युनिक्स-जस्तो अपरेटिङ सिस्टमहरूमा, बाह्य संसार र अपरेटिङ सिस्टमसँग प्रोग्रामको सञ्चार कार्यहरूको सानो सेट - प्रणाली कलहरू मार्फत हुन्छ। यसको मतलब यो हो कि डिबगिंग उद्देश्यका लागि यो प्रक्रियाहरू द्वारा निष्पादित प्रणाली कलहरूमा जासूसी गर्न उपयोगी हुन सक्छ।

एक उपयोगिताले तपाईंलाई लिनक्समा कार्यक्रमहरूको "अन्तरंग जीवन" निगरानी गर्न मद्दत गर्दछ strace, जुन यस लेखको विषय हो। जासूस उपकरणको प्रयोगका उदाहरणहरू संक्षिप्त इतिहासको साथमा छन् strace र त्यस्ता कार्यक्रमहरूको डिजाइनको विवरण।

सामग्रीहरू

प्रजातिहरूको उत्पत्ति
संक्षेपमा स्ट्रेस उपकरण: पिगलेट ट्रेस
आधारभूत: एक कार्यक्रम चलिरहेको strace चलिरहेको
आधारभूत: उडानमा प्रक्रियामा सामेल हुनुहोस्
उदाहरण: बाल प्रक्रियाहरू ट्र्याक गर्दै
उदाहरण: ह्यान्डलहरूको सट्टा फाइल पथहरू
उदाहरण: फाइल पहुँच ट्र्याकिङ
उदाहरण: मल्टिथ्रेडेड प्रोग्रामहरू
मास्टर क्लास: प्रणाली कलको समयमा प्रक्रिया स्ट्याक
मास्टर वर्ग: त्रुटि इंजेक्शन
पछिशब्द

प्रजातिहरूको उत्पत्ति

युनिक्समा प्रोग्रामहरू र ओएस कर्नेल बीचको मुख्य इन्टरफेस प्रणाली कलहरू हो। प्रणाली कलहरू, syscalls), बाहिरी संसारसँग कार्यक्रमहरूको अन्तरक्रिया तिनीहरू मार्फत मात्र हुन्छ।

तर युनिक्सको पहिलो सार्वजनिक संस्करणमा (संस्करण 6 Unix, 1975) प्रयोगकर्ता प्रक्रियाहरूको व्यवहार ट्र्याक गर्न कुनै सुविधाजनक तरिकाहरू थिएनन्। यो समस्या समाधान गर्न, बेल ल्याबहरूले अर्को संस्करणमा अद्यावधिक गर्नेछ (संस्करण 7 Unix, 1979) एक नयाँ प्रणाली कल प्रस्तावित - ptrace.

ptrace मुख्यतया अन्तरक्रियात्मक डिबगरहरूको लागि विकसित गरिएको थियो, तर 80s को अन्त्यमा (व्यावसायिक युगमा प्रणाली V रिलीज 4) यस आधारमा, संकुचित रूपमा केन्द्रित डिबगरहरू-प्रणाली कल ट्रेसरहरू- देखा पर्‍यो र व्यापक रूपमा प्रयोग भयो।

पहिलो स्ट्रेसको उही संस्करण पल क्रोननबर्ग द्वारा 1992 मा बन्द उपयोगिताको विकल्पको रूपमा comp.sources.sun मेलिङ सूचीमा प्रकाशित गरिएको थियो। trace सूर्यबाट। दुवै क्लोन र मूल SunOS को लागि उद्देश्य थियो, तर 1994 द्वारा strace प्रणाली V, सोलारिस र बढ्दो लोकप्रिय लिनक्समा पोर्ट गरिएको थियो।

आज स्ट्रेसले लिनक्सलाई मात्र समर्थन गर्दछ र त्यसैमा निर्भर गर्दछ ptrace, धेरै विस्तारहरु संग overgrown।

