学习笔记 --- LINUX 应用调试之使用strace命令追踪系统调用

一、安装：需要两个文件：strace-4.5.15.tar.bz2和strace-fix-arm-bad-syscall.patch
1、解压：tar xvf strace-4.5.15.tar.bz2
2、打补丁：cd strace-4.5.15
                     patch -p1 < ../strace-fix-arm-bad-syscall.patch
3、配置：./configure --host=arm-linux CC=arm-linux-gcc
4、编译：make
5、拷贝：将strace文件拷贝到开发板根文件系统的bin目录下
 
二、选项说明
-f：除了跟踪当前进程外，还跟中其子进程
-o file：将输出信息写到文件file中，而不是显示到标准错误输出（stderur）
-p pid：绑定到一个由pid对应的正在运行的进程。此参数常用来调试后台进程
-t：打印各个系统调用被调用时的绝对时间，想观察程序各个部分的执行时间时可以使用这个选项
-tt：与-t选项相似，打印的时间精度为us
-r：与-t选项相似，打印的时间为相对时间


例子：strace -o log.txt ./firstdrvtest on
其中-o log.txt表示信息输出到文件log.txt里面
./firstdrvtest on是被跟踪的进程


三、原理说明
strace主要用于跟踪系统调用，那么是如何跟踪的呢？我们来分析一下：
首先strace会作为一个父进程，而被跟踪的系统调用作为子进程，我们用open函数来举个例子：
我们知道在用户空间的open函数，它会调用一个swi指令加上一个值，这个指令会导致一个异常，然后进入内核态，在这个异常处理函数里面就会根据那个值找到并调用sys_open这个函数，下面我们就来好好的来看一个这个异常处理函数：
首先在内核里搜索：vector_swi，找到：
ENTRY(vector_swi)
@测试本系统调用是被跟踪，如果被跟踪的话就调用：__sys_trace
tst ip, #_TIF_SYSCALL_TRACE  @ are we tracing syscalls?
bne __sys_trace
          syscall_trace
这个函数用于向父进程，也就是strace发送一个信号，等待strace反应后才会继续往下执行。

我们来总结一下：
strace作为父进程去调用open函数，open函数会产生一个异常然后进入到内核里面，在内核里面首先检查该系统调用没有有被跟踪，如果被跟踪的话就会向strace发送一个信号，并等待回应，strace收到信号之后就可以把相应的信息记录下来并且给出应答，系统调用收到应答之后继续执行！

四、移植：busybox-1.20.0并且使用strace解决问题
1、到官网下载：http://www.busybox.net/downloads/
2、解压：tar xvf busybox-1.20.0.tar.bz2
3、配置：cd busybox-1.20.0
                 make menuconfig
4、配置选项添加交叉编译工具：arm-linux-
Busybox Settings  --->
         Build Options  --->
添加交叉编译工具前缀：arm-linux-
5、编译：make
6、解决错误：
错误1：
miscutils/ionice.c:23: error: `SYS_ioprio_set' undeclared (first use in this function)
解决方法：将ionice选项去掉
（1）make menuconfig
（2）输入"/"，进入到搜索框
（3）在搜索框里面输入：ionice，回车
（4）会列出ionice选项的位置
（5）找到ionice选项并去除选中
（6）保存退出，并且执行：make

错误2：
miscutils/nandwrite.c:64: error: dereferencing pointer to incomplete type
解决方法：将nandwrite，nanddump选项去掉
方法同上

错误3：
miscutils/ubi_tools.c:67:26: mtd/ubi-user.h: No such file or directory
解决方法：将ubi开头的选项都去掉
方法同上
现在编译成功了

7、用新编译出来的busybox替换本来根文件系统的busybox
8、重启开发板，挂载新的根文件系统
9、我们加载驱动：insmod first_drv.ko
卸载驱动的时候出现错误：
rmmod first_drv
rmmod: chdir(/lib/modules): No such file or directory
解决方法：
（1）strace -o log.txt rmmod first_drv
（2）看log.txt文件的结尾：
chdir("/lib/modules")                   = -1 ENOENT (No such file or directory)
提示没有/lib/modules
于是我们创建：mkdir /lib/modules

再次卸载：rmmod first_drv
还有错误：rmmod: chdir(2.6.22.6): No such file or directory
解决方法：
（1）strace -o log.txt rmmod first_drv
（2）看log.txt文件的结尾：
chdir("2.6.22.6")                       = -1 ENOENT (No such file or directory)
于是我们 创建：mkdir /lib/modules/2.6.22.6

卸载成功！