LTTng 简介&使用实战

亦凉 2022-09-17 10:26 334阅读 0赞

# 一、LTTng简介 #

LTTng: (Linux Trace Toolkit Next Generation),它是用于跟踪 Linux 内核、应用程序以及库的系统软件包。LTTng 主要由内核模块和动态链接库(用于应用程序和动态链接库的跟踪)组成。它由一个会话守护进程控制,该守护进程接受来自命令行接口的命令。babeltrace 项目允许将追踪信息翻译成用户可读的日志,并提供一个读追踪库,即 libbabletrace。

LTTng 不仅使用了 Linux 内核中的追踪点(tracepoint)手段,而且可以使用其他各种信息来源,比如kprobes 和 Perf(Linux 中的性能监检测工具)。这对于调试大范围内的bug 是非常有用的,否则这种调试工作将极具挑战性。比如,包括并行系统和实时系统中的性能问题。另外,用户自己定制的工具也可以加入到其中。LTTng 的设计目标是将性能影响最小化,而且在没有跟踪的情况下,对系统的影响应该几乎为零。

LTTng如今已支持多个发行版（Ubuntu/Dibian、Fedora、OpenSUSE、Arch etc.）和多种架构（x86 and x86-64 、ARM 、PowerPC, Sparc, Mips etc.），此外官方还说支持Android和FreeBSD系统。

更多相关知识参见： 《[使用LTTng链接内核和用户空间应用程序追踪][LTTng]》

# 二、LTTng使用实战 -- 安装 #

## 2.0 LTTng需要的内核配置（通过读取LTTng-module文档中的README了解） ##

必选配置：  
CONFIG\_MODULES  内核模块支持  
CONFIG\_KALLSYMS  查看wrapper/ 文件。  
CONFIG\_HIGH\_RES\_TIMERS 高精度时钟，LTTng2.0的时钟源  
CONFIG\_TRACEPOINTS 内核追踪点  
  
可选配置（下面的内核配置会影响LTTng的特性）：  
CONFIG\_HAVE\_SYSCALL\_TRACEPOINTS:  
系统调用追踪：  
lttng enable-event -k --syscall  
lttng enable-event -k -a  
CONFIG\_PERF\_EVENTS: lttng add-context -t perf:\*  
CONFIG\_EVENT\_TRACING:  
事件追踪，块层的追踪  
CONFIG\_KPROBES lttng enable-event -k --probe ...  
CONFIG\_KRETPROBES  lttng enable-event -k --function ...

## 2.1 Ubuntu : ##

从Ubuntu 12.04开始，LTTng的包可以直接从包管理器的仓库里找到，所以安装变得非常简单：  
sudo apt-get install lttng-tools  
对于其他版本，需要添加PPA才能使用包管理器安装（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: ##

从 Fedora 17开始, UST 和工具包也可以使用yum直接安装：  
$ sudo yum install lttng-tools  
但是你需要手动的编译lttng模块。（从[官网下载][Link 1]一个lttng-modules-\*\*\*.tar.bz2）

\# tar xvf lttng-modules-2.3.2.tar.bz2

\# cd lttng-modules-2.3.2

\# vim README --- > 通过读README学习如何安装

\# make  
\# make modules\_install  
\# depmod -a

## 2.3 OpenSUSE（或者其他的使用rpm包的Linux发行版）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使用实战 -- 内核追踪 #

首先我们得确认你是否已经安装了lttng-modules 和lttng-tools。

## 3.1 内核追踪 ##

列出所有的可追踪内核事件:   
\# 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 创建一个追踪会话（session），这个命令会创建一个目录用以存放追踪结果： ##

\# lttng create mysession  
Session mysession created.  
Traces will be written in /home/dslab/lttng-traces/mysession-20131010-145153  
  
假如你当前已经有了很多的会话，我们可以设置当前追踪会话：

\#  lttng set-session myothersession  
Session set to myothersession

## 3.3 创建追踪规则（探测点/系统调用 etc.） ##

1) 追踪内核所有的探测点和所有的系统调用事件(-k/--kernel)：  
\# lttng enable-event -a -k  
  
2)  追踪探测点事件，这里我们追踪 sched\_switch和sched\_wakeup为例 (-k/--kernel) 。

\# lttng enable-event sched\_switch,sched\_wakeup -k  
或者追踪所有的探测点事件：  
\# lttng enable-event -a -k --tracepoint  
  
3) 追踪所有的系统调用：  
\# lttng enable-event -a -k --syscall  
  
4) 使用 kprobes 以及 （或） 其他追踪器作为lttng的源：  
这是一个LTTng2.0内核追踪器的一个新特性，你可以使用一个动态probe作为源，probe的追踪结果会显示在lttng的追踪结果中。

\# lttng enable-event aname -k --probe symbol+0x0  
or  
\# lttng enable-event aname -k --probe 0xffff7260695  
可以为probe制定一个准确的地址0xffff7260695或者 symbol+offset。  
  