आधुनिक (र धेरै सक्रिय) रखरखावकर्ता strace - दिमित्री लेभिन। उहाँलाई धन्यवाद, उपयोगिताले उन्नत सुविधाहरू हासिल गर्यो जस्तै प्रणाली कलहरूमा त्रुटि इंजेक्शन, आर्किटेक्चरको विस्तृत दायराको लागि समर्थन र, सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण रूपमा, शुभंकर। अनौपचारिक स्रोतहरूले दावी गर्छन् कि रूसी शब्द "ओस्ट्रिच" र अंग्रेजी शब्द "स्ट्रेस" बीचको संयोजनको कारण छनोट शुतुरमुर्गमा परेको हो।

यो पनि महत्त्वपूर्ण छ कि लिनक्स, फ्रीबीएसडी, ओपनबीएसडी र परम्परागत युनिक्समा लामो इतिहास र कार्यान्वयनको बावजुद ptrace प्रणाली कल र ट्रेसरहरूलाई POSIX मा समावेश गरिएको थिएन।

संक्षेपमा स्ट्रेस उपकरण: पिगलेट ट्रेस

"तपाईंले यो बुझ्नु भएको छैन" (डेनिस रिची, संस्करण 6 युनिक्स स्रोत कोडमा टिप्पणी)

प्रारम्भिक बाल्यकालदेखि, म कालो बक्सहरू खडा गर्न सक्दिन: म खेलौनाहरूसँग खेल्दिन, तर तिनीहरूको संरचना बुझ्ने प्रयास गर्थे (वयस्कहरूले "ब्रेक" शब्द प्रयोग गरे तर दुष्ट भाषाहरूमा विश्वास नगर्नुहोस्)। सायद यही कारणले गर्दा पहिलो युनिक्सको अनौपचारिक संस्कृति र आधुनिक खुला स्रोत आन्दोलन मेरो नजिक छ।

यस लेखको उद्देश्यका लागि, स्ट्रेसको स्रोत कोडलाई छुट्याउन अनुचित छ, जुन दशकहरूमा बढेको छ। तर पाठकहरूका लागि कुनै गोप्य कुरा छोड्नु हुँदैन। त्यसकारण, त्यस्ता स्ट्रेस कार्यक्रमहरूको सञ्चालनको सिद्धान्त देखाउनको लागि, म सानो ट्रेसरको लागि कोड प्रदान गर्नेछु - पिगलेट ट्रेस (ptr)। यो केहि विशेष कसरी गर्ने थाहा छैन, तर मुख्य कुरा भनेको कार्यक्रमको प्रणाली कलहरू हो - यसले आउटपुट गर्दछ:

$ 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 ट्रेसले लिनक्स प्रणाली कलहरूको बारेमा सयौंको पहिचान गर्दछ (हेर्नुहोस्। टेबल) र x86-64 आर्किटेक्चरमा मात्र काम गर्दछ। यो शैक्षिक उद्देश्यका लागि पर्याप्त छ।

हाम्रो क्लोन को काम हेरौं। लिनक्सको अवस्थामा, डिबगरहरू र ट्रेसरहरूले माथि उल्लेखित रूपमा, ptrace प्रणाली कल प्रयोग गर्दछ। यसले पहिलो तर्कमा आदेश पहिचानकर्ताहरू पास गरेर काम गर्दछ, जसको हामीलाई मात्र चाहिन्छ PTRACE_TRACEME, PTRACE_SYSCALL и PTRACE_GETREGS.

ट्रेसर सामान्य युनिक्स शैलीमा सुरु हुन्छ: fork(2) बच्चा प्रक्रिया सुरु गर्छ, जुन बारीमा प्रयोग गर्दछ exec(3) अध्ययन अन्तर्गत कार्यक्रम सुरु गर्दछ। यहाँ एकमात्र सूक्ष्मता चुनौती हो ptrace(PTRACE_TRACEME) перед exec: बाल प्रक्रियाले अभिभावक प्रक्रियालाई निगरानी गर्ने अपेक्षा गर्दछ:

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");
}

अभिभावक प्रक्रिया अब कल गर्नुपर्छ wait(2) चाइल्ड प्रक्रियामा, अर्थात्, ट्रेस मोडमा स्विच गर्ने कुरा सुनिश्चित गर्नुहोस्:

/* 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");

