建设银行重庆市分行官方网站,福永网站建设公司哪家好,织梦cms下载,网站怎么解析到域名文章目录 概述Ftrace工作原理Ftrace追踪器Ftrace探测技术GCC的profile特性 tracefs文件系统控制文件trace信息 Ftrace使用tracer配置步骤function tracer使用示例 相关参考 概述
Ftrace#xff0c;全称Function Tracer#xff0c;是一个内部跟踪器#xff0c;旨在帮助系统的… 文章目录 概述Ftrace工作原理Ftrace追踪器Ftrace探测技术GCC的profile特性 tracefs文件系统控制文件trace信息 Ftrace使用tracer配置步骤function tracer使用示例 相关参考 概述
Ftrace全称Function Tracer是一个内部跟踪器旨在帮助系统的开发人员和设计人员了解内核内部的情况可以用来调试或分析在系统中发生的延迟和性能问题。尽管ftrace通常被认为是函数跟踪器但它实际上是由几个不同的跟踪实用程序组成的框架。
Ftrace工作原理
Ftrace的基本工作原理是在内核函数中加入各种探测点利用探测点跟踪函数的运行信息然后将跟踪信息打印到内核的一个Ring Buffer中而用户可以通过tracefs/debugfs来访问Ring Buffer中的数据。Ftrace的架构示意如下
Ftrace包含两个核心组成
Framework core管理各种tracer同时利用tracefs文件系统对用户空间提供配置选项以及输出trace信息tracersftrace实现了多种类型的tracer追踪器例如Function tracer、Function graph tracer等。tracer负责将trace信息保存到Ring Buffer中。
Ftrace追踪器
nop空操作跟踪器不会跟踪任何内核活动将 nop 写入 current_tracer 文件可以删除之前所使用的跟踪器并清空之前收集到的跟踪信息即刷新trace文件function函数调用追踪器可以看出哪个函数何时调用可以通过过滤器指定要跟踪的函数function_graph函数调用图跟踪器可以清晰展现出函数的调用层次关系以及返回情况sched_switch进程上下文切换跟踪器用来跟踪系统中进程切换情况irqsoff 中断跟踪器跟踪禁止中断的函数及相关信息preemptoff 抢占跟踪器跟踪禁止内核抢占的函数及相关信息preemptirqsoff 抢占与中断跟踪器 可以看做irqsoff 与preemptoff 二者的组合mmiotrace内存映射输入输出跟踪器跟踪记录Memory Mapped I/O相关信息wakeup 进程调度延迟跟踪器记录高优先级进程从被唤醒到被系统调度执行期间的最大延迟时间wakeup_rt 实时进程调度延迟跟踪器 与wakeup 跟踪器类似 但跟踪对象为实时进程wakeup_dl 跟踪并记录唤醒SCHED_DEADLINE任务所需的最大延迟如wakeup”和wakeup_rt”一样blk I/O追踪器blktrace用户应用程序使用的跟踪器hwlat 硬件延迟跟踪器。它用于检测硬件是否产生任何延迟。
Ftrace探测技术
Ftrace本质上是一种代码插桩技术根据插桩方式的差异Ftrace的探测机制可以分为以下两种
静态探针静态探测是在内核代码中调用ftrace提供的相应接口实现通过在代码流程中手动插入一些tracepoint用于支持Event tracing事件跟踪在内核编译后就不能再动态修改。这些tracepoint的开关由内核配置选项控制。内核已经在一些关键的地方设置了静态探测点可以在需要的时候查看动态探针动态探测利用了GCC编译的profile特性在内核编译时在每个函数入口保留数个字节然后在使用ftrace时将保留的字节替换为需要的指令比如跳转到需要的执行探测操作的代码包括function tracer、function graph tracer都是基于动态探测机制实现。
GCC的profile特性
GCC支持profile特性profile特性是在编译时添加-pg选项这样GCC会在所有函数的入口处加入对mcount的指令调用。用户可以自定义mcount函数从而实现对函数的跟踪。
tracefs文件系统
Ftrace利用tracefs文件文件系统向用户空间提供控制文件同时输出trace信息。
为了使用ftrace需要先挂载tracefs文件系统可以使用手动挂载或者自动挂载的方式。手动挂载的命令如下
mount -t tracefs nodev /sys/kernel/tracing自动挂载需要修改/etc/fstab文件可以在/etc/fstab添加下列配置
tracefs /sys/kernel/tracing tracefs defaults 0 0在Linux内核的早期版本ftrace使用debugfs文件系统存放所有的控制文件目录位于/sys/kernel/debug/tracing。为了保持向后兼容当挂载debugfs文件系统时tracefs文件系统也会自动被挂载到/sys/kernel/debug/tracing目录中因此/sys/kernel/trace和/sys/kernel/debug/tracing目录中的内容是相同的。
控制文件
available_tracers可用的追踪器current_tracer正在运行的追踪器function_profile_enabled启用函数性能分析器available_filter_functions可跟踪的完整函数列表set_ftrace_filter选择跟踪函数的列表set_ftrace_notrace设置不跟踪的函数列表set_event_pid设置跟踪的PID表示仅跟踪PID程序的函数或者其他跟踪tracing_on是否启用跟踪1启用跟踪0关闭跟踪trace_options设置跟踪的选项trace_stat函数性能分析的输出目录kprobe_events启用kprobe的配置uprobe_events启用uprobe的配置events事件跟踪器的控制文件tracepoint、kprobe、uprobe。
trace信息
tracefs提供了两个文件用于查看生成的trace信息trace和trace_pipe其中
trace以文本格式输出内核中追踪缓冲区的内容是查看trace日志的接口trace_pipe跟踪的输出可以在每次事件发生时读出追踪信息但是读出的内容不能再次读出。 Ftrace使用
Ftrace最常见的使用方式有两种
tracers包含了不同的跟踪程序有延迟跟踪来检查禁用和启用中断之间发生的情况以及抢占和从任务被唤醒到任务实际被调度的时间开发人员可以根据需要选择Event Tracing整个内核中有数百个静态探测点可以通过tracefs文件系统启用这些探测点以查看内核某些系统的运行情况。
这里仅对tracer的使用进行简单的说明。
tracer配置步骤
tracer的使用分为三个步骤
设置tracer类型设置tracer参数使能tracer
function tracer使用示例
挂载tracefs文件系统mount -t tracefs tracefs /sys/kernel/tracing查看可用的tracercat /sys/kernel/debug/tracing/available_tracers设置当前使用的tracerecho function /sys/kernel/debug/tracing/current_tracer设置跟踪的函数echo dev_attr_show /sys/kernel/debug/tracing/set_ftrace_filter开启追踪功能echo 1 /sys/kernel/debug/tracing/tracing_on查看trace信息cat /sys/kernel/debug/tracing/trace_pipe关闭追踪功能echo 0 /sys/kernel/debug/tracing/tracing_on
相关参考
Ftrace实现原理内核态调测工具ftrace(一)-初识Linux性能工具(一)ftrace使用宋宝华关于Ftrace的一个完整案例Linux性能工具(二)ftrace基础篇通过Ftrace实现高效、精确的内核调试与分析从 Ftrace 开始内核探索之旅trace系列0 - ftrace初始化
