Guía Básica para Utilizar strace

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strace es una herramienta de diagnóstico en sistemas Unix y Linux que permite rastrear las llamadas al sistema que realiza un programa en ejecución. Es muy útil para depurar problemas, analizar el rendimiento y entender cómo interactúa una aplicación con el sistema operativo. Aquí te dejo una guía básica para comenzar a usar strace y localizar problemas en tiempo de ejecución.

1. Instalación de strace

La mayoría de las distribuciones de Linux vienen con strace preinstalado. Si no lo tienes, puedes instalarlo con:

# En Debian/Ubuntu
sudo apt-get install strace
​
# En CentOS/RHEL
sudo yum install strace

2. Ejecutar un programa con strace

Para iniciar un programa y rastrear sus llamadas al sistema, simplemente usa:

strace nombre_programa [argumentos]

Por ejemplo, para rastrear ls:

strace ls

Esto mostrará todas las llamadas al sistema que ls realiza desde que inicia hasta que termina.

3. Adjuntar strace a un proceso en ejecución

Si deseas rastrear un programa que ya está ejecutándose, puedes adjuntar strace a su proceso con el PID:

strace -p PID

Para encontrar el PID, puedes usar el comando ps o pgrep:

ps aux | grep nombre_programa
pgrep nombre_programa

4. Filtrar tipos específicos de llamadas al sistema

strace genera mucha salida, por lo que puede ser útil filtrar solo las llamadas que te interesan. Para ello, puedes especificar tipos de llamadas con el parámetro -e:

  • Archivo: Para ver solo las llamadas relacionadas con archivos.

    strace -e trace=open,close,read,write nombre_programa

  • Red: Para ver solo las llamadas relacionadas con la red.

    strace -e trace=network nombre_programa

  • Errores: Para ver solo las llamadas que resultan en errores.

    strace -e trace=error nombre_programa

5. Identificar y localizar problemas comunes

a. Problemas de permisos

Si una llamada al sistema falla debido a permisos, verás un error EACCES. Esto puede significar que el usuario que ejecuta el programa no tiene acceso a algún archivo o directorio. Busca líneas como estas:

open("/ruta/al/archivo", O_RDONLY) = -1 EACCES (Permission denied)

b. Archivos no encontrados

Si un programa intenta abrir un archivo inexistente, verás un error ENOENT:

open("/ruta/al/archivo", O_RDONLY) = -1 ENOENT (No such file or directory)

Este tipo de error suele indicar rutas de archivo incorrectas o archivos faltantes.

c. Problemas de red

Para rastrear problemas de red, puedes filtrar por llamadas como connect, sendto, recvfrom, etc. Si ves un error ECONNREFUSED, podría indicar que el servidor al que intentas conectarte no está disponible o se está rechazando la conexión.

connect(3, {sa_family=AF_INET, sin_port=htons(80), sin_addr=inet_addr("192.168.1.1")}, 16) = -1 ECONNREFUSED (Connection refused)

d. Fallos de memoria

Errores como ENOMEM pueden indicar que el sistema se está quedando sin memoria para ejecutar el programa.

mmap(NULL, 4096, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS, -1, 0) = -1 ENOMEM (Cannot allocate memory)

e. Errores de llamadas al sistema específicas

A veces, verás errores en llamadas específicas como fork o execve. Esto puede deberse a que el programa esté intentando ejecutar otro proceso que no encuentra o no tiene permisos. Para problemas con execve, revisa la existencia y los permisos de ejecución de los binarios.

execve("/bin/ls", ["ls"], [/* 23 vars */]) = -1 ENOENT (No such file or directory)

6. Registrar salida a un archivo

Si necesitas analizar la salida de strace después de la ejecución, redirígela a un archivo con -o:

strace -o salida_strace.log nombre_programa

Luego puedes analizar el archivo con herramientas como grep para buscar errores específicos.

7. Analizar el tiempo de cada llamada

Usa -T para mostrar el tiempo que cada llamada al sistema tarda en completarse, útil para detectar cuellos de botella:

strace -T nombre_programa

8. Resumen de estadísticas

Para obtener un resumen de estadísticas al final de la ejecución, usa -c. Esto muestra cuántas veces se llamó cada función, cuántos errores ocurrieron y el tiempo total.

strace -c nombre_programa

Ejemplo práctico: Diagnosticar problemas de un programa

Supongamos que tienes un programa llamado mi_programa que está experimentando problemas de rendimiento y fallos ocasionales. Podrías:

  1. Ejecutar con strace:

    strace -o salida.log mi_programa

  2. Revisar el archivo de salida en busca de errores comunes (ENOENT, EACCES, etc.) usando grep:

    grep "ENOENT" salida.log

  3. Analizar las llamadas al sistema más lentas para detectar cuellos de botella:

    strace -T -o salida_tiempos.log mi_programa

  4. Revisar las estadísticas de llamadas al sistema para ver si alguna se ejecuta inusualmente a menudo o consume demasiado tiempo:

    strace -c mi_programa

Resumen final

strace es una herramienta poderosa que permite ver la interacción de un programa con el sistema operativo en un nivel profundo. Utilizando filtros y analizando cuidadosamente la salida, puedes identificar problemas de permisos, archivos inexistentes, problemas de red y cuellos de botella de rendimiento.

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