युनिक्स सारख्या ऑपरेटिंग सिस्टीममध्ये, प्रोग्रामचा बाह्य जगाशी आणि ऑपरेटिंग सिस्टीमशी संप्रेषण फंक्शन्सच्या छोट्या सेटद्वारे होते - सिस्टम कॉल. याचा अर्थ डीबगिंगच्या उद्देशाने प्रक्रियांद्वारे चालवल्या जाणाऱ्या सिस्टम कॉलची हेरगिरी करणे उपयुक्त ठरू शकते.

युटिलिटी तुम्हाला लिनक्सवरील प्रोग्राम्सच्या "इंटिमेट लाईफ" चे निरीक्षण करण्यात मदत करते strace, जो या लेखाचा विषय आहे. गुप्तहेर उपकरणांच्या वापराची उदाहरणे थोडक्यात इतिहासासह आहेत strace आणि अशा कार्यक्रमांच्या डिझाइनचे वर्णन.

सामग्री

प्रजातींचे मूळ
स्ट्रेस डिव्हाइस थोडक्यात: पिगलेट ट्रेस
मूलभूत: स्ट्रेस रनिंग प्रोग्राम चालवणे
मूलभूत: फ्लायवर प्रक्रियेत सामील होणे
उदाहरण: बाल प्रक्रियांचा मागोवा घेणे
उदाहरण: हँडलऐवजी फाइल पथ
उदाहरण: फाइल ऍक्सेस ट्रॅकिंग
उदाहरण: मल्टीथ्रेडेड प्रोग्राम्स
मास्टर क्लास: सिस्टम कॉलच्या वेळी प्रक्रिया स्टॅक
मास्टर क्लास: एरर इंजेक्शन
नंतरचा शब्द

प्रजातींचे मूळ

युनिक्समधील प्रोग्राम्स आणि ओएस कर्नलमधील मुख्य इंटरफेस म्हणजे सिस्टम कॉल. सिस्टम कॉल, syscalls), बाह्य जगासह कार्यक्रमांचा परस्परसंवाद केवळ त्यांच्याद्वारेच होतो.

परंतु युनिक्सच्या पहिल्या सार्वजनिक आवृत्तीमध्ये (आवृत्ती 6 Unix, 1975) वापरकर्ता प्रक्रियांच्या वर्तनाचा मागोवा घेण्यासाठी कोणतेही सोयीस्कर मार्ग नव्हते. या समस्येचे निराकरण करण्यासाठी, बेल लॅब पुढील आवृत्तीवर अद्यतनित करतील (आवृत्ती 7 Unix, 1979) एक नवीन सिस्टम कॉल प्रस्तावित - ptrace.

ptrace हे प्रामुख्याने परस्पर डीबगरसाठी विकसित केले गेले होते, परंतु 80 च्या दशकाच्या शेवटी (व्यावसायिक युगात सिस्टम V प्रकाशन 4) या आधारावर, संकुचितपणे फोकस केलेले डीबगर—सिस्टम कॉल ट्रेसर्स—दिसले आणि मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाऊ लागले.

पहिला स्ट्रेसची तीच आवृत्ती पॉल क्रोननबर्ग यांनी 1992 मध्ये comp.sources.sun मेलिंग लिस्टवर बंद युटिलिटीला पर्याय म्हणून प्रकाशित केली होती. trace सूर्य पासून. क्लोन आणि मूळ दोन्ही SunOS साठी होते, परंतु 1994 पर्यंत strace सिस्टम V, सोलारिस आणि वाढत्या लोकप्रिय लिनक्सवर पोर्ट केले गेले.

आज स्ट्रेस फक्त लिनक्सचे समर्थन करते आणि त्यावर अवलंबून आहे ptrace, अनेक विस्तारांसह अतिवृद्ध.

