系统调用跟踪命令strace和dtruss

很多时候我们希望可以看到一个进程调用了哪些API以及其调用顺序，例如我们要参考某个程序的实现，但我们又无法获得该程序的源代码时，使用系统调用跟踪命令不失为一个好办法。另外，在一些无法调试的环境上检查问题时，我们也可以用该命令来查看程序是否按预期执行。strace和dtruss都是同一类型的命令，strace是linux系统上的，而dtruss是mac系统上的。

一、linux上的strace命令

strace常用来跟踪进程执行时的系统调用和所接收的信号。 在Linux世界，进程不能直接访问硬件设备，当进程需要访问硬件设备(比如读取磁盘文件，接收网络数据等等)时，必须由用户态模式切换至内核态模式，通 过系统调用访问硬件设备。strace可以跟踪到一个进程产生的系统调用,包括参数，返回值，执行消耗的时间。

参数

-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. 
-d 输出strace关于标准错误的调试信息. 
-f 跟踪由fork调用所产生的子进程. 
-ff 如果提供-o filename,则所有进程的跟踪结果输出到相应的filename.pid中,pid是各进程的进程号. 
-F 尝试跟踪vfork调用.在-f时,vfork不被跟踪. 
-h 输出简要的帮助信息. 
-i 输出系统调用的入口指针. 
-q 禁止输出关于脱离的消息. 
-r 打印出相对时间关于,,每一个系统调用. 
-t 在输出中的每一行前加上时间信息. 
-tt 在输出中的每一行前加上时间信息,微秒级. 
-ttt 微秒级输出,以秒了表示时间. 
-T 显示每一调用所耗的时间. 
-v 输出所有的系统调用.一些调用关于环境变量,状态,输入输出等调用由于使用频繁,默认不输出. 
-V 输出strace的版本信息. 
-x 以十六进制形式输出非标准字符串 
-xx 所有字符串以十六进制形式输出. 
-a column 
设置返回值的输出位置.默认 为40. 
-e expr 
指定一个表达式,用来控制如何跟踪.格式如下: 
[qualifier=][!]value1[,value2]... 
qualifier只能是 trace,abbrev,verbose,raw,signal,read,write其中之一.value是用来限定的符号或数字.默认的 qualifier是 trace.感叹号是否定符号.例如: 
-eopen等价于 -e trace=open,表示只跟踪open调用.而-etrace!=open表示跟踪除了open以外的其他调用.有两个特殊的符号 all 和 none. 
注意有些shell使用!来执行历史记录里的命令,所以要使用\\. 
-e trace=set 
只跟踪指定的系统 调用.例如:-e trace=open,close,rean,write表示只跟踪这四个系统调用.默认的为set=all. 
-e trace=file 
只跟踪有关文件操作的系统调用. 
-e trace=process 
只跟踪有关进程控制的系统调用. 
-e trace=network 
跟踪与网络有关的所有系统调用. 
-e strace=signal 
跟踪所有与系统信号有关的 系统调用 
-e trace=ipc 
跟踪所有与进程通讯有关的系统调用 
-e abbrev=set 
设定 strace输出的系统调用的结果集.-v 等与 abbrev=none.默认为abbrev=all. 
-e raw=set 
将指 定的系统调用的参数以十六进制显示. 
-e signal=set 
指定跟踪的系统信号.默认为all.如 signal=!SIGIO(或者signal=!io),表示不跟踪SIGIO信号. 
-e read=set 
输出从指定文件中读出 的数据.例如: 
-e read=3,5 
-e write=set 
输出写入到指定文件中的数据. 
-o filename 
将strace的输出写入文件filename 
-p pid 
跟踪指定的进程pid. 
-s strsize 
指定输出的字符串的最大长度.默认为32.文件名一直全部输出. 
-u username 
以username 的UID和GID执行被跟踪的命令

二、mac上的dtruss命令

dtruss - 使用DTrace来监视系统调用。dtruss 在进程进行系统调用的时候，进行输出。它就像DTrace版的truss，和truss相比，它插入一些信息。值得注意的是只有在有root权限的终端下，可以使用DTrace。

参数：(可通过man查看)

-a 输出全部

-b bufsize
dynamic variable buffer size. Increase this if you notice
dynamic variable drop errors. The default is "4m" for 4
megabytes per CPU.

-c 输出系统调用数

-d 输出时间消耗
-e 输出剩余多少时间
-f 监视fork出来的进程调用

-l force printing of pid/lwpid per line

-L don't print pid/lwpid per line

-n name 跟踪名为name的进程
-o 输出花在cpu上的时间

-s 输出栈跟踪

-p PID 监视某个pid

-t syscall 只监视某个系统调用

举例：

执行并监控"df -h"命令的系统调用
# dtruss df -h

监控pid为1871的进程此时之后的系统调用
# dtruss -p 1871

监控所有名为 "tar"的进程
# dtruss -n tar

执行脚本test.sh，并监控子进程
# dtruss -f test.sh

执行"date" 命令并输出cpu消耗和剩余时间
# dtruss -eo date