分类： LINUX
2013-02-27 03:59:10
“调试难度本来就是写代码的两倍.因此,如果你写代码的时候聪明用尽,根据定义,你就没有能耐去调试它了.” – Brian Kernighan
某手机公司的研发总监谈到内核调试时问我怎么android手机上解决有时整机响应慢甚至无响应的情况。 我说可以首先使能内核的调试选项检查是否存在内核死锁，再通过内核的kprobe/ftrace检查中断和系统调用情况，blabla… 没想到该总说“我们公司几百号人都没有用trace，你能用得起来？”。难怪即使几百号人做手机，每个人还得被强制加班?
据说，linus等大神级内核开发者不用调试器，顶多用printk打印信息。 对于寻常百姓来说， 每改一行代码都希望能马上看到效果，一次次的编译内核，就像盲人摸象一样，这时printk就像烧火棍一样， 难堪重用，调试效率效率非常的低。ftrace是内核内置的跟踪器，可用于跟踪内核函数调用，中断延迟，调度延迟， 系统调用等，在debugfs下使用文本命令交互，很合适内核开发者使用。
使用 ftrace
首先使用CONFIG_DEBUG_FS，CONFIG_FTRACE_*选项后重新编译内核。需要注意的是， 由于这时编译器打开-pg选项，内核映像加入了大量的调试信息，内核运行速度会变慢。 所以正式发布的版本都应该关闭此选项。
# mount -t debugfs nodev /sys/kernel/debug
# cd /sys/kernel/debug/trace
该目录下包含很多文件，用于设定/过滤/查看等，如：
内核中断
查看当前系统的中断情况
# echo 0 > tracing_on
# echo > trace
# echo nop > current_tracer
# echo irq > set_event
# echo 1 > tracing_on
# cat trace_pipe
tracer: nop
entries-in-buffer/entries-written: 0/0 #P:1
_-----=> irqs-off
/ _----=> need-resched
| / _---=> hardirq/softirq
|| / _--=> preempt-depth
||| / delay
TASK-PID CPU# |||| TIMESTAMP FUNCTION
| | | |||| | |
cat-1449 [000] d.h. 3927.679420: irq_handler_entry: irq=4 name=serial
...
内核调用
查看内核函数的调用情况
# echo > set_event
# echo 0 > tracing_on
# echo > trace
# echo function_graph > current_tracer
# echo 1 > tracing_on
# cat trace_pipe
tracer: function_graph
CPU DURATION FUNCTION CALLS
| | | | | | |
0) + 26.523 us | }
0) | finish_task_switch() {
0) ==========> |
0) | smp_apic_timer_interrupt() {
0) | irq_enter() {
0) 0.911 us | rcu_irq_enter();
0) 6.503 us | }
0) | hrtimer_interrupt() {
0) 0.585 us | _raw_spin_lock();
0) 1.124 us | ktime_get_update_offsets();
CPU:0 [LOST 163499 EVENTS]
------------------------------------------
0) kworker-691 => cat-1464
------------------------------------------
0) | serial8250_default_handle_irq() {
0) 0.954 us | io_serial_in();
...
内核函数的profile
打印当前内核的函数profile
# echo > current_tracer
# echo 1 > function_profile_enabled
# cat trace_stat/function0
Function Hit Time Avg s^2
-------- --- ---- --- ---
__schedule 7113 968683296 us 136184.9 us 2108946573 us
schedule 1687 954817829 us 565985.6 us 1349415472 us
sys_poll 25 63786678 us 2551467 us 582022796 us
do_sys_poll 25 63786547 us 2551461 us 566803126 us
poll_schedule_timeout 25 63771744 us 2550869 us 1312623772 us
schedule_hrtimeout_range 25 63771626 us 2550865 us 1305229109 us
schedule_hrtimeout_range_clock 25 63771510 us 2550860 us 1293434582 us
schedule_timeout 29 34992964 us 1206653 us 1503283302 us
...
上面仅列出ftrace的三种应用场景，其它更多的说明可见Documentation/trace/ftrace.txt。 通过ftrace可以实时的跟踪内核的运行情况，通过分析它的日志，一般能较快的找出内核的性能瓶颈。
~EOF~ 2013.02.25
