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3.3 Systemtap 内核空间探测

本节我们继续来学习 Systemtap 的使用 – 内核的动态追踪

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1. 内核变量的获取

本节我们来看如何获取内核空间中的变量,包括:

  1. 目标变量获取
  2. 全局以及静态变量获取
  3. 内置的便捷变量

2. 内核变量获取

跟内核代码相关的事件,如kernel.function(“function”)和kernel.statement(“statement”),允许使用目标变量获取这部分代码中可访问到的变量的值。stap -L 可以列出特定探测点下可用的目标变量。

3.2 stap 脚本

本节我们来看看 stap 脚本的基本语法。

1. Systemtap 执行细节

SystemTap脚本运行时,会启动一个对应的SystemTap会话。整个会话大致流程如下:

  1. 首先,SystemTap会检查脚本中用到的tapset,确保它们都存在于tapset库中(通常是/usr/share/systemtap/tapset/)
  2. SystemTap会把找到的tapset替换成在tapset库中对应的定义
  3. tapset是tap(听诊器)的集合,指一些预定义的SystemTap事件或函数
  4. SystemTap接着会把脚本转化成C代码,运行系统的C编译器编译出一个内核模块。
  5. SystemTap随即加载该模块,并启用脚本中所有的探,这一步由system-runtime包的staprun完成
  6. 每当被监控的事件发生,对应的处理程序就会被执行。
  7. 一旦SystemTap会话终止,探针会被禁用,内核模块也会被卸载。

1.1 tapsets

tapsets是一些包含常用的探针和函数的内置脚本,你可以在SystemTap脚本中复用它们。当用户运行一个SystemTap脚本时,SystemTap会检测脚本中的事件和处理程序,并在翻译脚本成C代码之前,加载用到的tapset。

3.1 Systemp 简介

从今天开始我们将学习第一个可编程的动态追踪工具 Systemtap。本节是 Systemtap 的一个基本介绍。

1. Systemtap 简介

动态追踪技术起源于 Solaris 系统的 DTrace。Dtrace 有 Linux Mac OS X 等系统的移植版,但是实现的都差强人意,不支持很多高级特性。Systemtap 是 Redhat 开源的 Linux 上的动态追踪工具,是 Linux 上目前最成熟的动态追踪框架。

2.6 eBPF

今天我们来讲第二动态追踪技术 eBPF,eBPF 就是 Linux 版的 DTrace,可以通过 C 语言自由扩展。

1. eBPF 简介

eBPF 的工作原理如下图所示:

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2.5 Dtrace

今天我们来讲解第一个动态追踪技术 DTrace, 它是动态追踪技术的鼻祖

1. Dtrace 简介

Solaris 系统的 DTrace 是动态追踪技术的鼻祖,它提供了一个通用的观测框架,并可以使用 D 语言进行自由扩展。

2.4 perf 的使用

上一节我们学习了 perf 的基本原理,对 perf 有了一个整体上的认识,本节我们来学如何使用 perf 进行性能分析。

我们将按照如下几个部分来介绍 perf 的使用:

  1. perf 的辅助性命令,包括 perf list,perf probe 等
  2. perf 的三种使用方式,计数模式,采样事件,以及事件上的 bp 程序
  3. perf 提供的特殊用途的子命令,包括 perf sched,perf mem 等等
  4. perf.data 的处理,这一部分命令用于格式化输出 perf.data 的内容便于生成类似火焰图等更复杂的图表

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