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Linux 系统中的事件跟踪工具详解

1. 事件跟踪概述

目前所见的工具多采用统计采样，但我们往往希望深入了解事件的顺序及其相互关系。函数跟踪通过在代码中设置跟踪点来捕获事件信息，可能涵盖以下部分或全部内容：
- 时间戳
- 上下文（如当前 PID）
- 函数参数和返回值
- 调用栈

函数跟踪比统计分析更具侵入性，会产生大量数据。不过，在采样和查看跟踪信息时应用过滤器，可缓解这一问题。本文将介绍两种跟踪工具：内核函数跟踪器 Ftrace 和 LTTng。

2. Ftrace 介绍

Ftrace 是一款内核函数跟踪器，源于 Steven Rostedt 等人对实时应用中高调度延迟原因的追踪工作。它在 Linux 2.6.27 版本中首次出现，此后不断发展。内核源码的 Documentation/trace 目录中有许多关于内核跟踪的文档。

Ftrace 包含多个跟踪器，可记录内核中各种类型的活动。这里主要介绍函数跟踪器、函数图跟踪器和事件跟踪点。

• 函数跟踪器：对每个内核函数进行插桩，记录函数调用并添加时间戳。它使用 -pg 开关编译内核以注入插桩代码，但与 gprof 的相似之处仅此而已。
• 函数图跟踪器：不仅记录函数的进入，还记录函数的退出，从而创建调用图。
• 事件跟踪点：记录与调用相关的参数。

Ftrace 具有非常适合嵌入式系统的用户界面，完全通过 debugfs