straceコマンド
straceコマンドはプロセスが呼び出すシステムコールを出力するコマンド straceを使うことで既に動いているプロセスのシステムコールなどもリアルタイムで表示できる。
またプログラムがエラーになった際の原因となる箇所の特定などにも使える 開発自体は1991年頃から始まったらしい。
ソースはGitHubでも公開されている。
基本形
$ strace [program]
とりあえず何も考えずに使ってみる
$ strace ls -l
execve("/bin/ls", ["ls", "-l"], 0x7fffd12f1688 /* 25 vars */) = 0
brk(NULL) = 0x5617f5705000
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=79820, ...}) = 0
mmap(NULL, 79820, PROT_READ, MAP_PRIVATE, 3, 0) = 0x7f0b00045000
close(3) = 0
(中略)
close(3) = 0
write(1, "-rw-rw-r-- 1 ryu ryu 103 1\346\234\210 1"..., 48-rw-rw-r-- 1 ryu ryu 103 1月 16 21:22 hello.c
) = 48
close(1) = 0
close(2) = 0
exit_group(0) = ?
+++ exited with 0 +++
ls コマンドにオプション「-l」を指定して実行している。 execveから始まりwriteで標準出力するまでが見れる。
ただ、lsコマンドはエラー時に原因予測がつくエラーメッセージが出力されるので正直使う必要は無いと思う。
エラー出力のない関数でのエラーの発見だったり原因特定に使える。 デバッガー使うよりも手軽に使えるのは間違いない。
プロセスへのアタッチ
起動中のプロセスのトレースは「-p」オプションで行える ちなみにスレッドもトレースする場合は「-f」オプションも追加します
$ strace -p $PID
権限のないプロセスを strace すると、以下のようなエラーになります。
$ strace -p 2129 attach: ptrace(PTRACE_ATTACH, ...): Operation not permitted
統計情報を表示する
システムコールの呼び出し回数とかかった時間を表示するには「-c」を指定します。
$ strace -c ls -la % time seconds usecs/call calls errors syscall ------ ----------- ----------- --------- --------- ---------------- 62.23 0.000173 5 35 write 18.71 0.000052 1 44 17 openat 5.76 0.000016 0 33 close 2.88 0.000008 0 30 fstat 2.52 0.000007 0 19 read 2.16 0.000006 0 56 56 getxattr 1.80 0.000005 0 40 mmap 1.08 0.000003 0 34 lstat 1.08 0.000003 2 2 getdents 1.08 0.000003 0 34 34 lgetxattr 0.72 0.000002 0 9 lseek 0.00 0.000000 0 24 mprotect 0.00 0.000000 0 8 munmap 0.00 0.000000 0 3 brk 0.00 0.000000 0 2 rt_sigaction 0.00 0.000000 0 3 rt_sigprocmask 0.00 0.000000 0 2 ioctl 0.00 0.000000 0 15 15 access 0.00 0.000000 0 4 socket 0.00 0.000000 0 4 4 connect 0.00 0.000000 0 1 execve 0.00 0.000000 0 2 2 statfs 0.00 0.000000 0 1 arch_prctl 0.00 0.000000 0 1 futex 0.00 0.000000 0 1 set_tid_address 0.00 0.000000 0 1 set_robust_list 0.00 0.000000 0 1 prlimit64 ------ ----------- ----------- --------- --------- ---------------- 100.00 0.000278 409 128 total
straceの仕組み的なの
straecはOSの提供するデバッグ用インターフェースを用いてシステムコールのトレースを実装している。 Linuxだとptraceに当たる。ptraceに関してはmanをご参照ください Manpage of PTRACE
ptraceの入り口出口をフックすることでシステムコールの返り値だったり実行時間を計測している。
straceがptraceを使用していることはstraceをstraceすることで見ることができる
$ strace -c -e ptrace strace ls % time seconds usecs/call calls errors syscall ------ ----------- ----------- --------- --------- ---------------- 100.00 0.000780 2 384 ptrace ------ ----------- ----------- --------- --------- ---------------- 100.00 0.000780 384 total
他の使いそうなオプションとしては「-e」でトレースするシステムコールを指定したり「-o」でログファイルへ出力したりが多分便利
ログファイルへ出力
$ strace -c -e ptrace -o test.log strace ls $ cat test.log % time seconds usecs/call calls errors syscall ------ ----------- ----------- --------- --------- ---------------- 100.00 0.000388 1 384 ptrace ------ ----------- ----------- --------- --------- ---------------- 100.00 0.000388 384 total
まとめ
straceを使えば簡単にプログラムのデバッグと動作把握に使えるのがわかった。 他にも普段使ってるコマンドの動作だったりがトレースできるのでまた新たな発見が何かあるかもしれない。
