Трассировка функций ядра: основы
Трассировка функций ядра включает в себя отслеживание выполнения функций в коде ядра.
Это помогает разработчикам выявлять узкие места в производительности, устранять проблемы и оптимизировать выполнение кода ядра. Ядро Linux предоставляет несколько механизмов для облегчения низкоуровневой трассировки, в том числе:
- Точки трассировки: предопределенные инструментальные точки в ядре, которые позволяют собирать информацию о событиях входа и выхода из функции.
- Kprobes: механизм динамической трассировки для проверки любой функции ядра, позволяющий разработчикам собирать информацию о выполнении функции без изменения исходного кода ядра.
- Ftrace: встроенная структура трассировки в ядре Linux, которая использует точки трассировки и kprobes для трассировки функций и предоставляет различные параметры трассировки.
Использование Ftrace для трассировки функций ядра
Ftrace — это мощный и универсальный инструмент трассировки в файловой системе отладки ядра Linux.
Он предоставляет несколько вариантов трассировки, таких как трассировка функций, трассировка графика функций и трассировка событий.
Чтобы использовать Ftrace, вам нужно смонтировать файловую систему отладки и перейти в каталог «trace»:
$ sudo mount -t debugfs none /sys/kernel/debug $ cd /sys/kernel/debug/tracing
Отслеживание функций
Трассировка функций в Ftrace позволяет отслеживать вход и выход функций ядра. Чтобы включить трассировку функций, вы можете использовать следующие команды:
$ echo function > current_tracer $ echo 1 > tracing_on
Вы можете просмотреть отслеженные вызовы функций в файле «trace»:
$ cat trace
Чтобы отключить трассировку функций, используйте команду:
$ echo 0 > tracing_on
Трассировка функционального графика
Трассировка графа функций обеспечивает более подробное представление вызовов функций, включая продолжительность вызовов и вложенные вызовы функций.
Включите трассировку графа функции с помощью следующих команд:
$ echo function_graph > current_tracer $ echo 1 > tracing_on
Динамическая трассировка с помощью Kprobes
Kprobes — это механизм динамической трассировки, который позволяет вам инструментировать любую функцию ядра без изменения исходного кода ядра.
Kprobes вставляет точку останова в указанную функцию и выполняет определяемый пользователем обработчик проверки при достижении точки останова.
Вы можете использовать файл kprobe_events для регистрации и отмены регистрации kprobes:
$ echo 'p:myprobe target_function' > kprobe_events $ echo 1 > events/kprobes/myprobe/enable
Чтобы отменить регистрацию kprobe, используйте:
$ echo 0 > events/kprobes/myprobe/enable $ echo '-:myprobe' > kprobe_events
Расширенная трассировка с помощью BPF и BCC
BPF (Berkeley Packet Filter) — это мощная виртуальная машина, встроенная в ядро, которая позволяет запускать пользовательские программы в контексте ядра и получила все большее распространение среди ключевых игроков отрасли.
Узнайте больше о eBPF в этой статье и в этом руководстве по первым шагам.
Проверьте это!
Заключение
Трассировка функций ядра на низком уровне важна для разработчиков Linux и системных администраторов.
Linux предлагает различные инструменты и механизмы, такие как Ftrace, kprobes, eBPF и BCC, для обеспечения эффективной работы ядра. отслеживание функций.
Понимая и используя эти инструменты, вы можете анализировать поведение ядра, оптимизировать производительность системы и устранять сложные проблемы в операционной системе Linux.
Оставайтесь с нами и удачного кодирования!
Посетите мой Блог, чтобы узнать больше статей, новостей и материалов по разработке программного обеспечения!
Подпишитесь на меня в Medium, LinkedIn и Twitter.
Всего наилучшего,
Луис Соарес
технический директор | Начальник инженерного отдела | Блокчейн-инженер | Веб3 | Кибербезопасность | Энтузиаст Golang и eBPF
#eBPF #linux #kernel #probes #events #hooks #bytecode #virtualmachine #devops #helm #LLVM #compiler #application #softwaredevelopment #softwareengineering #backend #development #softwaredesign #security #technology #networking