你也可以使用功能追踪（使用的Ftrace API），追踪结果也会显示在lttng的追踪结果中：  
  
\# lttng enable-event aname -k --function <symbol\_name>  
  
5) 打开一个事件的上下文信息：  
这也是一个新特性，可以让你添加一个事件的上下文信息。比如说你可以添加PID：

\#  lttng add-context -k -e sched\_switch -t pid  
你也可以使用多个上下文信息：  
\# lttng add-context -k -e sched\_switch -t pid -t nice -t tid  
  
你可以使用' lttng add-context --help ' 学习所有的上下文格式的用法。  
  
6) 打开事件的Perf计数器：  
这也是一个新的很强大的特性，为每个追踪的事件添加Perf计数器数据（使用Perf的API）。下面实例为为每个事件添加CPU周期：  
\#lttng add-context -k -e sched\_switch -t perf:cpu-cycles  
  
注： 你需要使用 add-context 的help学习所有的perf计数器值的含义。

## 3.4 开始追踪： ##

\#  lttng start  
  
追踪结果会写到上面创建会话时创建的文件夹中。比如上面的 ：/home/dslab/lttng-traces/mysession-20131010-145153  
  
注意：这个命令会打开所有的追踪，如果你想同时追踪用户空间和内核空间，你在使用这个之前需要设置好所有的追踪规则。

## 3.5 停止追踪： ##

\#  lttng stop  
  
 注：在这时候，你可一使用 lttng start 重新追踪，也可以打开/关闭某个事件或者隔段时间再来追踪。当然你也可以查看追踪信息。

## 3.6 关闭追踪（你的追踪工作已经结束） ##

\#  lttng destroy

# 四、LTTng使用实战 -- 用户空间追踪 #

待以后添加。

# 五、LTTng使用实战 -- 追踪数据分析 #

## 5.1 分析工具 -- lttng view ##

lttng view是LTTng提供给用户的看追踪信息的命令，直接使用即可。

\# lttng view

\[13:09:27.585271256\] (+?.?????????) Raring-Ringtail sys\_geteuid: \{ cpu\_id = 2 \}, \{ \}  
\[13:09:27.585273674\] (+0.000002418) Raring-Ringtail exit\_syscall: \{ cpu\_id = 2 \}, \{ ret = 0 \}

……

## 5.2 分析工具 -- babeltrace ##

babeltrace是lttng tools中自带的分析工具，很强大。我们可以直接使用babeltrace打开追踪数据，比如上面提到的 /home/dslab/lttng-traces/mysession-20131010-145153。

我们先查看下这个追踪结果下的结构：

\#  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

可以看出来追踪目录下只有一个目录，叫做kernel，所以……如果追踪前也打开了用户追踪，那么这里面还会多个追踪目录（用户空间的）。kernel目录下分几个文件保存追踪数据。但是我们使用babeltrace查看追踪结果时不能指定到具体的文件（如channel0\_0），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 \}  
……

如果我们将babeltrace的输出信息输出到一个文件中，比如\#babeltrace /home/dslab/lttng-traces/mysession-20131010-145153 > /tmp/trace 。我们就可以使用shell脚本获取/tmp/trace中的追踪数据并进一步分析。

## 5.3 分析工具 -- lttngtop ##

等待补充

## 5.4 分析工具 -- lttv ##

等待补充

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部分参考：

【1】 [ http://lttng.org/lttng2.0][http_lttng.org_lttng2.0]

【2】 [http://lwn.net/Articles/492296/][http_lwn.net_Articles_492296]

【3】 [ http://en.wikipedia.org/wiki/Lttng][http_en.wikipedia.org_wiki_Lttng]

【4】 [https://www.ibm.com/developerworks/community/blogs/fe313521-2e95-46f2-817d-44a4f27eba32/entry/howto\_tracing\_with\_lttng?lang=en][https_www.ibm.com_developerworks_community_blogs_fe313521-2e95-46f2-817d-44a4f27eba32_entry_howto_tracing_with_lttng_lang_en]

[LTTng]: http://blog.csdn.net/longerzone/article/details/12623359
[Link 1]: http://lttng.org/download
[http_lttng.org_lttng2.0]: http://lttng.org/lttng2.0
[http_lwn.net_Articles_492296]: http://lwn.net/Articles/492296/
[http_en.wikipedia.org_wiki_Lttng]: http://en.wikipedia.org/wiki/Lttng
[https_www.ibm.com_developerworks_community_blogs_fe313521-2e95-46f2-817d-44a4f27eba32_entry_howto_tracing_with_lttng_lang_en]: https://www.ibm.com/developerworks/community/blogs/fe313521-2e95-46f2-817d-44a4f27eba32/entry/howto_tracing_with_lttng?lang=en