यस बिन्दुमा, तयारीहरू पूरा भइसकेका छन् र तपाईं सिधै अनन्त लूपमा प्रणाली कलहरू ट्र्याक गर्न अगाडि बढ्न सक्नुहुन्छ।

चुनौती ptrace(PTRACE_SYSCALL) पछिको ग्यारेन्टी दिन्छ wait अभिभावकले प्रणाली कल कार्यान्वयन हुनु अघि वा यो पूरा भएपछि तुरुन्तै पूरा हुनेछ। दुई कलहरू बीचमा तपाईंले कुनै पनि कार्यहरू गर्न सक्नुहुन्छ: कललाई वैकल्पिक एकले बदल्नुहोस्, तर्कहरू वा फिर्ता मान परिवर्तन गर्नुहोस्।

हामीले कमाण्डलाई दुई पटक कल गर्न आवश्यक छ ptrace(PTRACE_GETREGS)दर्ता राज्य प्राप्त गर्न rax कल अघि (प्रणाली कल नम्बर) र तुरुन्त पछि (फिर्ती मूल्य)।

वास्तवमा, चक्र:

/* 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);
}

त्यो सम्पूर्ण ट्रेसर हो। अब तपाईलाई थाहा छ अर्को पोर्टिङ कहाँ सुरु गर्ने डीट्रेस लिनक्स मा।

आधारभूत: एक कार्यक्रम चलिरहेको strace चलिरहेको

पहिलो प्रयोग केसको रूपमा strace, सायद यो सरल विधि उद्धृत गर्न लायक छ - चलिरहेको अनुप्रयोग सुरू गर्दै strace.

सामान्य कार्यक्रमको कलहरूको अनन्त सूचीमा जान नपरोस् भनेर, हामी लेख्छौं न्यूनतम कार्यक्रम वरपर 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;
}

कार्यक्रम निर्माण गरौं र निश्चित गर्नुहोस् कि यसले काम गर्छ:

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

र अन्तमा, यसलाई स्ट्रेस नियन्त्रण अन्तर्गत चलाउनुहोस्:

$ 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)                           = ?

धेरै "शब्दयुक्त" र धेरै शैक्षिक छैन। यहाँ दुई समस्याहरू छन्: कार्यक्रम आउटपुट आउटपुट संग मिश्रित छ strace र प्रणाली कलहरूको प्रशस्तता जसले हामीलाई चासो दिँदैन।

तपाईले कार्यक्रमको मानक आउटपुट स्ट्रिम र स्ट्रेस त्रुटि आउटपुटलाई -o स्विच प्रयोग गरेर अलग गर्न सक्नुहुन्छ, जसले प्रणाली कलहरूको सूचीलाई तर्क फाइलमा रिडिरेक्ट गर्छ।

यो "अतिरिक्त" कलहरूको समस्या समाधान गर्न बाँकी छ। मानौं कि हामी कलहरूमा मात्र रुचि राख्छौं write। कुञ्जी -e प्रणाली कलहरू फिल्टर गरिने अभिव्यक्तिहरू निर्दिष्ट गर्न अनुमति दिन्छ। सबैभन्दा लोकप्रिय अवस्था विकल्प हो, स्वाभाविक रूपमा, trace=*, जसको साथ तपाईले हामीलाई रुचि राख्ने कलहरू मात्र छोड्न सक्नुहुन्छ।

एकै साथ प्रयोग गर्दा -o и -e हामी प्राप्त गर्नेछौं:

$ 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 +++

त्यसोभए, तपाईले देख्नुहुन्छ, यो पढ्न धेरै सजिलो छ।

तपाईले प्रणाली कलहरू हटाउन पनि सक्नुहुन्छ, उदाहरणका लागि मेमोरी आवंटन र मुक्त गर्नेसँग सम्बन्धित:

$ 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 +++

बहिष्कृत कलहरूको सूचीमा एस्केप गरिएको विस्मयादिबोधक चिन्हलाई ध्यान दिनुहोस्: यो कमाण्ड शेलद्वारा आवश्यक छ। खोल).

