Linux内核tracepoints

最新推荐文章于 2025-01-07 15:04:01 发布

崔世勋

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本文深入探讨了Linux内核的Tracepoint机制,解释了如何使用Tracepoint进行系统行为跟踪,包括其声明、注册和使用过程.通过实例解析,帮助读者理解Tracepoint的工作原理及其在系统监控中的应用.

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

授人以鱼,不如授人以渔. 具体的可以参考kernel文章, 路径: Documentation/trace里面的tracepoints.txt和tracepoint-analysis.txt.

内核的每个tracepoint提供一个钩子来调用probe函数. 一个tracepoint可以打开或关闭.打开时, probe函数关联到tracepoint, 关闭时, probe函数不关联到tracepoint. tracepoint关闭时对kernel产生的影响很小, 只是增加了极少的开销(一个分支判断), 极小的空间开销(一条函数调用语句和几个数据结构 ). 当一个tracepoint打开时, 用户提供的probe函数在每次这个tracepoint执行时都会被调用.

如果用户准备为kernle加入新的tracepoint, 每个tracepoint必须以下列格式声明:

 #include <linux/tracepoint.h> 
DECLARE_TRACE(tracepoint_name, 
TPPROTO(trace_function_prototype), 
TPARGS(trace_function_args));

上面的宏定义了一个新的tracepoint叫tracepoint_name.与这个tracepoint关联的probe函数必须与TPPROTO定义的函数prototype一致, probe函数的参数列表必须与TPARGS宏定义的一致.

或许用一个例子来解释比较容易理解. Kernel里面已经包含了一些tracepoints, 其中一个叫做sched_wakeup, 这个tracepoint在每次scheduler唤醒一个进程时都会被调用. 它是这样定义的:

 DECLARE_TRACE(sched_wakeup,
	         TPPROTO(struct rq *rq, struct task_struct *p),
		 TPARGS(rq, p))

实际在kernle中插入这个tracepoint点的是一行如下代码:

trace_sched_wakeup(rq, p);

注意, 插入tracepint的函数名就是将trace_前缀添加到tracepoint_name的前面.除非有一个实际的probe函数关联到这个tracepoint, trace_sched_wakeup() 这个只是一个空函数.下面的操作就是将一个probe函数关联到一个tracepoint

    void my_sched_wakeup_tracer(struct rq *rq, struct task_struct *p);
    register_trace_sched_wakeup(my_sched_wakeup_tracer);

register_trace_sched_wakeup()函数实际上是DEFINE_TRACE()定义的,它把probe函数my_sched_wakeup_tracer()和tracepoint sched_wakeup关联起来.