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systemtap

Posted on 2021-10-08 16:23  bw_0927  阅读(130)  评论(0)    收藏  举报

https://lrita.github.io/2017/09/16/get-function-elapse/

https://lrita.github.io/2017/09/16/get-function-elapse/

 

 


 

https://blog.csdn.net/Z_Stand/article/details/107881875

 

如下stap脚本抓取运行时进程内部指定函数的耗时情况,并将耗时结果打印出来

#!/bin/stap
global sends

#打印出来的单位是微妙
probe process("test").function("rocksdb::DBImpl::GetImpl").return {
sends <<< gettimeofday_us() - @entry(gettimeofday_us())
}

probe timer.s(1) { #每隔一秒打印一次
print(ctime(gettimeofday_s()))
print("\n")
print(@hist_log(sends))
delete sends
}

 


https://blog.csdn.net/Z_Stand/article/details/103152344?ops_request_misc=%257B%2522request%255Fid%2522%253A%2522159687672919725247641717%2522%252C%2522scm%2522%253A%252220140713.130102334.pc%255Fblog.%2522%257D&request_id=159687672919725247641717&biz_id=0&utm_medium=distribute.pc_search_result.none-task-blog-2~blog~first_rank_v1~rank_blog_v1-1-103152344.pc_v1_rank_blog_v1&utm_term=systemtap&spm=1018.2118.3001.4187

 

Systemtap 工作原理是通过将脚本语句翻译成C语句,编译成内核模块

模块加载之后,将所有探测的事件以钩子的方式挂到内核上,当任何处理器上的某个事件发生时,相应钩子上句柄就会被执行。

最后,当systemtap会话结束之后,钩子从内核上取下,移除模块。整个过程用一个命令 stap 就可以完成。

 

 

systemtap 测试示例

安装完systemtap之后,我们需要测试一下systemtap是否能正确运行:

示例一:打印hello systemtap

以root用户或者具有sudo权限的用户运行以下命令:

$stap -ve 'probe begin { log("hello systemtap!") exit() }'

如果安装正确,会得到如下类似的输出结果:

Pass 1: parsed user script and 96 library script(s) using 55100virt/26224res/2076shr/25172data kb, in 120usr/0sys/119real ms.
Pass 2: analyzed script: 1 probe(s), 2 function(s), 0 embed(s), 0 global(s) using 55496virt/27016res/2172shr/25568data kb, in 0usr/0sys/4real ms.
Pass 3: translated to C into "/tmp/stapYqNuF9/stap_e2d1c1c9962c809ee9477018c642b661_939_src.c" using 55624virt/27380res/2488shr/25696data kb, in 0usr/0sys/0real ms.
Pass 4: compiled C into "stap_e2d1c1c9962c809ee9477018c642b661_939.ko" in 1230usr/160sys/1600real ms.
Pass 5: starting run.
hello systemtap!
Pass 5: run completed in 0usr/10sys/332real ms.

示例二:打印4s内所有open系统调用的信息

创建systemtap脚本文件test2.stp:

#!/usr/bin/stap

probe begin 
{
    log("begin to probe")
}

probe syscall.open
{
    printf ("%s(%d) open (%s)\n", execname(), pid(), argstr)
}

probe timer.ms(4000) # after 4 seconds
{
    exit ()
}

probe end
{
    log("end to probe")
}

将该脚本添加可执行的权限 chmod +x test2.stp ,使用./test2.stp 运行该脚本,即可打印4s内所有open系统调用的信息,打印格式为:进程名(进程号)打开什么文件。 大家可以自行去测试,如果两个示例都能正确运行,基本上算是安装成功了!

