Linux驱动(基础):28---调试技术之（监视调试工具strace）

一、什么是监视调试

• 有时，通过监视用户空间中应用程序的运行情况，可以捕捉到一些小问题。监视程序同时也有助于确认驱动程序工作是否正常
• 例如，查看scull的read实现如何响应不同数据量的read请求，就可以判断它是否工作正常
• 有许多方法可用来监视用户空间程序的工作情况，比如使用调试器，或者在strace状态下运行程序等。在检查内核代码时，strace技术最值得关注

二、strace工具介绍

• 功能：
  • strace命令是一个功能非常强大的工具，它可以显示由用户空间程序所发出的所有系统调用
  • 它不仅可以显示调用。而且还能显示调用参数以及用符号形式表示的返回值。当系统调用失败时，错误的符号值（如ENOMEM）和对应的字符串（如“Out of memory”）都能被显示出来
  • strace将跟踪信息打印到stderr上
  • gdb等调试器可以连接到一个正在运行的进程并控制该进程，strace也可以跟踪一个正在运行的进程
• 参数：
  • -t：该选项用来显示调用发生的时间
  • -T：显示调用所花费的时间
  • -e：限定被跟踪的调用类型
  • -o：将输出重定向到一个文件中
• 总结：
  • 我们可以在strace的输出中发现很多有用信息，但如果觉得这些符号过于拖累的话，则可以仅限于监视文件方法（read、write等）的工作成功
  • strace对于查找系统调用运行时的细微错误最为有用，例如确切查明系统调用的哪个参数引发了错误

三、演示案例

• 例如，下面给出了strace ls /dev > /dev/scull0命令的最后几行输出信息：
  • ls完成对目标目录的检索后，在首次对wrie的调用中，其试图写入4KB数据，但是实际只写入了4000个字节，接着它重试这一操作。然而，我们知道scull的write实现每次最多只写入一个量子（scull中设置的量子大小为4000个字节），所以我们所预期的就是下图的部分写入。经过一些步骤之后，每个工作都顺利通过，程序正常退出

• 例如，我们对scull设备进行读操作（使用wc命令）：
  • 正如所预料的，read每次只能读取4000个字节，但数据总量与前面例子中写入的总量是相同的。与上面的写入跟踪相比，请注意本例中的重试是如何组织的。为了快速读取数据，wc被优化了，因而其绕过了标准库，试图通过一次系统调用读取更多的数据，这可以从read的跟踪行中看到：wc每次均试图读取16KB数据