Linux trace使用入门

来源：互联网发布：node入门教程编辑：程序博客网时间：2024/05/17 09:02

概念

trace 顾名思义追踪信息，可通俗理解为一种高级打印机制，用于debug，实现追踪kernel中函数事件的框架，源码位于：\kernel\trace\trace.c，有兴趣可以研究

撰写不易,转载需注明出处：http://blog.csdn.net/jscese/article/details/46415531本文来自【jscese】的博客！

终端使用

需要文件系统挂载完成之后，kernel的debugfs 挂载到 /sys/kernel/debug ，也可用命令挂载，一般都是在.rc中：

mount debugfs none /sys/kernel/debug

列出目录下文件：

root@:/sys/kernel/debug/tracing # ll-r--r--r-- root     root            0 1970-01-01 08:00 README-r--r--r-- root     root            0 1970-01-01 08:00 available_events-r--r--r-- root     root            0 1970-01-01 08:00 available_tracers-rw-rw-r-- root     shell           0 1970-01-01 08:00 buffer_size_kb-r--r--r-- root     root            0 1970-01-01 08:00 buffer_total_size_kb-rw-r--r-- root     root            0 1970-01-01 08:00 current_tracerdrwxr-xr-x root     root              1970-01-01 08:00 events-rw-r--r-- root     root            0 1970-01-01 08:00 free_bufferdrwxr-xr-x root     root              1970-01-01 08:00 instancesdrwxr-xr-x root     root              1970-01-01 08:00 optionsdrwxr-xr-x root     root              1970-01-01 08:00 per_cpu-r--r--r-- root     root            0 1970-01-01 08:00 printk_formats-r--r--r-- root     root            0 1970-01-01 08:00 saved_cmdlines-r--r--r-- root     root            0 1970-01-01 08:00 saved_tgids-rw-r--r-- root     root            0 1970-01-01 08:00 set_event-rw-rw---- root     shell           0 1970-01-01 08:00 trace-rw-rw-r-- root     shell           0 1970-01-01 08:00 trace_clock--w--w--w- root     root            0 1970-01-01 08:00 trace_marker-rw-r--r-- root     root            0 1970-01-01 08:00 trace_options-r--r--r-- root     root            0 1970-01-01 08:00 trace_pipe-rw-r--r-- root     root            0 1970-01-01 08:00 tracing_cpumask-rw-rw-r-- root     shell           0 1970-01-01 08:00 tracing_on-rw-r--r-- root     root            0 1970-01-01 08:00 tracing_thresh

版本不同，可能会有出入，我这边（3.10.37），列出几个常用的：
README可以去看看，介绍了一些属性。
available_* ：代表支持有效的事件和追踪器，都可以使用cat 查看。
buffer_size_kb：这个属性比较重要，也是使用中需要注意的，这是设置启动的CPU的缓存大小，取决于追踪log的大小，超出会重复利用覆盖，但是一次性分配又需要考虑内存。
buffer_total_size_kb：这个就是总和buffer size 了，启用了多少个cpu去trace就乘以buffer_size_kb.
current_tracer: 当前的追踪器，有哪几种可以查看available_tracers ,用echo * > 重定向设置改变，具体tracer的不同需另行参考，默认为nop
events：目录下就是添加在kernel源码中已经存在的各个event集合。
free_buffer：顾名思义，但是这个用法比较特殊，有只要open之后，等处理完buffer之后 close这个文件即可释放buffer，有兴趣可以去trace.c里面看看这个节点的file_operation，不手动去close这个节点的话，上面设置的buffer是不会free的。
trace:用于追踪操作的文件节点，就是读取该节点获取trace log
tracing_cpumask：用到的cpu标记，以数值bit位表示多少个cpu，这个尤为注意，比如四核 cat显示就是 “f” 也就是“1111”。
tracing_on：开关

我这里只是简单的列出我用到过的几项，需要尤为注意的就是buffer free cpubit 如果没弄好就大量内存泄露了~前车之鉴

对于节点定义以及用法，最好还是耐心阅读kernel自带的doc：\kernel\Documentation\trace 目录下有很多文档可看

添加trace event

上面说了是为了追踪运行信息，以我为readahead添加的trace event为例，抓取readahead所需的event log用于分析.
kernel中event定义的源码路径：\kernel\include\trace\events
路径下添加一个我为了这个功能新增的头文件readahead.h 内容如下：

