• 抓取函數(shù)調(diào)用流程關(guān)系

• 抓取函數(shù)耗時

• 抓取代碼片耗時

• 抓取函數(shù)里每個子函數(shù)時間戳

• 抓取事件信息

trace是內(nèi)核自帶的工具，相比于perf工具，trace只管抓trace數(shù)據(jù)并沒有分析，perf在trace數(shù)據(jù)分析方面做出了很多成果。 但是我們現(xiàn)在就想看一下底層多調(diào)用關(guān)系，所以使用trace抓一下數(shù)據(jù)是非常有必要的，還可以分析一下驅(qū)動性能。

因為trace工具是內(nèi)核自帶的，所以我們配置一下內(nèi)核就可以使用了：

trace 通過 debugfs 向用戶態(tài)提供了訪問接口，所以還需要將 debugfs 編譯進內(nèi)核。激活對 debugfs 的支持，在 make menuconfig 時到 Kernel hacking 菜單下選中對 debugfs 文件系統(tǒng)的支持：

系統(tǒng)啟動后，進入文件系統(tǒng)，執(zhí)行：

掛載debugfs后即可使用trace。

tracing 目錄下文件和目錄比較多，有些是各種跟蹤器共享使用的，有些是特定于某個跟蹤器使用的。在操作這些數(shù)據(jù)文件時，使用 echo 命令來修改其值，也可以在程序中通過文件讀寫相關(guān)的函數(shù)來操作這些文件的值。

• README文件提供了一個簡短的使用說明，展示了 ftrace 的操作命令序列?？梢酝ㄟ^ cat 命令查看該文件以了解概要的操作流程。

• current_tracer用于設(shè)置或顯示當前使用的跟蹤器；使用 echo 將跟蹤器名字寫入該文件可以切換到不同的跟蹤器。系統(tǒng)啟動后，其缺省值為 nop ，即不做任何跟蹤操作。在執(zhí)行完一段跟蹤任務(wù)后，可以通過向該文件寫入 nop 來重置跟蹤器。

• available_tracers記錄了當前編譯進內(nèi)核的跟蹤器的列表，可以通過 cat 查看其內(nèi)容；寫 current_tracer 文件時用到的跟蹤器名字必須在該文件列出的跟蹤器名字列表中。

• trace文件提供了查看獲取到的跟蹤信息的接口?？梢酝ㄟ^ cat 等命令查看該文件以查看跟蹤到的內(nèi)核活動記錄，也可以將其內(nèi)容保存為記錄文件以備后續(xù)查看。

• set_graph_function設(shè)置要清晰顯示調(diào)用關(guān)系的函數(shù)，顯示的信息結(jié)構(gòu)類似于 C 語言代碼，這樣在分析內(nèi)核運作流程時會更加直觀一些。在使用 function_graph 跟蹤器時使用；缺省為對所有函數(shù)都生成調(diào)用關(guān)系序列，可以通過寫該文件來指定需要特別關(guān)注的函數(shù)。

• buffer_size_kb用于設(shè)置單個 CPU 所使用的跟蹤緩存的大小。跟蹤器會將跟蹤到的信息寫入緩存，每個 CPU 的跟蹤緩存是一樣大的。跟蹤緩存實現(xiàn)為環(huán)形緩沖區(qū)的形式，如果跟蹤到的信息太多，則舊的信息會被新的跟蹤信息覆蓋掉。注意，要更改該文件的值需要先將 current_tracer 設(shè)置為 nop 才可以。

• tracing_on用于控制跟蹤的暫停。有時候在觀察到某些事件時想暫時關(guān)閉跟蹤，可以將 0 寫入該文件以停止跟蹤，這樣跟蹤緩沖區(qū)中比較新的部分是與所關(guān)注的事件相關(guān)的；寫入 1 可以繼續(xù)跟蹤。

• available_filter_functions記錄了當前可以跟蹤的內(nèi)核函數(shù)。對于不在該文件中列出的函數(shù)，無法跟蹤其活動。

• set_ftrace_filter和 set_ftrace_notrace在編譯內(nèi)核時配置了動態(tài) ftrace （選中CONFIG_DYNAMIC_FTRACE 選項）后使用。前者用于顯示指定要跟蹤的函數(shù)，后者則作用相反，用于指定不跟蹤的函數(shù)。如果一個函數(shù)名同時出現(xiàn)在這兩個文件中，則這個函數(shù)的執(zhí)行狀況不會被跟蹤。這些文件還支持簡單形式的含有通配符的表達式，這樣可以用一個表達式一次指定多個目標函數(shù)；注意，要寫入這兩個文件的函數(shù)名必須可以在文件 available_filter_functions 中看到。缺省為可以跟蹤所有內(nèi)核函數(shù)，文件 set_ftrace_notrace 的值則為空。

• available_events 當前編譯進內(nèi)核的可以監(jiān)控的事件。

• set_event 跟蹤的事件類型，名字必須在available_events列出的跟蹤器名字列表中。

trace 當前包含多個跟蹤器，用于跟蹤不同類型的信息，比如進程調(diào)度、中斷關(guān)閉等。可以查看文件 available_tracers 獲取內(nèi)核當前支持的跟蹤器列表。在編譯內(nèi)核時，也可以看到內(nèi)核支持的跟蹤器對應的選項。

