使用Ftrace做性能分析和性能优化

时间：2022-10-26 11:15:58

关键字： Linux内核 ftrace tracers

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[导读]在我仔细研究Linux内核中的ftrace之后，发现ftrace中的各个tracers的作用一直被人们严重低估了, 比如我们会花了大量的时间去理解Linux内核中的一块代码，然后猜测可能的执行流，但是ftrace会首先直接告诉你整个执行流，然后你再去查看代码，这样无论从效率和准确度来讲都是极大的提升。

在我仔细研究Linux内核中的ftrace之后，发现ftrace中的各个tracers的作用一直被人们严重低估了, 比如我们会花了大量的时间去理解Linux内核中的一块代码，然后猜测可能的执行流，但是ftrace会首先直接告诉你整个执行流，然后你再去查看代码，这样无论从效率和准确度来讲都是极大的提升。
对于任意一个函数，想要知道它是否执行了，或者想知道它的函数参数，函数返回值，函数的执行时间，函数向上的执行流，函数向下的执行流，甚至任意两个函数之间的执行流，ftrace都能很好的支持。重要的是所有函数都能这样结合起来使用，还有更加重要的是函数可以跟事件结合起来，事件可以过滤可以触发其它的事件和tracers，这样就衍生出了无限的可能性。
本课程的设计宗旨是让学员站在设计者的角度来理解ftrace，明白各个tracers为什么这样设计和整个发展脉络，进而更加灵活地使用它以辅助我们的实际工程项目和研究学习，也可以激发学员进而迸发出更加先进的trace功能为整个Linux内核社区做贡献。本课程更加偏向于理解设计思想和使用，如果想了解源代码级别的实现，可以参考我在阅码场平台的视频课程《Linux内核tracers的实现原理与应用》。

01课程大纲

第一部分实验课程（2小时）	1. ftrace总体介绍2. function tracer3. 查看函数是否执行4. 查看函数向上的调用栈(堆栈)5. set_ftrace_filter一招制胜6. 练习查看函数是否执行和获取对应的堆栈
第二部分（2小时）	7. function_graph tracer8. 查看函数执行时间9. 查看函数向下的调用栈10. 同时查看函数向上和向下的调用栈11. 练习查看函数的执行时间和向下的调用栈
第三部分（2小时）	12. kprobe event13. trace event14. kprobe/tracepoint与event结合15. probes 与event 结合16. vfs与event结合17. event filter18. event trigger19. 练习kprobe event和trace event的使用
第四部分（2小时）	20. function tracer21. Function graph tracer22. wakeup23. blk24. 练习各种tracer的使用
第五部分（2小时）	25. ftrace联合大演练之组合的魔力26. 中断延迟27. 信号处理28. 使用ftrace探索poll select epoll io_uring
第六部分	29. 学习成果评估与模拟面试

02你将收获

从根上解决企业Linux底层人员难找的问题，自己培养骨干工程师
加快问题定位，提高研发效率，加快产品研发上市
强调动手，以Ftrace为抓手学习内核
以Ftrace为抓手打通软硬件任督二脉：IO和中断
使用Ftrace做性能分析和性能优化
通过案例，学习使用Ftrace分析和定位问题的技巧
Ftrace设计思想和案例分析

03适合谁学

Linux内核态程序员
想探索内核层的用户态程序员
Linux内核爱好者
运维人员
嵌入式开发人员
网络设备研发
内核网络模块开发人员

05学员反馈好评如潮：

座舱：学习这门课主要是想增强内核系统问题分析能力，也是最近才接触ftrace，之前工作经验没接触。
手机：学习这门课是因为网络模块和功耗分析的工作会用到，而且对学习其他内核模块有帮助
电信：其实我对内核比较感兴趣，ftrace是一个比较好的观测内核工具，所以想要比较系统的学下。
网络：觉得这个工具挺好的，以前用过，但一知半解，想后期多用来debug；工作中主要想查延时敏感任务被RT线程抢占的原因、rcu stall和Page fault等。
云原生：之前tracer的课程听了感觉不错，但是还是以tracer的本身原理为主，实践部分较少，所以想报这次课程
OS：我目前在从事linux 操作系统研发相关工作，ftrace是很有价值的功能模块～但是目前大多数人对这部分了解过少，因此报名学习一下～
网络：网络相关的工作会用到，主要是想和大家多交流下，在实战中互相学习吧；
嵌入式：我对内核底层感兴趣，决定了这个是我以后的发展方向，ftrace将会对我熟悉底层，解bug很有帮助