使用SystemTap给系统调用注入错误

SystemTap是linux下一款很好的动态追踪工具，在很多debug/profile场景都很有用。该工具的相关介绍在网络上已经有很多了，就不在此赘述了。以后写一些结合该工具的debug/profile应用的案例。

给syscall注入错误

为了程序的健壮性或者逻辑保护，通常会根据系统调用的错误做很多容错的逻辑，比如网络/磁盘IO错误。但是如何验证这些容错逻辑又变成了一个问题。

每次测试时，模拟这些错误又是一个很费时费力的问题。我们可以借助SystemTap给syscall注入一些错误，方便我们模拟各种场景。

概念

首先，我们先了解个概念

Tapsets

Tapset是SystemTap内置的一些脚本，安装再/usr[/local]/share/systemtap/tapset下，它将一些probe 点抽象出来，方便我们简化SystemTap脚本。例如syscall.*/process.*/socket.*/vm.*等，这些探测点都是它提供的。如果没有tapsets的话，我们要探测系统调用时，需要这么写：

probe kernel.function("sys_*") {
    syscalls[probefunc()]++
}

有了tapsets时，我们可以简化为:

probe syscall.* {
    syscalls[name]++
}

对于syscall，tapsets给我们提供了一下内置变量：

name syscall的名称
argstr 参数值的字符串
retstr 返回值的字符串

同时Tapsets还提供了一些方法，例如：execname()/pid()等

命令行参数

SystemTap使用$或@传递命令行参数：

$传递整数参数
@传递字符串参数

准备工作

通常需要先安装kernel的符号表，跟kernel版本相关，先通过uname -r来查看版本，然后安装对应版本的符号表。例如，当前机器的uname -r输出为3.10.0-229.el7.x86_64，则需要安装

kernel-debuginfo-common-x86_64-3.10.0-229.el7.x86_64.rpm
kernel-debuginfo-3.10.0-229.el7.x86_64.rpm

例如centos可以先尝试yum安装，或者从这里下载。

错误注入

在进行错误注入时，我们需要修改一些数据，因此我们需要使用Guru mode，即运行脚本时，加入-g参数。

例如我们向进程注入一个磁盘没有空间的错误ENOSPC(28)：

# inject.stp
probe begin {
  printf("inject begin... \n")
}

probe syscall.write.return {
  # 当进程号为脚本后第一个参数时，修改系统调用write的返回值为-28
  if (pid() == $1) {
    $return = -28
  }
}

probe end {
  printf("inject end... \n")
}

然后执行命令：

stap -g inject.stp 18096

源代码