आधुनिक (आणि अतिशय सक्रिय) देखभालकर्ता strace - दिमित्री लेव्हिन. त्याला धन्यवाद, युटिलिटीने प्रगत वैशिष्ट्ये प्राप्त केली जसे की सिस्टम कॉलमध्ये त्रुटी इंजेक्शन, आर्किटेक्चरच्या विस्तृत श्रेणीसाठी समर्थन आणि सर्वात महत्त्वाचे म्हणजे, शुभंकर. अनधिकृत स्त्रोतांचा असा दावा आहे की रशियन शब्द "शुतुरमुर्ग" आणि इंग्रजी शब्द "स्ट्रेस" यांच्यातील एकसंधतेमुळे निवड शहामृगावर पडली.

हे देखील महत्त्वाचे आहे की लिनक्स, फ्रीबीएसडी, ओपनबीएसडी आणि पारंपारिक युनिक्समध्ये दीर्घ इतिहास आणि अंमलबजावणी असूनही, ptrace सिस्टम कॉल आणि ट्रेसर्स कधीही POSIX मध्ये समाविष्ट केले गेले नाहीत.

स्ट्रेस डिव्हाइस थोडक्यात: पिगलेट ट्रेस

"तुम्ही हे समजून घेणे अपेक्षित नाही" (डेनिस रिची, आवृत्ती 6 युनिक्स स्त्रोत कोडमधील टिप्पणी)

लहानपणापासूनच, मी ब्लॅक बॉक्स उभे करू शकत नाही: मी खेळण्यांशी खेळलो नाही, परंतु त्यांची रचना समजून घेण्याचा प्रयत्न केला (प्रौढांनी "ब्रेक" हा शब्द वापरला, परंतु वाईट भाषांवर विश्वास ठेवू नका). कदाचित म्हणूनच पहिल्या युनिक्सची अनौपचारिक संस्कृती आणि आधुनिक मुक्त-स्रोत चळवळ माझ्या खूप जवळ आहे.

या लेखाच्या हेतूंसाठी, स्ट्रेसच्या स्त्रोत कोडचे पृथक्करण करणे अवास्तव आहे, जे अनेक दशकांपासून वाढले आहे. परंतु वाचकांसाठी कोणतेही रहस्य सोडू नये. म्हणून, अशा स्ट्रेस प्रोग्रामच्या ऑपरेशनचे सिद्धांत दर्शविण्यासाठी, मी लघु ट्रेसरसाठी कोड प्रदान करेन - पिगलेट ट्रेस (ptr). विशेष काहीही कसे करावे हे माहित नाही, परंतु मुख्य गोष्ट म्हणजे प्रोग्रामचे सिस्टम कॉल - ते आउटपुट करते:

$ 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

पिगलेट ट्रेस सुमारे शेकडो लिनक्स सिस्टम कॉल ओळखते (पहा. टेबल) आणि फक्त x86-64 आर्किटेक्चरवर कार्य करते. शैक्षणिक हेतूंसाठी हे पुरेसे आहे.

चला आमच्या क्लोनचे काम पाहू. लिनक्सच्या बाबतीत, डीबगर आणि ट्रेसर्स वर नमूद केल्याप्रमाणे, ptrace सिस्टम कॉल वापरतात. हे पहिल्या युक्तिवादात कमांड आयडेंटिफायर पास करून कार्य करते, ज्याची आपल्याला फक्त आवश्यकता आहे PTRACE_TRACEME, PTRACE_SYSCALL и PTRACE_GETREGS.

ट्रेसर नेहमीच्या युनिक्स शैलीमध्ये सुरू होतो: fork(2) मूल प्रक्रिया सुरू करते, जी यामधून वापरते exec(3) अभ्यासाधीन कार्यक्रम सुरू करतो. येथे फक्त सूक्ष्मता आव्हान आहे ptrace(PTRACE_TRACEME) च्या समोर exec: मूल प्रक्रिया पालक प्रक्रियेवर लक्ष ठेवण्याची अपेक्षा करते:

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");
}

पालक प्रक्रिया आता कॉल पाहिजे wait(2) मुलाच्या प्रक्रियेत, म्हणजे, ट्रेस मोडवर स्विच करणे घडले आहे याची खात्री करा:

/* 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");

या टप्प्यावर, तयारी पूर्ण झाली आहे आणि तुम्ही अंतहीन लूपमध्ये थेट सिस्टम कॉल ट्रॅक करण्यासाठी पुढे जाऊ शकता.

