使用Systemtap生成Flame Graph(火焰图)

最新推荐文章于 2025-06-13 11:35:52 发布

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分类专栏： systemtap 文章标签： systemtap

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本文介绍如何在CentOS 6.4环境下使用SystemTap生成FlameGraph火焰图，包括检查内核支持、安装所需软件包、编写SystemTap脚本、执行脚本并对nginx进行压测、生成火焰图的过程。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

http://blog.youkuaiyun.com/justlinux2010/article/details/11171291

参考资料：《Systemtap生成Flame Graph(火焰图)》

之所以再写一篇博客，主要是原文的内容显示的有问题，直接贴文章中的脚本有问题，另外文章中也没有说明可能遇到的一些问题。

以下的安装步骤是在CentOS 6.4下进行的，内核版本是2.6.32-358.el6.x86_64，选择的应用软件是nginx-1.4.2。

1、检查内核是否提供utrace/uprobes用户态支持

打开/boot/config-2.6.32-358.el6.x86_64文件（内核版本不同，文件名不同），检查CONFIG_UTRACE宏是否设置。如果没有，很遗憾，要么自己打上补丁重新编译内核，或者选择其他的内核版本。

2、安装所需要的包

Systemtap的安装需要systemtap和systemtap-runtime rpm包。由于SystemTap是将脚本编译成内核模块然后插入到系统中，需要内核源码树，因此要安装kernel-devel、kernel-debuginfo、kernel-debuginfo-common包。debuginfo包在 debuginfo.centos.org下载。

3、编写SystemTap脚本

   global bt
  
 global quit = 0
  
 probe timer.profile {
  
  if (pid() == target()) {
  
  if (!quit) {
  
 bt[backtrace(), ubacktrace()] <<<1
  
 } 
  else {
  
 foreach ([sys, usr] 
  in bt- limit1000) {
  
 print_stack(sys)
  
 print_ustack(usr)
  
 printf("\t%d\n", @count(bt[sys, usr]))
  
 }
  
  exit()
  
 }
  
 }
  
 }
  
 probe timer.s(20) {
  
 quit = 1
  
 }

脚本的主要功能是在每个时钟tick都进行一次采样，采集的指定进程的内核栈信息和用户态栈信息，20s后开始退出，并输出结果。将上面的脚本保存在fire.stp。

4、对nginx进行压测并执行脚本

使用ab、polygraph等工具对nginx进行压测，然后执行脚本，命令如下：

   stap --ldd -d /usr/local/nginx/sbin/nginx \
  
 --all-modules-D MAXMAPENTRIES=10240 \
  
 -D MAXACTION=20000 \
  
 -D MAXTRACE=100 \
  
 -D MAXSTRINGLEN=4096 \
  
 -D MAXBACKTRACE=100-x 1750 fire.stp>a.out

-d选项指定需要的符号信息来源，这里指定的就是可执行文件的路径，注意在编译nginx时要加上-g选项。-D选项是用来设置一些宏，这里用到的宏都是一些关于资源限制的，根据自己的环境修改，具体的含义参见man stap。-x用来指定针对的进程，从nginx的work进程中选择一个即可。fire.stp是脚本文件，a.out用来存储输出，用于在后面生成火焰图。

前面已经检查了运行stap脚本所需要的环境，但是在执行这步的话还是可能会报下面的警告：

     WARNING: Missing unwind data 
    for module, rerun with 'stap -d stap_554dc449843d32431205d7d8e384a4e_22086'
    
 WARNING: _stp_read_address failed to access memory location
    
 ERROR: Skipped too many probes, check MAXSKIPPEDor try again with stap-t
    for more details.
    
 WARNING: Number of errors:0, skipped probes:105
    
 WARNING: /usr/bin/staprun exited with status:1
    
 Pass 5: run failed. Try again with another'--vp 00001' option.

在网上看到很多人遇到，不过没有关系，在Google Groups看到章亦春说这个没有影响，只要能正常生成火焰图就行。我的火焰图就是在这种警告下生成的，而且有时还会报utrace/uprobes不支持等警告，忽略这些警告即可。

5、生成火焰图

生成火焰图需要两个perl脚本，脚本在FlameGraph，执行过程如下所示：

    [root@FWD_YF_009_111 ~]# perl stackcollapse-stap.pl a.out > a.out2
   
 [root@FWD_YF_009_111 ~]# perl flamegraph.pl a.out2 > a.svg

在window下用浏览器打开a.svg文件，就能看到类似下面的图：