linux调试工具 strace 和pstack 编译及使用介绍

一、简介

     1、strace是一个可用于诊断、调试和教学的Linux用户空间跟踪器。我们用它来监控用户空间进程和内核的交互，比如系统调用、信号传递、进程状态变更等。

     2、pstack是一个基于GDB的脚本命令，可显示每个进程的栈跟踪。pstack 命令必须由相应进程的属主或 root 运行。可以使用 pstack 来确定进程挂起的位置。此命令允许使用的唯一选项是要检查的进程的 PID。文末附pstack脚本源码。

strace跟踪程序使用的底层系统调用，可输出系统调用被执行的时间点以及各个调用耗时；pstack工具对指定PID的进程输出函数调用栈。

 

二、strace 交叉编译

    strace 源码下载地址为   ：  https://sourceforge.net/projects/strace/files/strace/

下面以strace-4.11 ，marvell 78k 平台为例，介绍下交叉编译配置编译步骤。

1、配置

./configure --host=arm-marvell-linux-gnueabi CC=arm-marvell-linux-gnueabi-gcc LD=arm-marvell-linux-gnueabi-ld --prefix=/work/app_project/strace/strace-4.11/_install

2、编译

make

make install

 

三、使用说明

1、pstack

     pstack是一个基于GDB的脚本命令，可显示每个进程的栈跟踪。pstack 命令必须由相应进程的属主或 root 运行。可以使用 pstack 来确定进程挂起的位置。此命令允许使用的唯一选项是要检查的进程的 PID。

         pstack  

注：如果gdb命令不在标准路径  /usr/bin/下，使用前需要先编辑 pstack脚本，写入正确的gdb路径

2、strace

      strace主要用来监控用户空间进程和内核的交互，比如系统调用、信号传递、进程状态变更等，一般使用格式为：

            strace -o trace.txt -Ttt  -f -p 

 

常用选项介绍如下：

-o filename

将strace的输出写入文件filename

-p pid

跟踪指定的进程pid.

-f 跟踪由fork调用所产生的子进程.

-F 尝试跟踪vfork调用.在-f时,vfork不被跟踪.

-i 输出系统调用的入口指针.

-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.

-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.

-h 输出简要的帮助信息.

-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:

-e open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.

    -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 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

 

四、演示

写线程例子：

/* 创建写线程 */

p_err = pthread_create(&w_pthread,NULL,printf_fun,&ret_val);


/*打印线程*/

void *printf_fun(void *arg)
{
    while(1)
    {
        printf(" a message printf\n");
        sleep(2);
    }
}

1、pstack  9525：

Thread 2 (Thread 0x20a7c470 (LWP 9526)):

#0 0x201dfa54 in nanosleep () from /lib/libc.so.6

#1 0x201df7dc in sleep () from /lib/libc.so.6

#2 0x000084a0 in printf_fun ()

Thread 1 (Thread 0x2007a000 (LWP 9525)):

#0 0x20130f84 in pthread_join () from /lib/libpthread.so.0

#1 0x00008518 in main ()

 

2、strace  -Ttt  -f -p 2599 (节选)

。。。。。。

2599 14:05:52.551429 clone(child_stack=0x20a3efa8, flags=CLONE_VM|CLONE_FS|CLONE_FILES|CLONE_SIGHAND|CLONE_THREAD|CLONE_SYSVSEM|CLONE_SETTLS|CLONE_PARENT_SETTID|CLONE_CHILD_CLEARTID, parent_tidptr=0x20a3f4d8, tls=0x20a3f930, child_tidptr=0x20a3f4d8) = 2600 <0.000061>

2599 14:05:52.551620 futex(0x20a3f4d8, FUTEX_WAIT, 2600, NULL

2600 14:05:52.551719 set_robust_list(0x20a3f4e0, 12) = 0 <0.000025>

2600 14:05:52.551859 fstat64(1, {st_mode=S_IFCHR|0622, st_rdev=makedev(136, 0), ...}) = 0 <0.000027>

2600 14:05:52.552084 mmap2(NULL, 4096, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS, -1, 0) = 0x20ae2000 <0.000032>

2600 14:05:52.552234 write(1, " a message printf\n", 18) = 18 <0.000196>

2600 14:05:52.552555 rt_sigprocmask(SIG_BLOCK, [CHLD], [], 8) = 0 <0.000026>

2600 14:05:52.552681 rt_sigaction(SIGCHLD, NULL, {SIG_DFL, [], 0}, 8) = 0 <0.000025>

2600 14:05:52.552897 rt_sigprocmask(SIG_SETMASK, [], NULL, 8) = 0 <0.000025>

2600 14:05:52.553006 nanosleep({2, 0}, 0x20a3eda0) = 0 <2.016949>

2600 14:05:54.570072 write(1, " a message printf\n", 18) = 18 <0.000214>

2600 14:05:54.570405 rt_sigprocmask(SIG_BLOCK, [CHLD], [], 8) = 0 <0.000026>

2600 14:05:54.570530 rt_sigaction(SIGCHLD, NULL, {SIG_DFL, [], 0}, 8) = 0 <0.000024>

2600 14:05:54.570714 rt_sigprocmask(SIG_SETMASK, [], NULL, 8) = 0 <0.000025>

2600 14:05:54.570823 nanosleep({2, 0}, 0x20a3eda0) = 0 <2.449081>

。。。。。。

 

五、附件（pstack）

#!/bin/sh

if test $# -ne 1; then

echo "Usage: `basename $0 .sh` " 1>&2

exit 1

fi

if test ! -r /proc/$1; then

echo "Process $1 not found." 1>&2

exit 1

fi

# GDB doesn't allow "thread apply all bt" when the process isn't

# threaded; need to peek at the process to determine if that or the

# simpler "bt" should be used.

backtrace="bt"

if test -d /proc/$1/task ; then

# Newer kernel; has a task/ directory.

if test `/bin/ls /proc/$1/task | /usr/bin/wc -l` -gt 1 2>/dev/null ; then

backtrace="thread apply all bt"

fi

elif test -f /proc/$1/maps ; then

# Older kernel; go by it loading libpthread.

if /bin/grep -e libpthread /proc/$1/maps > /dev/null 2>&1 ; then

backtrace="thread apply all bt"

fi

fi

GDB=${GDB:-/usr/bin/gdb}

if $GDB -nx --quiet --batch --readnever > /dev/null 2>&1; then

readnever=--readnever

else

readnever=

fi

# Run GDB, strip out unwanted noise.

$GDB --quiet $readnever -nx /proc/$1/exe $1 <&1 |

set width 0

set height 0

set pagination no

$backtrace

EOF

/bin/sed -n \

-e 's/^\((gdb) \)*//' \

-e '/^#/p' \

-e '/^Thread/p'