56、Linux性能分析与追踪工具：BPF、Valgrind和strace的使用指南

Linux性能分析与追踪工具：BPF、Valgrind和strace的使用指南

在Linux系统的性能分析与事件追踪领域，有多种强大的工具可供选择。本文将详细介绍BPF（Berkeley Packet Filter）、Valgrind和strace这三种工具的使用方法和相关配置，帮助你更好地理解和优化Linux系统。

1. BPF简介

BPF最初源于网络领域，如今已发展成为运行在Linux内核中的通用虚拟机。它能让用户轻松地在特定内核和应用程序事件上运行小程序，迅速成为Linux最强大的追踪工具。如同cgroups对容器化部署的变革，BPF有望通过让用户充分监控生产系统来彻底改变可观测性。像Netflix和Facebook等公司，已在其微服务和云基础设施中广泛使用BPF进行性能分析和抵御分布式拒绝服务（DDoS）攻击。

围绕BPF的工具不断发展，其中BPF Compiler Collection（BCC）和bpftrace成为最突出的两个前端。Brendan Gregg深度参与了这两个项目，并在其著作中对BPF进行了广泛的阐述。尽管BPF功能强大且应用广泛，但就像使用cgroups一样，我们无需深入了解其工作原理就能开始使用它。BCC提供了多个现成的工具和示例，可直接从命令行运行。

2. 为BPF配置内核

BCC要求Linux内核版本为4.1或更高。目前，BCC仅支持少数64位CPU架构，这在一定程度上限制了BPF在嵌入式系统中的应用。不过，其中包括aarch64架构，因此我们可以在树莓派4上运行BCC。以下是为树莓派4配置支持BPF的内核的步骤：

$ cd