आव्हान ptrace(PTRACE_SYSCALL) त्यानंतरची हमी देतो wait पालक एकतर सिस्टम कॉल कार्यान्वित होण्यापूर्वी किंवा पूर्ण झाल्यानंतर लगेच पूर्ण करतील. दोन कॉल्स दरम्यान तुम्ही कोणतीही क्रिया करू शकता: कॉलला पर्यायी कॉल बदला, वितर्क किंवा रिटर्न व्हॅल्यू बदला.

आम्हाला फक्त दोनदा कमांड कॉल करणे आवश्यक आहे ptrace(PTRACE_GETREGS)नोंदणी स्थिती प्राप्त करण्यासाठी rax कॉलच्या आधी (सिस्टम कॉल नंबर) आणि लगेच नंतर (रिटर्न व्हॅल्यू).

वास्तविक, सायकल:

/* 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);
}

ते संपूर्ण ट्रेसर आहे. आता तुम्हाला पुढील पोर्टिंग कोठे सुरू करायचे हे माहित आहे डीट्रेस लिनक्स वर.

मूलभूत: स्ट्रेस रनिंग प्रोग्राम चालवणे

प्रथम वापर केस म्हणून strace, कदाचित सर्वात सोपी पद्धत उद्धृत करणे योग्य आहे - चालू असलेला अनुप्रयोग लॉन्च करणे strace.

ठराविक प्रोग्रामच्या कॉल्सच्या अंतहीन सूचीमध्ये प्रवेश न करण्यासाठी, आम्ही लिहितो किमान कार्यक्रम जवळपास 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;
}

चला प्रोग्राम तयार करू आणि ते कार्य करते याची खात्री करा:

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

आणि शेवटी, ते स्ट्रेस कंट्रोल अंतर्गत चालवूया:

$ 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)                           = ?

खूप "शब्दयुक्त" आणि फार शैक्षणिक नाही. येथे दोन समस्या आहेत: प्रोग्राम आउटपुट आउटपुटसह मिश्रित आहे strace आणि आम्हाला स्वारस्य नसलेल्या सिस्टम कॉलची विपुलता.

तुम्ही -o स्विच वापरून प्रोग्रामचा स्टँडर्ड आउटपुट स्ट्रीम आणि स्ट्रेस एरर आउटपुट वेगळे करू शकता, जे सिस्टम कॉलची सूची वितर्क फाइलवर पुनर्निर्देशित करते.

"अतिरिक्त" कॉलच्या समस्येचा सामना करणे बाकी आहे. चला असे गृहीत धरू की आम्हाला फक्त कॉलमध्येच रस आहे write. की -e तुम्हाला अभिव्यक्ती निर्दिष्ट करण्यास अनुमती देते ज्याद्वारे सिस्टम कॉल फिल्टर केले जातील. सर्वात लोकप्रिय स्थिती पर्याय आहे, नैसर्गिकरित्या, trace=*, ज्याद्वारे तुम्ही फक्त आम्हाला स्वारस्य असलेले कॉल सोडू शकता.

एकाच वेळी वापरल्यास -o и -e आम्हाला मिळेल:

$ 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 +++

तर, तुम्ही पहा, वाचणे खूप सोपे आहे.

तुम्ही सिस्टम कॉल देखील काढू शकता, उदाहरणार्थ मेमरी वाटप आणि फ्रीिंगशी संबंधित:

$ 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 +++

वगळलेल्या कॉलच्या सूचीमध्ये एस्केप केलेले उद्गार चिन्ह लक्षात घ्या: हे कमांड शेलद्वारे आवश्यक आहे. शेल).