glibc को मेरो संस्करणमा, प्रणाली कल प्रक्रिया समाप्त हुन्छ exit_groupपरम्परागत होइन _exit। यो प्रणाली कलहरूसँग काम गर्ने कठिनाइ हो: प्रोग्रामरले काम गर्ने इन्टरफेस प्रणाली कलहरूसँग प्रत्यक्ष रूपमा सम्बन्धित छैन। यसबाहेक, यो कार्यान्वयन र प्लेटफर्मको आधारमा नियमित रूपमा परिवर्तन हुन्छ।

आधारभूत: उडानमा प्रक्रियामा सामेल हुनुहोस्

सुरुमा, ptrace प्रणाली कल जसमा यो निर्माण गरिएको थियो strace, विशेष मोडमा कार्यक्रम चलाउँदा मात्र प्रयोग गर्न सकिन्छ। यो सीमा संस्करण 6 Unix को दिनमा उचित लाग्न सक्छ। आजकल, यो अब पर्याप्त छैन: कहिलेकाहीँ तपाईंले काम गर्ने कार्यक्रमको समस्याहरूको खोजी गर्न आवश्यक छ। एक सामान्य उदाहरण एक ह्यान्डल वा सुत्ने मा अवरुद्ध प्रक्रिया हो। त्यसैले आधुनिक strace उडानमा प्रक्रियाहरूमा सामेल हुन सक्छ।

चिसो 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;
}

कार्यक्रम निर्माण गरौं र यो स्थिर छ भनेर सुनिश्चित गरौं:

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

अब यसमा सामेल हुने प्रयास गरौं:

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

कल द्वारा कार्यक्रम अवरुद्ध pause। हेरौं कसरी उनले संकेतहरूमा प्रतिक्रिया दिन्छन्:

$ 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 +++

हामीले जमेको कार्यक्रम सुरु गर्यौं र यसलाई प्रयोग गरेर सामेल भयौं strace। दुई चीजहरू स्पष्ट भए: पज प्रणाली कलले ह्यान्डलरहरू बिना संकेतहरूलाई बेवास्ता गर्दछ र, अझ चाखलाग्दो कुरा, स्ट्रेस मोनिटरहरूले प्रणाली कलहरू मात्र होइन, आगमन संकेतहरू पनि।

उदाहरण: बाल प्रक्रियाहरू ट्र्याक गर्दै

कल मार्फत प्रक्रियाहरूसँग काम गर्दै fork - सबै Unixes को आधार। सरल "प्रजनन" को उदाहरण प्रयोग गरेर स्ट्रेसले प्रक्रिया रूखसँग कसरी काम गर्छ हेरौं। 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);
}

यहाँ मूल प्रक्रियाले बाल प्रक्रिया सिर्जना गर्दछ, दुबै मानक आउटपुटमा लेख्ने:

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

पूर्वनिर्धारित रूपमा, हामी केवल अभिभावक प्रक्रियाबाट प्रणाली कलहरू देख्नेछौं:

$ 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 +++

झण्डाले तपाईंलाई सम्पूर्ण प्रक्रिया रूख ट्र्याक गर्न मद्दत गर्दछ -f, जुन strace बाल प्रक्रियाहरूमा प्रणाली कलहरू निगरानी गर्दछ। यसले आउटपुटको प्रत्येक लाइनमा थप्छ pid प्रणाली आउटपुट बनाउने 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 +++

यस सन्दर्भमा, प्रणाली कलहरूको समूहद्वारा फिल्टरिङ उपयोगी हुन सक्छ:

$ 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 +++

खैर, नयाँ प्रक्रिया सिर्जना गर्न कुन प्रणाली कल प्रयोग गरिन्छ?