 


 

 

当我们需要对应用程序进行系能分析时,我们通常可以使用perf或者火焰图。 但是这些工具通常只能定性问题,发现那些函数占用cpu较多,需要优化。但是给不出定量的数据, 比如这个函数的耗时情况,它耗时1ms还是5ms

SystemTap

因此在不在代码中加入统计耗时的代码的情况,我们可以使用SystemTap来统计应用程序的耗时情况。

SystemTap可以跟踪内核函数和用户态进程,当我们跟踪用户态进程时,需要使用其process模块。

查找函数符号

很多情况下,代码在执行时,其函数符号并不一定是代码中写的名称,因此我们可以使用以下脚本打印 出应用程序中在调用的函数符号。

probe process("/data0/app").function("*") {
  println(probefunc())
}

然后执行

stap echo.stp

其会打印出/data0/app这个程序运行时调用到的各个函数名,此处最好填绝对路径。我们可以从中找到 我们需要统计的函数名称。

统计函数耗时

我们可以使用SystemTap内置的直方图来展示耗时的分布。我们有两种直方图函数可以使用:

@hist_linear(v, start, stop, interval) # 打印start-stop区间interval间隔的直方图
@hist_log(v)                           # 打印以2为底指数分布的直方图

统计脚本:

global sends  # 声明全局的统计存储容器

probe process("/data0/app").function("git.intra.xx.send").return { # function中为函数名,同时支持通配符*等,在该函数return时计算耗时
  sends <<< gettimeofday_us() - @entry(gettimeofday_us()) # 以微秒精度来统计,entry方法将一个表达式放置于函数入口处
}

probe timer.s(10) { # 每10s打印一次直方图
  print(@hist_log(sends))
}

然后执行stap elaspe.stp即可获得每10秒统计的结果,如果希望每10秒清空重新统计的话, 可以将打印函数修改为:

probe timer.s(10) { # 每10s打印一次直方图
  print(@hist_log(sends))
  delete sends      # 清空数据
}

注意

目前SystemTap并不能很好的分析go/golang程序,会极大概率的引起go/golang程序的崩溃,因此推荐使用bcc来 分析go/golang程序。

BCC

如果我们要分析go/golang程序时,我们就需要bcc,该工具也是一众大神最近 几年搞出来的新工具,利用linux的eBPF功能,因此需要使用linux 3.15+/4.1+

因此我们需要先升级内核再安装bcc

安装

使用

安装bcc后,各个工具默认安装路径为/usr/share/bcc/tools/

分析函数耗时我们可以使用/usr/share/bcc/tools/funclatency,执行命令:

./funclatency '/data1/vintage_rd/vintage_new:git*storage.\(*store\).Get' -F -p 29878 -i 20
  • -F 如果规则匹配到多个函数符号,则为每一个函数生成一个独立的直方图
  • -p 进程号
  • -i 20 每20秒输出一次结果
  • -u 时间单位为微秒
  • '/data1/vintage_rd/vintage_new:github*storage.\(*store\).Get' 为'程序路径:需要分析的函数符号'

注意:此处有一个坑,”:”后的函数符号其实为一个正则表达式,但是作者为了方便linux系下熟悉glob表达式 的人使用,做了一个转换pattern = pattern.replace('*', '.*')。通常情况下写vfs_fstat*会被转为vfs_fstat.* 然后进行正则匹配。但是go/golang程序里,函数符号通常包含.*()这些在正则里的特殊字符,会出现一些问题。 因此有两种解决方案:

  1. 编辑使用的命令脚本(/usr/share/bcc/tools/funclatency),删除其中的pattern = pattern.replace('*', '.*')这句, 然后函数符号使用正常的正则表达式,例如用.*\(\*store\)\.Get来匹配”(*store).Get”结尾的这个函数符号。
  2. 根据原脚本中的转换规则来针对性的修改匹配规则,例如.这个通常不需要转义,因为在正则里.可以匹配到’.’, *也不需要转义,因为*被转为.*也能匹配到’*‘,()必须要转义,否则会出错。因此可以使用*\(*store\).Get匹配 “.(*store).Get”结尾的函数符号,因为其会被转换为.*\(.*store\).Get

其运行结果:

Function = git.xxx/storage.(*store).Get [29878]
     usecs               : count     distribution
         0 -> 1          : 0        |                                        |
         2 -> 3          : 0        |                                        |
         4 -> 7          : 0        |                                        |
         8 -> 15         : 1        |****************************************|
        16 -> 31         : 1        |****************************************|



Function = git.xxx/storage.(*store).Get [29878]
     usecs               : count     distribution
         0 -> 1          : 0        |                                        |
         2 -> 3          : 0        |                                        |
         4 -> 7          : 0        |                                        |
         8 -> 15         : 1        |****************************************|
        16 -> 31         : 1        |****************************************|

参考