Linux系统调用工具strace的使用方法和实践

【场景】

1、在操作系统运维中会出现程序或系统命令运行失败，通过报错和日志无法定位问题根因。

2、如何在没有内核或程序代码的情况下查看系统调用的过程。

【说明】

1、strace是有用的诊断，说明和调试工具，Linux系统管理员可以在不需要源代码的情况下即可跟踪系统的调用。

2、strace显示有关进程的系统调用的信息，这可以帮助确定一个程序使用的哪个函数，当然在系统出现问题时可以使用 strace定位系统调用过程中失败的原因，这是定位系统问题的很好的方法。

【参数解析】

1. strace安装方法：

CentOS/EulerOS系统

# yum install strace

Ubuntu系统：

# apt-get install strace –y

2．strace的常用参数及示例

-c

统计每一系统调用的所执行的时间,次数和出错的次数等。

示例：打印执行uptime时系统系统调用的时间、次数、出错次数和syscall

# strace -c uptime

-d

显示有关标准错误的strace本身的一些调试输出。

-f

跟踪子进程，这些子进程是由于fork（2）系统调用而由当前跟踪的进程创建的。

-i
在系统调用时打印指令指针。

-t

跟踪的每一行都以时间为前缀。

-tt

如果给出两次，则打印时间将包括微秒。

-ttt

如果给定三次，则打印时间将包括微秒，并且前导部分将打印为自该**以来的秒数。

-T

显示花费在系统调用上的时间。这将记录每个系统调用的开始和结束之间的时间差。

-v

打印环境，统计信息，termios等调用的未缩写版本。这些结构在调用中非常常见，因此默认行为显示了结构成员的合理子集。使用此选项可获取所有详细信息。

-V

打印strace的版本号。

-e expr

限定表达式，用于修改要跟踪的事件或如何跟踪它们：

-e trace=set

仅跟踪指定的系统调用集。该-c选项用于确定哪些系统调用可能是跟踪有用有用。例如，trace=open，close，read，write表示仅跟踪这四个系统调用。

-e trace=file

跟踪所有以文件名作为参数的系统调用。

示例：打印执行ls时跟文件有关的系统调用。

# strace -e trace=file ls

-e trace=process

跟踪涉及过程管理的所有系统调用。这对于观察进程的派生，等待和执行步骤很有用。

-e trace=network

跟踪所有与网络相关的系统调用。

-e trace=signal

跟踪所有与信号相关的系统调用。

-e trace=ipc

跟踪所有与IPC相关的系统调用。

-o 文件名

将跟踪输出写入文件名而不是stderr。

-p pid

使用进程ID pid附加到该进程并开始跟踪。跟踪可以随时通过键盘中断信号（CTRL -C）终止。

-S 

按指定条件对-c选项打印的直方图输出进行排序。

示例：打印执行uname系统调用中calls的次数排序

# strace -fc -S calls uname

注：其他参数可以查看man手册

# man strace

【使用实践】

以“定位一次系统无法解析域名故障”为例

【问题现象】：

无法访问外网域名，提示Name or service not know。

且已检查系统DNS配置文件/etc/resolv.conf正确，排除DNS解析失败。

【问题分析】：

当前无法确定系统在执行 解析域名失败的原因，这时候需要使用strace查看系统调用过程,域名解析通常跟系统读取文件相关，因此我们只查看open file的过程。具体命令如下：

# strace -e strace=open ping www.baidu.com

如上图所示在系统调用过程中出现/usr/lib64/libnss_dns.so.2文件缺失，则问题根因已确定为libnss_dns.so.2系统库文件缺失。

【解决方法】：

libnss_dns.so.2文件由glibc-devel包产生，因此重新安装该包即可，请执行

# yum reinstall glibc-devel