SystemTap 是监控和跟踪运行中的 Linux 内核的操作的动态方法。这句话的关键词是动态,因为 SystemTap 没有使用工具构建一个特殊的内核,而是允许您在运行时动态地安装该工具。它通过一个名为Kprobes 的应用编程接口(API)来实现该目的,本文将探索这个 API。我们首先了解以前的一些内核跟踪方法,然后在深入探讨 SystemTap 的架构及其使用。

内核跟踪

SystemTap 与一种名为 DTrace 的老技术相似,该技术源于 Sun Solaris 操作系统。在 DTrace 中,开发人员可以用 D 编程语言(C语言的子集,但修改为支持跟踪行为)编写脚本。DTrace 脚本包含许多探针和相关联的操作,这些操作在探针 “触发” 时发生。例如,探针可以表示简单的系统调用,也可以表示更加复杂的交互,比如执行特定的代码行。清单 1 显示了 DTrace 脚本的一个简单例子,它计算每个进程发出的系统调用的数量(注意,使用字典将计数和进程关联起来)。该脚本的格式包含探针(在发出系统调用时触发)和操作(对应的操作脚本)。

清单 1. 计算每个进程的系统调用的简单 DTrace 脚本

syscall:::entry
{ 

  @num[pid,execname] = count(); 

}

DTrace 是 Solaris 最引人注目的部分,所以在其他操作系统中开发它并不奇怪。DTrace 是在 Common Development and Distribution License (CDDL) 之下发行的,并且被移植到 FreeBSD 操作系统中。

另一个非常有用的内核跟踪工具是 ProbeVue,它是 IBM 为 IBM® AIX® 操作系统 6.1 开发的。您可以使用 ProbeVue 探查系统的行为和性能,以及提供特定进程的详细信息。这个工具使用一个标准的内核以动态的方式进行跟踪。清单 2 显示了 ProbeVue 脚本的一个例子,它指出发出 sync 系统调用的特定进程。

清单 2. 指出哪个进程调用 sync 的简单 ProbeVue 脚本

@@syscall:*:sync:entry
{
  printf( "sync() syscall invoked by process ID %d\n", __pid );
  exit();
}

考虑到 DTrace 和 ProbeVue 在各自的操作系统中的巨大作用,为 Linux 操作系统策划一个实现该功能的开源项目是势不可挡的。SystemTap 从 2005 年开始开发,它提供与 DTrace 和 ProbeVue 类似的功能。许多社区还进一步完善了它,包括 Red Hat、Intel、Hitachi 和 IBM 等。

这些解决方案在功能上都是类似的,在触发探针时使用探针和相关联的操作脚本。现在,我们看一下 SystemTap 的安装,然后探索它的架构和使用。

原文地址

http://www.xmsc.com.cn/InfoView/Article_79967_4.html

来自yaronspace.cn  本文链接:http://yaronspace.cn/blog/archives/875