LTTng 簡介使用實戰

一、LTTng簡介

? ? ??LTTng: (Linux Trace Toolkit Next Generation),它是用于跟蹤 Linux 內核、應用程序以及庫的系統軟件包。LTTng 主要由內核模塊和動態鏈接庫(用于應用程序和動態鏈接庫的跟蹤)組成。它由一個會話守護進程控制,該守護進程接受來自命令行接口的命令。babeltrace 項目允許將追蹤信息翻譯成用戶可讀的日志,并提供一個讀追蹤庫,即 libbabletrace。


? ? ? ? LTTng 不僅使用了 Linux 內核中的追蹤點(tracepoint)手段,而且可以使用其他各種信息來源,比如kprobes 和 Perf(Linux 中的性能監檢測工具)。這對于調試大范圍內的bug 是非常有用的,否則這種調試工作將極具挑戰性。比如,包括并行系統和實時系統中的性能問題。另外,用戶自己定制的工具也可以加入到其中。LTTng 的設計目標是將性能影響最小化,而且在沒有跟蹤的情況下,對系統的影響應該幾乎為零。


? ? ? ? LTTng如今已支持多個發行版（Ubuntu/Dibian、Fedora、OpenSUSE、Arch etc.）和多種架構（x86 and x86-64 、ARM 、PowerPC, Sparc, Mips etc.），此外官方還說支持Android和FreeBSD系統。

更多相關知識參見： 《使用LTTng鏈接內核和用戶空間應用程序追蹤》

?

二、LTTng使用實戰 -- 安裝

2.0 LTTng需要的內核配置（通過讀取LTTng-module文檔中的README了解）


必選配置：?

CONFIG_MODULES?? 內核模塊支持
CONFIG_KALLSYMS ??查看wrapper/ 文件。?
CONFIG_HIGH_RES_TIMERS ?高精度時鐘，LTTng2.0的時鐘源?
CONFIG_TRACEPOINTS ?內核追蹤點


可選配置（下面的內核配置會影響LTTng的特性）：

CONFIG_HAVE_SYSCALL_TRACEPOINTS: ?
? ? ? ? ? ? 系統調用追蹤：
? ? ? ? ? ? ? ?lttng enable-event -k --syscall
? ? ? ? ? ? ? ?lttng enable-event -k -a
CONFIG_PERF_EVENTS:?? ? ? ? ? ? lttng add-context -t perf:*
CONFIG_EVENT_TRACING:
? ? ? ? ? ? 事件追蹤，塊層的追蹤
CONFIG_KPROBES? ? ? ? ? ? ? ??? ? ? lttng enable-event -k --probe ...
CONFIG_KRETPROBES?? ? ? ? ? ? ? lttng enable-event -k --function ...


2.1 ?Ubuntu ?:

從Ubuntu 12.04開始，LTTng的包可以直接從包管理器的倉庫里找到，所以安裝變得非常簡單：
? ? ? ? ? ? ? ? ?sudo apt-get install lttng-tools
對于其他版本，需要添加PPA才能使用包管理器安裝（https://launchpad.net/~lttng/+archive/ppa）：
? ? ? ? ? ? ? ? $ sudo apt-add-repository ppa:lttng/ppa
? ? ? ? ? ? ? ? $ sudo apt-get update
? ? ? ? ? ? ? ? $ sudo apt-get install lttng-tools lttng-modules-dkms babeltrace

2.2?Fedora:

從 Fedora 17開始, UST 和工具包也可以使用yum直接安裝：
? ? ? ? ? ? ? ? $ sudo yum install lttng-tools
但是你需要手動的編譯lttng模塊。（從官網下載一個lttng-modules-***.tar.bz2）
#?tar xvf lttng-modules-2.3.2.tar.bz2?
# cd?lttng-modules-2.3.2
# vim README --- > 通過讀README學習如何安裝
# make
# make modules_install
# depmod -a

2.3 OpenSUSE（或者其他的使用rpm包的Linux發行版）的RPM包：

https://build.opensuse.org/project/show?project=devel%3Atools%3Alttng

2.4 Arch Linux:

https://aur.archlinux.org/packages.php?O=0&K=lttng&do_Search=Go

?

三、LTTng使用實戰 -- 內核追蹤

?

首先我們得確認你是否已經安裝了lttng-modules 和lttng-tools。

?

3.1 ?內核追蹤

列出所有的可追蹤內核事件:
# lttng list -k
Kernel events:
-------------
? ? ?timer_init (loglevel: TRACE_EMERG (0)) (type: tracepoint)
? ? ?timer_start (loglevel: TRACE_EMERG (0)) (type: tracepoint)
? ? ?timer_expire_entry (loglevel: TRACE_EMERG (0)) (type: tracepoint)
?……


3.2?創建一個追蹤會話（session），這個命令會創建一個目錄用以存放追蹤結果：

?