#undef TRACE_SYSTEM#define TRACE_SYSTEM readahead#if !defined(_TRACE_READAHEAD_H) || defined(TRACE_HEADER_MULTI_READ)#define _TRACE_READAHEAD_H#include <linux/tracepoint.h>TRACE_EVENT(do_open_exec,    TP_PROTO(struct inode *inode),    TP_ARGS(inode),    TP_STRUCT__entry(            __field(    dev_t,  dev         )            __field(    ino_t,  ino         )    ),    TP_fast_assign(            __entry->dev    = inode->i_sb->s_dev;            __entry->ino    = inode->i_ino;    ),    TP_printk("%d %d %lu",          MAJOR(__entry->dev), MINOR(__entry->dev),          (unsigned long) __entry->ino));TRACE_EVENT(do_fs_read,    TP_PROTO(struct inode *inode,unsigned long pos,size_t count),    TP_ARGS(inode,pos,count),    TP_STRUCT__entry(            __field(    dev_t,  dev         )            __field(    ino_t,  ino         )            __field(    unsigned long,  pos         )            __field(    size_t, count           )    ),    TP_fast_assign(            __entry->dev    = inode->i_sb->s_dev;            __entry->ino    = inode->i_ino;            __entry->pos    =pos;            __entry->count  =count;    ),    TP_printk("%d %d %lu %lu %d",          MAJOR(__entry->dev), MINOR(__entry->dev),         __entry->ino,__entry->pos,__entry->count));TRACE_EVENT(do_file_map,    TP_PROTO(struct inode *inode,unsigned long pageshift, unsigned long pagesize),    TP_ARGS(inode,pageshift,pagesize),    TP_STRUCT__entry(            __field(    dev_t,  dev         )            __field(    ino_t,  ino         )            __field(    unsigned long , pageshift           )            __field(    unsigned long,  pagesize            )    ),    TP_fast_assign(            __entry->dev    = inode->i_sb->s_dev;            __entry->ino    = inode->i_ino;            __entry->pageshift  =pageshift;            __entry->pagesize   =pagesize;    ),    TP_printk("%d %d %lu %lu %d",          MAJOR(__entry->dev), MINOR(__entry->dev),          (unsigned long) __entry->ino,__entry->pageshift,__entry->pagesize));#endif#include <trace/define_trace.h>

编译进系统，可到终端去查看event目录下是否生成了定义的这3个文件目录：

root@:/sys/kernel/debug/tracing/events # ll readahead/                      drwxr-xr-x root     root              1970-01-01 08:00 do_file_mapdrwxr-xr-x root     root              1970-01-01 08:00 do_fs_readdrwxr-xr-x root     root              1970-01-01 08:00 do_open_exec-rw-r--r-- root     root            0 1970-01-01 08:00 enable-rw-r--r-- root     root            0 1970-01-01 08:00 filter

每个对应的event目录下结构如下：

root@:/sys/kernel/debug/tracing/events/readahead # ll do_file_map/          -rw-r--r-- root     root            0 1970-01-01 08:00 enable-rw-r--r-- root     root            0 1970-01-01 08:00 filter-r--r--r-- root     root            0 1970-01-01 08:00 format-r--r--r-- root     root            0 1970-01-01 08:00 id

这里文件节点所代表的意义，以及如果初始配置在上面说到的kernel对应doc的trace/events.txt中有详细的解析，不多阐述。

可以看到上面3个event，每一个传入的参数是不一样的，定义之后就是使用了，添加3处trace event位置如下：
直接贴kernel 目录下的git patch：

