使用Ftrace做性能分析和性能優(yōu)化

時(shí)間：2022-10-26 11:15:58

關(guān)鍵字： Linux內(nèi)核 ftrace tracers

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[導(dǎo)讀]在我仔細(xì)研究Linux內(nèi)核中的ftrace之后，發(fā)現(xiàn)ftrace中的各個(gè)tracers的作用一直被人們嚴(yán)重低估了, 比如我們會(huì)花了大量的時(shí)間去理解Linux內(nèi)核中的一塊代碼，然后猜測(cè)可能的執(zhí)行流，但是ftrace會(huì)首先直接告訴你整個(gè)執(zhí)行流，然后你再去查看代碼，這樣無(wú)論從效率和準(zhǔn)確度來(lái)講都是極大的提升。

在我仔細(xì)研究Linux內(nèi)核中的ftrace之后，發(fā)現(xiàn)ftrace中的各個(gè)tracers的作用一直被人們嚴(yán)重低估了, 比如我們會(huì)花了大量的時(shí)間去理解Linux內(nèi)核中的一塊代碼，然后猜測(cè)可能的執(zhí)行流，但是ftrace會(huì)首先直接告訴你整個(gè)執(zhí)行流，然后你再去查看代碼，這樣無(wú)論從效率和準(zhǔn)確度來(lái)講都是極大的提升。
對(duì)于任意一個(gè)函數(shù)，想要知道它是否執(zhí)行了，或者想知道它的函數(shù)參數(shù)，函數(shù)返回值，函數(shù)的執(zhí)行時(shí)間，函數(shù)向上的執(zhí)行流，函數(shù)向下的執(zhí)行流，甚至任意兩個(gè)函數(shù)之間的執(zhí)行流，ftrace都能很好的支持。重要的是所有函數(shù)都能這樣結(jié)合起來(lái)使用，還有更加重要的是函數(shù)可以跟事件結(jié)合起來(lái)，事件可以過(guò)濾可以觸發(fā)其它的事件和tracers，這樣就衍生出了無(wú)限的可能性。
本課程的設(shè)計(jì)宗旨是讓學(xué)員站在設(shè)計(jì)者的角度來(lái)理解ftrace，明白各個(gè)tracers為什么這樣設(shè)計(jì)和整個(gè)發(fā)展脈絡(luò)，進(jìn)而更加靈活地使用它以輔助我們的實(shí)際工程項(xiàng)目和研究學(xué)習(xí)，也可以激發(fā)學(xué)員進(jìn)而迸發(fā)出更加先進(jìn)的trace功能為整個(gè)Linux內(nèi)核社區(qū)做貢獻(xiàn)。本課程更加偏向于理解設(shè)計(jì)思想和使用，如果想了解源代碼級(jí)別的實(shí)現(xiàn)，可以參考我在閱碼場(chǎng)平臺(tái)的視頻課程《Linux內(nèi)核tracers的實(shí)現(xiàn)原理與應(yīng)用》。

01課程大綱

第一部分實(shí)驗(yàn)課程（2小時(shí)）	1. ftrace總體介紹2. function tracer3. 查看函數(shù)是否執(zhí)行4. 查看函數(shù)向上的調(diào)用棧(堆棧)5. set_ftrace_filter一招制勝6. 練習(xí)查看函數(shù)是否執(zhí)行和獲取對(duì)應(yīng)的堆棧
第二部分（2小時(shí)）	7. function_graph tracer8. 查看函數(shù)執(zhí)行時(shí)間9. 查看函數(shù)向下的調(diào)用棧10. 同時(shí)查看函數(shù)向上和向下的調(diào)用棧11. 練習(xí)查看函數(shù)的執(zhí)行時(shí)間和向下的調(diào)用棧
第三部分（2小時(shí)）	12. kprobe event13. trace event14. kprobe/tracepoint與event結(jié)合15. probes 與event 結(jié)合16. vfs與event結(jié)合17. event filter18. event trigger19. 練習(xí)kprobe event和trace event的使用
第四部分（2小時(shí)）	20. function tracer21. Function graph tracer22. wakeup23. blk24. 練習(xí)各種tracer的使用
第五部分（2小時(shí)）	25. ftrace聯(lián)合大演練之組合的魔力26. 中斷延遲27. 信號(hào)處理28. 使用ftrace探索poll select epoll io_uring
第六部分	29. 學(xué)習(xí)成果評(píng)估與模擬面試

02你將收獲

從根上解決企業(yè)Linux底層人員難找的問(wèn)題，自己培養(yǎng)骨干工程師
加快問(wèn)題定位，提高研發(fā)效率，加快產(chǎn)品研發(fā)上市
強(qiáng)調(diào)動(dòng)手，以Ftrace為抓手學(xué)習(xí)內(nèi)核
以Ftrace為抓手打通軟硬件任督二脈：IO和中斷
使用Ftrace做性能分析和性能優(yōu)化
通過(guò)案例，學(xué)習(xí)使用Ftrace分析和定位問(wèn)題的技巧
Ftrace設(shè)計(jì)思想和案例分析

03適合誰(shuí)學(xué)

Linux內(nèi)核態(tài)程序員
想探索內(nèi)核層的用戶態(tài)程序員
Linux內(nèi)核愛好者
運(yùn)維人員
嵌入式開發(fā)人員
網(wǎng)絡(luò)設(shè)備研發(fā)
內(nèi)核網(wǎng)絡(luò)模塊開發(fā)人員

05學(xué)員反饋好評(píng)如潮：

座艙：學(xué)習(xí)這門課主要是想增強(qiáng)內(nèi)核系統(tǒng)問(wèn)題分析能力，也是最近才接觸ftrace，之前工作經(jīng)驗(yàn)沒(méi)接觸。
手機(jī)：學(xué)習(xí)這門課是因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)模塊和功耗分析的工作會(huì)用到，而且對(duì)學(xué)習(xí)其他內(nèi)核模塊有幫助
電信：其實(shí)我對(duì)內(nèi)核比較感興趣，ftrace是一個(gè)比較好的觀測(cè)內(nèi)核工具，所以想要比較系統(tǒng)的學(xué)下。
網(wǎng)絡(luò)：覺得這個(gè)工具挺好的，以前用過(guò)，但一知半解，想后期多用來(lái)debug；工作中主要想查延時(shí)敏感任務(wù)被RT線程搶占的原因、rcu stall和Page fault等。
云原生：之前tracer的課程聽了感覺不錯(cuò)，但是還是以tracer的本身原理為主，實(shí)踐部分較少，所以想報(bào)這次課程
OS：我目前在從事linux 操作系統(tǒng)研發(fā)相關(guān)工作，ftrace是很有價(jià)值的功能模塊～但是目前大多數(shù)人對(duì)這部分了解過(guò)少，因此報(bào)名學(xué)習(xí)一下～
網(wǎng)絡(luò)：網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的工作會(huì)用到，主要是想和大家多交流下，在實(shí)戰(zhàn)中互相學(xué)習(xí)吧；
嵌入式：我對(duì)內(nèi)核底層感興趣，決定了這個(gè)是我以后的發(fā)展方向，ftrace將會(huì)對(duì)我熟悉底層，解bug很有幫助