? ? ? ? ? ? ? ? ?# lttng create mysession
? ? ? ? ? ? ? ? Session mysession created.
? ? ? ? ? ? ? ? Traces will be written in /home/dslab/lttng-traces/mysession-20131010-145153

假如你當前已經有了很多的會話，我們可以設置當前追蹤會話：

# lttng set-session myothersession
Session set to myothersession

3.3 創建追蹤規則（探測點/系統調用 etc.）

1) 追蹤內核所有的探測點和所有的系統調用事件(-k/--kernel)：
# lttng enable-event -a -k

2)? 追蹤探測點事件，這里我們追蹤 sched_switch和sched_wakeup為例?(-k/--kernel) 。

?

# lttng enable-event sched_switch,sched_wakeup -k
或者追蹤所有的探測點事件：
# lttng enable-event -a -k --tracepoint

3) 追蹤所有的系統調用：
# lttng enable-event -a -k --syscall


4) 使用 kprobes 以及 （或） 其他追蹤器作為lttng的源：
這是一個LTTng2.0內核追蹤器的一個新特性，你可以使用一個動態probe作為源，probe的追蹤結果會顯示在lttng的追蹤結果中。

# lttng enable-event aname -k --probe symbol+0x0
or
# lttng enable-event aname -k --probe 0xffff7260695
可以為probe制定一個準確的地址0xffff7260695或者?symbol+offset。

你也可以使用功能追蹤（使用的Ftrace API），追蹤結果也會顯示在lttng的追蹤結果中：

# lttng enable-event aname -k --function <symbol_name>


5) 打開一個事件的上下文信息：
這也是一個新特性，可以讓你添加一個事件的上下文信息。比如說你可以添加PID：

# lttng add-context -k -e sched_switch -t pid
你也可以使用多個上下文信息：
#?lttng add-context -k -e sched_switch -t pid -t nice -t tid

你可以使用' lttng add-context --help?' 學習所有的上下文格式的用法。

6) 打開事件的Perf計數器：?
這也是一個新的很強大的特性，為每個追蹤的事件添加Perf計數器數據（使用Perf的API）。下面實例為為每個事件添加CPU周期：
# lttng add-context -k -e sched_switch -t perf:cpu-cycles

注： 你需要使用?add-context 的help學習所有的perf計數器值的含義。

3.4 開始追蹤：

# lttng start

追蹤結果會寫到上面創建會話時創建的文件夾中。比如上面的 ：/home/dslab/lttng-traces/mysession-20131010-145153

注意：這個命令會打開所有的追蹤，如果你想同時追蹤用戶空間和內核空間，你在使用這個之前需要設置好所有的追蹤規則。

3.5 停止追蹤：

# lttng stop

 注：在這時候，你可一使用 lttng start 重新追蹤，也可以打開/關閉某個事件或者隔段時間再來追蹤。當然你也可以查看追蹤信息。

?


3.6 關閉追蹤（你的追蹤工作已經結束）

# lttng destroy?

?

四、LTTng使用實戰 -- 用戶空間追蹤

待以后添加。

?

五、LTTng使用實戰 -- 追蹤數據分析

5.1 分析工具 --?babeltrace

?

babeltrace是lttng tools中自帶的分析工具，很強大。我們可以直接使用babeltrace打開追蹤數據，比如上面提到的?/home/dslab/lttng-traces/mysession-20131010-145153。

我們先查看下這個追蹤結果下的結構：

# tree /home/dslab/lttng-traces/mysession-20131010-145153

?

/home/dslab/lttng-traces/mysession-20131010-145153

└── kernel

? ? ├── channel0_0
? ? ├── channel0_1
? ? ├── channel0_2
? ? ├── channel0_3
? ? └── metadata

可以看出來追蹤目錄下只有一個目錄，叫做kernel，所以……如果追蹤前也打開了用戶追蹤，那么這里面還會多個追蹤目錄（用戶空間的）。kernel目錄下分幾個文件保存追蹤數據。但是我們使用babeltrace查看追蹤結果時不能指定到具體的文件，需要指定到kernel。

# babeltrace?/home/dslab/lttng-traces/mysession-20131010-145153

[13:09:27.585271256] (+?.?????????) Raring-Ringtail sys_geteuid: { cpu_id = 2 }, { }
[13:09:27.585273674] (+0.000002418) Raring-Ringtail exit_syscall: { cpu_id = 2 }, { ret = 0 }
[13:09:27.585275886] (+0.000002212) Raring-Ringtail sys_pipe: { cpu_id = 2 }, { fildes = 0xB6588B84 }
[13:09:27.585283170] (+0.000007284) Raring-Ringtail exit_syscall: { cpu_id = 2 }, { ret = 0 }
……

如果我們將babeltrace的輸出信息輸出到一個文件中，比如# babeltrace?/home/dslab/lttng-traces/mysession-20131010-145153 > /tmp/trace 。我們就可以使用shell腳本獲取/tmp/trace中的追蹤數據并進一步分析。


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