उदाहरण: ह्यान्डलहरूको सट्टा फाइल पथहरू

फाइल वर्णनकर्ताहरू जान्न निश्चित रूपमा उपयोगी छ, तर कार्यक्रम पहुँच गर्ने विशिष्ट फाइलहरूको नाम पनि काममा आउन सक्छ।

अर्को कार्यक्रम अस्थायी फाइलमा रेखा लेख्छ:

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 कलको समयमा strace प्रणाली कलमा पास गरिएको वर्णनकर्ता नम्बरको मान देखाउनेछ:

$ 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 +++

झण्डा बोकेर -y उपयोगिताले फाइलको बाटो देखाउँछ जसमा वर्णनकर्तासँग मेल खान्छ:

$ 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 पहुँच ट्र्याकिङ

अर्को उपयोगी सुविधा: विशेष फाइलसँग सम्बन्धित प्रणाली कलहरू मात्र प्रदर्शन गर्नुहोस्। अर्को कार्यक्रम तर्कको रूपमा पारित गरिएको मनमानी फाइलमा रेखा जोड्छ:

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;
}

पूर्वनिर्धारित strace धेरै अनावश्यक जानकारी देखाउँछ। झण्डा -P तर्कको साथमा स्ट्रेसले निर्दिष्ट फाइलमा मात्र कलहरू प्रिन्ट गर्दछ:

$ 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: मल्टिथ्रेडेड प्रोग्रामहरू

उपयोगिता strace बहु-थ्रेडेड संग काम गर्दा पनि मद्दत गर्न सक्छ कार्यक्रम। निम्न कार्यक्रमले दुई स्ट्रिमहरूबाट मानक आउटपुटमा लेख्छ:

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);
}

स्वाभाविक रूपमा, यो लिङ्करमा विशेष अभिवादन संग संकलित हुनुपर्छ - -pthread झण्डा:

$ 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
$

फ्ल्याग -f, नियमित प्रक्रियाहरूको अवस्थामा जस्तै, प्रत्येक रेखाको सुरुमा प्रक्रियाको pid थप्नेछ।

स्वाभाविक रूपमा, हामी POSIX थ्रेड्स मानकको कार्यान्वयनको अर्थमा थ्रेड पहिचानकर्ताको बारेमा कुरा गर्दैनौं, तर लिनक्समा कार्य अनुसूचक द्वारा प्रयोग गरिएको संख्याको बारेमा। पछिल्लो दृष्टिकोणबाट, त्यहाँ कुनै प्रक्रियाहरू वा थ्रेडहरू छैनन् - त्यहाँ कार्यहरू छन् जुन मेसिनको उपलब्ध कोरहरू बीच वितरण गर्न आवश्यक छ।

धेरै थ्रेडहरूमा काम गर्दा, प्रणाली कलहरू धेरै हुन्छन्:

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

यो आफैलाई प्रशोधन व्यवस्थापन र प्रणाली कलहरूमा मात्र सीमित गर्न अर्थपूर्ण छ 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 +++

वैसे, प्रश्नहरू। नयाँ थ्रेड सिर्जना गर्न कुन प्रणाली कल प्रयोग गरिन्छ? थ्रेडहरूको लागि यो कल प्रक्रियाहरूको लागि कल भन्दा कसरी फरक छ?

मास्टर क्लास: प्रणाली कलको समयमा प्रक्रिया स्ट्याक

भर्खरै देखा परेको मध्ये एक strace क्षमताहरू - प्रणाली कलको समयमा प्रकार्य कलहरूको स्ट्याक प्रदर्शन गर्दै। सरल एक 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;
}

स्वाभाविक रूपमा, कार्यक्रम आउटपुट धेरै ठूलो हुन्छ, र, झण्डा बाहेक -k (कल स्ट्याक डिस्प्ले), यसले नामद्वारा प्रणाली कलहरू फिल्टर गर्न अर्थ बनाउँछ:

$ 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 वर्ग: त्रुटि इंजेक्शन

र एक थप नयाँ र धेरै उपयोगी सुविधा: त्रुटि इंजेक्शन। यहाँ कार्यक्रम, आउटपुट स्ट्रिममा दुई लाइनहरू लेख्दै:

#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;
}

दुवै कल कल ट्रेस गरौं:

$ 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 +++

अब हामी अभिव्यक्ति प्रयोग गर्दछौं injectत्रुटि सम्मिलित गर्न EBADF सबै कलहरू लेख्नुहोस्:

$ 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 +++

यो चाखलाग्दो छ कि त्रुटिहरू फर्काइन्छ सबै चुनौतिहरु write, आतंक पछि लुकेको कल सहित। यो केवल कल को पहिलो को लागी एक त्रुटि फिर्ता गर्न अर्थ बनाउँछ:

