័ន្ធតាមឈ្មោះ៖

$ 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 +++

ថ្នាក់មេ៖ ការចាក់បញ្ចូលកំហុស

និងមុខងារថ្មី និងមានប្រយោជន៍ខ្លាំងមួយទៀត៖ ការចាក់បញ្ចូលកំហុស។ នៅទីនេះ កម្មវិធីសរសេរពីរបន្ទាត់ទៅស្ទ្រីមទិន្នផល៖

#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;
}

តោះតាមដានការហៅទូរស័ព្ទទាំងពីរ៖

$ 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 +++

ឥឡូវនេះយើងប្រើកន្សោម injectដើម្បីបញ្ចូលកំហុស EBADF នៅក្នុងការហៅទូរស័ព្ទទាំងអស់សរសេរ៖

$ 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 +++

វាគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍អ្វីដែលកំហុសត្រូវបានត្រឡប់មកវិញ ទាំងអស់ បញ្ហាប្រឈម writeរួមទាំងការហៅដែលលាក់នៅពីក្រោយកំហុស។ វាសមហេតុផលក្នុងការត្រឡប់កំហុសសម្រាប់ការហៅទូរសព្ទលើកដំបូង៖

$ 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 +++

ឬទីពីរ៖

$ 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 +++

វាមិនចាំបាច់ក្នុងការបញ្ជាក់ប្រភេទកំហុសទេ៖

$ 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 +++

នៅក្នុងការរួមបញ្ចូលគ្នាជាមួយទង់ផ្សេងទៀត អ្នកអាច "បំបែក" ការចូលប្រើឯកសារជាក់លាក់មួយ។ ឧទាហរណ៍៖

$ 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 +++

ក្រៅពីការចាក់បញ្ចូលកំហុស អាចធ្វើបាន ណែនាំការពន្យាពេលពេលហៅទូរសព្ទ ឬទទួលសញ្ញា។

Afterword

ឧបករណ៍ប្រើប្រាស់ strace - ឧបករណ៍សាមញ្ញនិងអាចទុកចិត្តបាន។ ប៉ុន្តែបន្ថែមពីលើការហៅតាមប្រព័ន្ធ ទិដ្ឋភាពផ្សេងទៀតនៃប្រតិបត្តិការនៃកម្មវិធី និងប្រព័ន្ធប្រតិបត្តិការអាចត្រូវបានបំបាត់កំហុស។ ឧទាហរណ៍ វាអាចតាមដានការហៅទៅកាន់បណ្ណាល័យដែលភ្ជាប់ដោយថាមវន្ត។ ដានពួកគេអាចពិនិត្យមើលប្រតិបត្តិការនៃប្រព័ន្ធប្រតិបត្តិការ SystemTap и ហ្វីតនិងអនុញ្ញាតឱ្យអ្នកស៊ើបអង្កេតយ៉ាងស៊ីជម្រៅអំពីដំណើរការកម្មវិធី ល្អ. ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយវាគឺជា strace - ខ្សែការពារដំបូងក្នុងករណីមានបញ្ហាជាមួយកម្មវិធីផ្ទាល់ខ្លួន និងអ្នកដទៃ ហើយខ្ញុំប្រើវាយ៉ាងហោចណាស់ពីរបីដងក្នុងមួយសប្តាហ៍។

សរុបមក បើស្រលាញ់យូនីក សូមអាន man 1 strace ហើយរីករាយក្នុងការមើលកម្មវិធីរបស់អ្នក!

ប្រភព: www.habr.com