माझ्या glibc च्या आवृत्तीमध्ये, सिस्टम कॉल प्रक्रिया समाप्त करते exit_group, पारंपारिक नाही _exit. सिस्टम कॉलसह कार्य करण्याची ही अडचण आहे: प्रोग्रामर ज्या इंटरफेससह कार्य करतो तो थेट सिस्टम कॉलशी संबंधित नाही. शिवाय, अंमलबजावणी आणि प्लॅटफॉर्मवर अवलंबून ते नियमितपणे बदलते.

मूलभूत: फ्लायवर प्रक्रियेत सामील होणे

सुरुवातीला, ptrace प्रणाली कॉल ज्यावर ते बांधले होते strace, केवळ विशेष मोडमध्ये प्रोग्राम चालवताना वापरला जाऊ शकतो. आवृत्ती 6 युनिक्सच्या दिवसांमध्ये ही मर्यादा वाजवी वाटली असेल. आजकाल, हे यापुढे पुरेसे नाही: कधीकधी आपल्याला कार्यरत प्रोग्रामच्या समस्यांची तपासणी करण्याची आवश्यकता असते. एक सामान्य उदाहरण म्हणजे हँडल किंवा स्लीपिंगवर अवरोधित केलेली प्रक्रिया. त्यामुळे आधुनिक strace फ्लायवर प्रक्रियांमध्ये सामील होऊ शकतात.

अतिशीत उदाहरण कार्यक्रम:

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;
}

चला प्रोग्राम तयार करू आणि ते गोठलेले असल्याची खात्री करा:

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

आता त्यात सामील होण्याचा प्रयत्न करूया:

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

कॉलद्वारे प्रोग्राम अवरोधित केला pause. ती सिग्नल्सवर कशी प्रतिक्रिया देते ते पाहूया:

$ 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 +++

आम्ही फ्रोझन प्रोग्राम लाँच केला आणि त्याचा वापर करून सामील झालो strace. दोन गोष्टी स्पष्ट झाल्या: पॉज सिस्टम कॉल हँडलर्सशिवाय सिग्नलकडे दुर्लक्ष करते आणि विशेष म्हणजे, स्ट्रेस मॉनिटर्स केवळ सिस्टम कॉलच नव्हे तर येणारे सिग्नल देखील.

उदाहरण: बाल प्रक्रियांचा मागोवा घेणे

कॉलद्वारे प्रक्रियांसह कार्य करणे fork - सर्व युनिक्सचा आधार. सोप्या "प्रजनन" चे उदाहरण वापरून स्ट्रेस प्रक्रिया झाडासह कसे कार्य करते ते पाहूया कार्यक्रम:

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);
}

येथे मूळ प्रक्रिया मूल प्रक्रिया तयार करते, दोन्ही मानक आउटपुटवर लिहिते:

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

डीफॉल्टनुसार, आम्ही फक्त पालक प्रक्रियेतील सिस्टम कॉल पाहू:

$ 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 +++

ध्वज तुम्हाला संपूर्ण प्रक्रियेच्या झाडाचा मागोवा घेण्यास मदत करतो -f, जे strace चाइल्ड प्रोसेसमध्ये सिस्टम कॉल्सचे निरीक्षण करते. हे आउटपुटच्या प्रत्येक ओळीत जोडते pid सिस्टम आउटपुट बनवणारी प्रक्रिया:

$ 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 +++

या संदर्भात, सिस्टम कॉलच्या गटानुसार फिल्टर करणे उपयुक्त ठरू शकते:

$ 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 +++

तसे, नवीन प्रक्रिया तयार करण्यासाठी कोणता सिस्टम कॉल वापरला जातो?

उदाहरण: हँडलऐवजी फाइल पथ

फाइल डिस्क्रिप्टर्स जाणून घेणे नक्कीच उपयुक्त आहे, परंतु प्रोग्राम ज्या विशिष्ट फाइल्समध्ये प्रवेश करतो त्यांची नावे देखील उपयुक्त ठरू शकतात.