diff --git a/fs/exec.c b/fs/exec.cindex a0d09ca..0954060 100755--- a/fs/exec.c+++ b/fs/exec.c@@ -66,6 +66,8 @@ #include <trace/events/sched.h>+#include <trace/events/readahead.h> int suid_dumpable = 0; static LIST_HEAD(formats);@@ -748,6 +750,17 @@ EXPORT_SYMBOL(setup_arg_pages); #endif /* CONFIG_MMU */ struct file *open_exec(const char *name) {    struct file *file;@@ -793,6 +806,21 @@ struct file *open_exec(const char *name)    } #endif+/*===================*/+   /*(add trace for readahead)*/+   struct inode *inode = file->f_path.dentry->d_inode;+   if (inode && inode->i_ino && MAJOR(inode->i_sb->s_dev)) {++       trace_do_open_exec(inode);+   }+++/*end*/++ out:    return file;diff --git a/fs/read_write.c b/fs/read_write.cindex c6a3a68..156ebff 100755--- a/fs/read_write.c+++ b/fs/read_write.c@@ -22,6 +22,8 @@ #include <asm/uaccess.h> #include <asm/unistd.h>+#include <trace/events/readahead.h>+ typedef ssize_t (*io_fn_t)(struct file *, char __user *, size_t, loff_t *); typedef ssize_t (*iov_fn_t)(struct kiocb *, const struct iovec *,        unsigned long, loff_t);@@ -376,6 +378,26 @@ ssize_t vfs_read(struct file *file, char __user *buf, size_t count, loff_t *pos)    } #endif++   /*(add trace for readahead)*/++   if (S_ISREG(file->f_dentry->d_inode->i_mode)+           && MAJOR(file->f_dentry->d_inode->i_sb->s_dev)) {++       unsigned long ulpos=(unsigned long) *pos;++       trace_do_fs_read(file->f_dentry->d_inode,ulpos,count);++   }++   /*end*/++    ret = rw_verify_area(READ, file, pos, count);    if (ret >= 0) {        count = ret;diff --git a/mm/filemap.c b/mm/filemap.cindex 84a6422..e04ed31 100755--- a/mm/filemap.c+++ b/mm/filemap.c@@ -38,6 +38,8 @@ #define CREATE_TRACE_POINTS #include <trace/events/filemap.h>++#include <trace/events/readahead.h> /*  * FIXME: remove all knowledge of the buffer layer from the core VM  */@@ -1623,6 +1625,13 @@ int filemap_fault(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf)        offset << PAGE_SHIFT, PAGE_SIZE); #endif+   /*(add trace for readahead)*/++   trace_do_file_map(inode,offset << PAGE_SHIFT,PAGE_SIZE);++   /*end*/++    size = (i_size_read(inode) + PAGE_CACHE_SIZE - 1) >> PAGE_CACHE_SHIFT;    if (offset >= size)        return VM_FAULT_SIGBUS;

当需要trace log的时候，就需要使能event，也就是打开上面每个event对应目录下的节点enable，（trace版本不同开关会不同，要视具体情况而定了）trace机制就会运作抓取事件到buffer中，看下结果：

root@:/sys/kernel/debug/tracing # cat trace                                 # tracer: nop## entries-in-buffer/entries-written: 0/0   #P:1##                              _-----=> irqs-off#                             / _----=> need-resched#                            | / _---=> hardirq/softirq#                            || / _--=> preempt-depth#                            ||| /     delay#           TASK-PID   CPU#  ||||    TIMESTAMP  FUNCTION#              | |       |   ||||       |         |root@:/sys/kernel/debug/tracing # echo 1 > events/readahead/do_file_map/enableroot@:/sys/kernel/debug/tracing # cat trace                                 # tracer: nop## entries-in-buffer/entries-written: 1100/1100   #P:1##                              _-----=> irqs-off#                             / _----=> need-resched#                            | / _---=> hardirq/softirq#                            || / _--=> preempt-depth#                            ||| /     delay#           TASK-PID   CPU#  ||||    TIMESTAMP  FUNCTION#              | |       |   ||||       |         |     InputReader-517   [000] ...1  6270.548499: do_file_map: 93 32 58 41598976 4096     InputReader-517   [000] ...1  6270.548540: do_file_map: 93 32 58 41594880 4096     InputReader-517   [000] ...1  6270.548641: do_file_map: 93 32 58 48373760 4096     InputReader-517   [000] ...1  6270.577857: do_file_map: 93 16 1290 188416 4096     InputReader-517   [000] ...1  6270.578380: do_file_map: 93 16 1290 184320 4096...

这打印出来的数据格式前面的都有注释，后面的一串数据，就是之前readahead.h中定义的TP_printk

只做简单的介绍，实际代码应用在后续readahead应用中介绍~

1 0