• nop跟蹤器不會跟蹤任何內(nèi)核活動，將 nop 寫入 current_tracer 文件可以刪除之前所使用的跟蹤器，并清空之前收集到的跟蹤信息，即刷新 trace 文件。

• function跟蹤器可以跟蹤內(nèi)核函數(shù)的執(zhí)行情況；可以通過文件 set_ftrace_filter 顯示指定要跟蹤的函數(shù)。function_graph跟蹤器可以顯示類似 C 源碼的函數(shù)調(diào)用關(guān)系圖，這樣查看起來比較直觀一些；可以通過文件

• set_grapch_function 顯示指定要生成調(diào)用流程圖的函數(shù)。 sched_switch跟蹤器可以對內(nèi)核中的進程調(diào)度活動進行跟蹤。

• irqsoff跟蹤器和preemptoff跟蹤器分別跟蹤關(guān)閉中斷的代碼和禁止進程搶占的代碼，并記錄關(guān)閉的最大時長，preemptirqsoff跟蹤器則可以看做它們的組合。

那具體怎么用呢？

【文章福利】小編推薦自己的Linux內(nèi)核技術(shù)交流群:【749907784】整理了一些個人覺得比較好的學習書籍、視頻資料共享在群文件里面，有需要的可以自行添加哦?。。。ê曨l教程、電子書、實戰(zhàn)項目及代碼)?

比如我們抓一次spi輸出傳輸，驅(qū)動用的是kernel自帶的spidev驅(qū)動：

spidev_ioctrl 被echo到set_grapch_function 屬性里面，就可以查看整個spidev_ioctrl 函數(shù)的調(diào)用流程，但是實際上我們執(zhí)行的時候會發(fā)現(xiàn)一個事情，抓取來的數(shù)據(jù)太多了，許多無關(guān)的、我們不太關(guān)心的函數(shù)調(diào)用關(guān)系也被抓進去了，導致抓出來的數(shù)據(jù)非常亂！

所以最好是利用set_ftrace_filter進行一些過濾。

所以針對這種情況，我們應該這樣設(shè)置：

在spi傳輸里，我們主要關(guān)系spi的函數(shù)和dma的函數(shù)，所以大概抓一下這些字眼即可，還可以按需自己添加過濾語句。

ps：因為spin_lock語句也帶了spi字眼，也會被誤抓進來，所以最后也把他剔除掉。

最后得出的數(shù)據(jù)就正常多了：

以上僅列舉部分信息，有興趣的小伙伴可以自行嘗試。

抓取函數(shù)耗時

有時候，也許我們也要通過程序的耗時來分析程序的性能，可以這么做：

同樣也是以spidev驅(qū)動為例：

這樣可以非常直觀的看到spidev_ioctrl 執(zhí)行的耗時。

其中， 帶左側(cè)時間顯示一塊：

延遲比較大的部分，會有+、#等特殊標號：

抓取代碼片耗時

有時，我們需要抓取一大片多個函數(shù)耗時?？梢赃@么做：

以i2c傳輸為例，抓取twi_set_start到sunxi_i2c_handler函數(shù)的時間：

這樣我們即可抓取Linux里面執(zhí)行i2cget的時候去讀取0x50地址器件時i2c傳輸 twi_set_start 函數(shù)到 sunxi_i2c_handler 函數(shù)的耗時，即兩個時間戳相減：

可以看得出耗時為24us。

當然，我們也可以使用do_gettimeofday函數(shù)來統(tǒng)計耗時，不過比較麻煩，需要在檢測的地方手動添加：

timeval 結(jié)構(gòu)體定義：

甚至也可以用ktime_to_us來實現(xiàn)：

方法是多種多樣的。

抓取函數(shù)里每個子函數(shù)時間戳

在第一點里面，抓取函數(shù)調(diào)用流程里面只能看到每個子函數(shù)的耗時，不能看到時間戳，那么如何能看到每個子函數(shù)的時間戳呢？和第一點的手段類似：

區(qū)別操作就是添加了：echo funcgraph-tail > trace_options

主要是在函數(shù)結(jié)束顯示函數(shù)名。這樣方便使用grep找出函數(shù)的執(zhí)行時間，默認disable：

hide: echo nofuncgraph-tail > trace_options

show: echo funcgraph-tail > trace_options

最后結(jié)果非常直觀：

graph_ent代表函數(shù)開始執(zhí)行，graph_ret代表函數(shù)結(jié)束。

抓取事件信息

有時候我們需要根據(jù)事件來抓取信息，就可以使用set_event了?？梢?cat available_events 查看獲得支持的跟蹤event列表，這個支持的比較多，配置相對簡單，只需向set_event寫相應值即可。

比如我們要查看spi的事件，可以先看下available_event 里有無spi事件：

可以看出，我們這里支持七個spi事件，其對應的頭文件在：Linux-4.9/include/trace/events/spi.h文件。感興趣的可以查看里面的內(nèi)容實現(xiàn)。這里我們把所有的spi事件都打印出來：

即可看到我們需要跟蹤的spi事件：

原文作者：人人極客社區(qū)