पुढील कार्यक्रम तात्पुरत्या फाइलवर ओळ लिहितो:

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;
}

सामान्य कॉल दरम्यान strace सिस्टम कॉलवर पास केलेल्या वर्णनक क्रमांकाचे मूल्य दर्शवेल:

$ 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 +++

ध्वजासह -y युटिलिटी फाईलचा मार्ग दाखवते ज्याशी वर्णनकर्ता संबंधित आहे:

$ 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 +++

उदाहरण: फाइल ऍक्सेस ट्रॅकिंग

आणखी एक उपयुक्त वैशिष्ट्य: विशिष्ट फाइलशी संबंधित फक्त सिस्टम कॉल प्रदर्शित करा. पुढे कार्यक्रम वितर्क म्हणून पास केलेल्या अनियंत्रित फाइलमध्ये एक ओळ जोडते:

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;
}

मुलभूतरित्या strace भरपूर अनावश्यक माहिती दाखवते. झेंडा -P युक्तिवादाने स्ट्रेस केवळ निर्दिष्ट केलेल्या फाइलवर कॉल प्रिंट करण्यास कारणीभूत ठरते:

$ 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 +++

उदाहरण: मल्टीथ्रेडेड प्रोग्राम्स

उपयुक्तता strace मल्टी-थ्रेडेडसह कार्य करताना देखील मदत करू शकते कार्यक्रम. खालील प्रोग्राम दोन प्रवाहांमधून मानक आउटपुटवर लिहितो:

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);
}

स्वाभाविकच, ते लिंकरला विशेष अभिवादन सह संकलित केले जाणे आवश्यक आहे - -pthread ध्वज:

$ 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
$

फ्लॅग -f, नियमित प्रक्रियेच्या बाबतीत, प्रत्येक ओळीच्या सुरूवातीस प्रक्रियेचा pid जोडेल.

स्वाभाविकच, आम्ही POSIX थ्रेड्स मानकांच्या अंमलबजावणीच्या अर्थाने थ्रेड आयडेंटिफायरबद्दल बोलत नाही, परंतु लिनक्समधील टास्क शेड्यूलरद्वारे वापरलेल्या संख्येबद्दल बोलत आहोत. नंतरच्या दृष्टिकोनातून, कोणतीही प्रक्रिया किंवा थ्रेड नाहीत - अशी कार्ये आहेत जी मशीनच्या उपलब्ध कोरमध्ये वितरित करणे आवश्यक आहे.

एकाधिक थ्रेड्समध्ये काम करताना, सिस्टम कॉल खूप जास्त होतात:

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

केवळ प्रक्रिया व्यवस्थापन आणि सिस्टम कॉल्सपर्यंत स्वतःला मर्यादित करण्यात अर्थ आहे 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 +++

तसे, प्रश्न. नवीन थ्रेड तयार करण्यासाठी कोणता सिस्टम कॉल वापरला जातो? थ्रेडसाठीचा हा कॉल प्रोसेस फॉर कॉलपेक्षा कसा वेगळा आहे?

मास्टर क्लास: सिस्टम कॉलच्या वेळी प्रक्रिया स्टॅक

नुकतेच दिसलेले एक strace क्षमता - सिस्टम कॉलच्या वेळी फंक्शन कॉलचा स्टॅक प्रदर्शित करणे. सोपे उदाहरण:

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;
}

स्वाभाविकच, प्रोग्रामचे आउटपुट खूप मोठे होते आणि ध्वज व्यतिरिक्त -k (कॉल स्टॅक डिस्प्ले), नावानुसार सिस्टम कॉल फिल्टर करणे अर्थपूर्ण आहे:

$ 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 +++

मास्टर क्लास: एरर इंजेक्शन

आणि आणखी एक नवीन आणि अतिशय उपयुक्त वैशिष्ट्य: त्रुटी इंजेक्शन. येथे कार्यक्रम, आउटपुट प्रवाहात दोन ओळी लिहिणे:

#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;
}

चला दोन्ही लेखन कॉल ट्रेस करूया:

$ 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 +++

आता आपण अभिव्यक्ती वापरतो injectत्रुटी टाकण्यासाठी EBADF सर्व कॉल लिहा:

