linux debug技术

Linux是当今应用最广泛的免费和开源操作系统，它是一个复杂的分布式操作系统。它的内核的强大和灵活性已成为引用它的原因之一。在掌握Linux内核的过程中，调试工具可以帮助开发人员获得更深入的反思和理解。下面有25种不可或缺的Linux内核调试工具，它们既有检查内核性能和安全，也可用于调试和优化。

1.SystemTap：SystemTap是一种探查故障和优化Linux内核性能的调试器，使用它可以方便地构建内核统计数据。它可以运行通用和复杂的内核脚本，用于监测内核在指定时间段的行为和性能。

2.perf：Perf是linux内核性能分析器，可用于跟踪内核中的程序性能，如运行时间、系统调用、虚拟内存和内核锁定等。它可以随时间变化的执行细节，为构建紧凑的和高性能的内核提供很大的帮助。

3.Gdb：Gdb是一种支持多个操作系统的强大调试器，可以检查Linux内核中的进程和线程。GDB还可以分析堆栈，跟踪某个调用的操作，检查变量等等。

4.Kprobes：Kprobes是一种Linux内核常见的调试工具，它可以在内核的任意位置插入断点，精确定位每个程序的某个部分，检查程序的安全性和可靠性。

5.LL debug：LLdebug是一种针对内核修补程序强大的调试器，它可以用于分析内核中存储在内存中的程序，检查模块以便快速检测和修复错误。

6.Trace-cmd：Trace-cmd是linux内核中一种调试工具，主要用于查看内核事件及关联事件的跟踪日志记录。它可以分析内核中某个任务的执行时间、系统调用、上下文切换等。

\7. ftrace：ftrace是Linux内核的一个功能，可以为内核调试提供一种灵活的框架。它可用于实时跟踪和记录内核函数的运行情况，此外还能跟踪传递的内核参数，对定位错误和调优性能有很好的帮助。

8.Crash：Crash是一种Linux内核分析器，它可以捕获系统故障，并将收集到的历史数据提取出来，方便开发人员跟踪并定位故障。

9.DTrace：DTrace是一种可实时跟踪和监测Linux内核中运行的任务和程序的调试器，它用于精确分析某个任务的执行时间，深入了解任务处理过程。

以上是25种不可或缺的调试工具，它们都能帮助开发人员从不同角度理解Linux内核运行的原理及调试的技巧，并有效的解决安全和效率的问题。正如Linux内核的发明者Linus Torvalds所说，”Debugging is twice as hard as writing the code in the first place. Therefore, if you write the code as cleverly as possible, you are, by definition, not smart enough to debug it.”

ftrace

于静态代码插桩技术，不需要用户通过额外的编程来定义跟踪行为。 （打桩这个根据字面意思就知道是打标记点，然后将标记点连接操作，形容出轨迹）

静态代码插桩技术比较可靠，不会因为用户的不当使用而导致内核崩溃。ftrace的名字由function trace而来，它利用gcc编译器的profile特性在所有函数入口处添加了一段插桩代码，ftrace重载这段代码来实现跟踪功能。gcc编译器的“-pg”选项会在每个函数入口处加入mcount的调用代码，原本mcount由libc实现，因为内核不会链接libc库，因此ftrace编写了自己的mcount stub函数。