$ 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 +++

वा दोस्रो:

$ 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 +++

त्रुटि प्रकार निर्दिष्ट गर्न आवश्यक छैन:

$ 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 +++

अन्य झण्डाहरूसँग संयोजनमा, तपाइँ एक विशेष फाइलमा पहुँच "ब्रेक" गर्न सक्नुहुन्छ। 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 +++

त्रुटि इंजेक्शन बाहेक, गर्न सक्छन् कल गर्दा वा संकेतहरू प्राप्त गर्दा ढिलाइ परिचय गर्नुहोस्।

पछिशब्द

उपयोगिता strace - एक सरल र भरपर्दो उपकरण। तर प्रणाली कलहरू बाहेक, कार्यक्रमहरू र अपरेटिङ सिस्टमको सञ्चालनका अन्य पक्षहरू डिबग गर्न सकिन्छ। उदाहरणका लागि, यसले गतिशील रूपमा लिङ्क गरिएका पुस्तकालयहरूमा कलहरू ट्र्याक गर्न सक्छ। ltrace, तिनीहरूले अपरेटिङ सिस्टम को सञ्चालन मा हेर्न सक्छन् SystemTap и ftrace, र तपाइँलाई कार्यक्रम प्रदर्शन को गहिरो अनुसन्धान गर्न अनुमति दिन्छ perf। तैपनि, यो छ strace - मेरो आफ्नै र अन्य व्यक्तिका कार्यक्रमहरूमा समस्या भएमा रक्षाको पहिलो रेखा, र म यसलाई हप्तामा कम्तिमा दुई पटक प्रयोग गर्छु।

छोटकरीमा, यदि तपाइँ युनिक्सलाई माया गर्नुहुन्छ भने, पढ्नुहोस् man 1 strace र तपाइँका कार्यक्रमहरू हेर्न स्वतन्त्र महसुस गर्नुहोस्!

स्रोत: www.habr.com

लिनक्समा स्ट्रेस: इतिहास, डिजाइन र प्रयोग

सामग्रीहरू

प्रजातिहरूको उत्पत्ति

संक्षेपमा स्ट्रेस उपकरण: पिगलेट ट्रेस

आधारभूत: एक कार्यक्रम चलिरहेको strace चलिरहेको

आधारभूत: उडानमा प्रक्रियामा सामेल हुनुहोस्

उदाहरण: बाल प्रक्रियाहरू ट्र्याक गर्दै

उदाहरण: ह्यान्डलहरूको सट्टा फाइल पथहरू

उदाहरण: फाइल पहुँच ट्र्याकिङ

उदाहरण: मल्टिथ्रेडेड प्रोग्रामहरू

मास्टर क्लास: प्रणाली कलको समयमा प्रक्रिया स्ट्याक

मास्टर वर्ग: त्रुटि इंजेक्शन

पछिशब्द

एक टिप्पणी थप्न Отменить ответ

लिनक्समा स्ट्रेस: ​​इतिहास, डिजाइन र प्रयोग

सामग्रीहरू

प्रजातिहरूको उत्पत्ति

संक्षेपमा स्ट्रेस उपकरण: पिगलेट ट्रेस

आधारभूत: एक कार्यक्रम चलिरहेको strace चलिरहेको

आधारभूत: उडानमा प्रक्रियामा सामेल हुनुहोस्

उदाहरण: बाल प्रक्रियाहरू ट्र्याक गर्दै

उदाहरण: ह्यान्डलहरूको सट्टा फाइल पथहरू

उदाहरण: फाइल पहुँच ट्र्याकिङ

उदाहरण: मल्टिथ्रेडेड प्रोग्रामहरू

मास्टर क्लास: प्रणाली कलको समयमा प्रक्रिया स्ट्याक

मास्टर वर्ग: त्रुटि इंजेक्शन

पछिशब्द

एक टिप्पणी थप्न Отменить ответ

लिनक्समा स्ट्रेस: इतिहास, डिजाइन र प्रयोग