$ 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 +++

कोणत्या त्रुटी परत केल्या जातात हे मनोरंजक आहे सर्व आव्हाने write, दहशतीच्या मागे लपलेल्या कॉलसह. पहिल्या कॉलसाठी एरर परत करण्यातच अर्थ आहे:

$ 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 +++

किंवा दुसरा:

$ 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 +++

त्रुटी प्रकार निर्दिष्ट करणे आवश्यक नाही:

$ 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 +++

इतर ध्वजांच्या संयोजनात, तुम्ही विशिष्ट फाइलमध्ये प्रवेश "ब्रेक" करू शकता. उदाहरण:

$ 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 +++

एरर इंजेक्शन व्यतिरिक्त, करू शकता कॉल करताना किंवा सिग्नल प्राप्त करताना विलंब लावा.

नंतरचा शब्द

उपयुक्तता strace - एक साधे आणि विश्वासार्ह साधन. परंतु सिस्टम कॉल व्यतिरिक्त, प्रोग्राम्स आणि ऑपरेटिंग सिस्टमच्या ऑपरेशनचे इतर पैलू डीबग केले जाऊ शकतात. उदाहरणार्थ, ते डायनॅमिकली लिंक केलेल्या लायब्ररींना कॉल ट्रॅक करू शकते. ltrace, ते ऑपरेटिंग सिस्टमच्या ऑपरेशनकडे लक्ष देऊ शकतात सिस्टमटॅप и ftrace, आणि तुम्हाला प्रोग्राम कार्यप्रदर्शनाची सखोल चौकशी करण्यास अनुमती देते परफ. असे असले तरी, ते आहे strace - माझ्या स्वत: च्या आणि इतर लोकांच्या प्रोग्राममध्ये समस्या असल्यास संरक्षणाची पहिली ओळ आणि मी आठवड्यातून किमान दोन वेळा वापरतो.

थोडक्यात, जर तुम्हाला युनिक्स आवडत असेल तर वाचा man 1 strace आणि मोकळ्या मनाने तुमचे कार्यक्रम पहा!

स्त्रोत: www.habr.com

लिनक्समध्ये स्ट्रेस: इतिहास, डिझाइन आणि वापर

सामग्री

प्रजातींचे मूळ

स्ट्रेस डिव्हाइस थोडक्यात: पिगलेट ट्रेस

मूलभूत: स्ट्रेस रनिंग प्रोग्राम चालवणे

मूलभूत: फ्लायवर प्रक्रियेत सामील होणे

उदाहरण: बाल प्रक्रियांचा मागोवा घेणे

उदाहरण: हँडलऐवजी फाइल पथ

उदाहरण: फाइल ऍक्सेस ट्रॅकिंग

उदाहरण: मल्टीथ्रेडेड प्रोग्राम्स

मास्टर क्लास: सिस्टम कॉलच्या वेळी प्रक्रिया स्टॅक

मास्टर क्लास: एरर इंजेक्शन

नंतरचा शब्द

एक टिप्पणी जोडा Отменить ответ

लिनक्समध्ये स्ट्रेस: ​​इतिहास, डिझाइन आणि वापर

सामग्री

प्रजातींचे मूळ

स्ट्रेस डिव्हाइस थोडक्यात: पिगलेट ट्रेस

मूलभूत: स्ट्रेस रनिंग प्रोग्राम चालवणे

मूलभूत: फ्लायवर प्रक्रियेत सामील होणे

उदाहरण: बाल प्रक्रियांचा मागोवा घेणे

उदाहरण: हँडलऐवजी फाइल पथ

उदाहरण: फाइल ऍक्सेस ट्रॅकिंग

उदाहरण: मल्टीथ्रेडेड प्रोग्राम्स

मास्टर क्लास: सिस्टम कॉलच्या वेळी प्रक्रिया स्टॅक

मास्टर क्लास: एरर इंजेक्शन

नंतरचा शब्द

एक टिप्पणी जोडा Отменить ответ

लिनक्समध्ये स्ट्रेस: इतिहास, डिझाइन आणि वापर