在我之前的文章中，我解释了如何使用ftrace 来追踪内核函数。通过写和读文件来使用ftrace ，可能会变得很乏味，所以我用一个包装器围绕着它来运行带有选项的命令，以启用和禁用跟踪，设置过滤器，查看输出，清除输出，等等。
trace-cmd命令是一个可以帮助你做到这一点的工具。在这篇文章中，我使用trace-cmd 来执行我在ftrace 文章中所做的相同任务。由于我经常参考那篇文章，我建议你在阅读这篇文章之前先阅读它。
安装 trace-cmd
我以根用户身份运行本文中的命令。
ftrace 机制是内置于内核中的，你可以用验证它是否启用。
# mount | grep tracefs
none on /sys/kernel/tracing type tracefs (rw,relatime,seclabel)
然而，你需要手动安装trace-cmd 工具。
# dnf install trace-cmd -y
列出可用的追踪器
当使用ftrace ，你必须查看一个文件的内容以了解哪些追踪器是可用的。但是使用trace-cmd ，你可以通过以下方式获得这些信息。
# trace-cmd list -t
hwlat blk mmiotrace function_graph wakeup_dl wakeup_rt wakeup function nop
启用函数追踪器
在我之前的文章中，我使用了两个追踪器，我在这里也会这么做。启用你的第一个追踪器，function ，用。
$ trace-cmd start -p function
plugin 'function'
查看跟踪输出
一旦追踪器被启用，你可以通过使用show 参数来查看输出。这里只显示前20行，以保持例子的简短（关于输出的解释请看我之前的文章）。
# trace-cmd show | head -20
## tracer: function
#
# entries-in-buffer/entries-written: 410142/3380032 #P:8
#
# _-----=> irqs-off
# / _----=> need-resched
# | / _---=> hardirq/softirq
# || / _--=> preempt-depth
# ||| / delay
# TASK-PID CPU# |||| TIMESTAMP FUNCTION
# | | | |||| | |
gdbus-2606 [004] ..s. 10520.538759: __msecs_to_jiffies <-rebalance_domains
gdbus-2606 [004] ..s. 10520.538760: load_balance <-rebalance_domains
gdbus-2606 [004] ..s. 10520.538761: idle_cpu <-load_balance
gdbus-2606 [004] ..s. 10520.538762: group_balance_cpu <-load_balance
gdbus-2606 [004] ..s. 10520.538762: find_busiest_group <-load_balance
gdbus-2606 [004] ..s. 10520.538763: update_group_capacity <-update_sd_lb_stats.constprop.0
gdbus-2606 [004] ..s. 10520.538763: __msecs_to_jiffies <-update_group_capacity
gdbus-2606 [004] ..s. 10520.538765: idle_cpu <-update_sd_lb_stats.constprop.0
gdbus-2606 [004] ..s. 10520.538766: __msecs_to_jiffies <-rebalance_domains
停止跟踪并清除缓冲区
追踪继续在后台运行，你可以继续使用show 查看输出。
要停止跟踪，请运行trace-cmd ，参数为stop 。
# trace-cmd stop
要清除缓冲区，用clear 参数运行它。
# trace-cmd clear
启用function_graph追踪器
启用第二个追踪器，function_graph ，通过运行。
# trace-cmd start -p function_graph
plugin 'function_graph'
再次，使用show 参数查看输出。正如预期的那样，输出与第一次跟踪输出略有不同。这一次，它包括一个function calls 链。
# trace-cmd show | head -20
## tracer: function_graph
#
# CPU DURATION FUNCTION CALLS
# | | | | | | |
4) 0.079 us | } /* rcu_all_qs */
4) 0.327 us | } /* __cond_resched */
4) 0.081 us | rcu_read_unlock_strict();
4) | __cond_resched() {
4) 0.078 us | rcu_all_qs();
4) 0.243 us | }
4) 0.080 us | rcu_read_unlock_strict();
4) | __cond_resched() {
4) 0.078 us | rcu_all_qs();
4) 0.241 us | }
4) 0.080 us | rcu_read_unlock_strict();
4) | __cond_resched() {
4) 0.079 us | rcu_all_qs();
4) 0.235 us | }
4) 0.095 us | rcu_read_unlock_strict();
4) | __cond_resched() {
使用stop 和clear 命令来停止追踪并清除缓冲区。
# trace-cmd stop
# trace-cmd clear
调整跟踪以增加深度
如果你想在函数调用中看到更多的深度，你可以对追踪器进行调整。
# trace-cmd start -p function_graph --max-graph-depth 5
plugin 'function_graph'
现在，当你把这个输出与你之前看到的进行比较时，你应该看到更多的嵌套函数调用。
# trace-cmd show | head -20
## tracer: function_graph
#
# CPU DURATION FUNCTION CALLS
# | | | | | | |
6) | __fget_light() {
6) 0.804 us | __fget_files();
6) 2.708 us | }
6) 3.650 us | } /* __fdget */
6) 0.547 us | eventfd_poll();
6) 0.535 us | fput();
6) | __fdget() {
6) | __fget_light() {
6) 0.946 us | __fget_files();
6) 1.895 us | }
6) 2.849 us | }
6) | sock_poll() {
6) 0.651 us | unix_poll();
6) 1.905 us | }
6) 0.475 us | fput();
6) | __fdget() {
学习可用的函数来追踪
如果你想只追踪某些函数而忽略其他的，你需要知道确切的函数名称。你可以通过list ，后面跟上-f ，得到它们。这个例子搜索了常用的内核函数kmalloc ，它被用来在内核中分配内存。
# trace-cmd list -f | grep kmalloc
bpf_map_kmalloc_node
mempool_kmalloc
__traceiter_kmalloc
__traceiter_kmalloc_node
kmalloc_slab
kmalloc_order
kmalloc_order_trace
kmalloc_large_node
__kmalloc
__kmalloc_track_caller
__kmalloc_node
__kmalloc_node_track_caller
[...]
这里是我的测试系统上可用的函数的总计数。
# trace-cmd list -f | wc -l
63165
你也可以追踪与特定内核模块有关的函数。想象一下，你想追踪kvm 内核模块相关的函数。确保该模块被加载。
# lsmod | grep kvm_intel
kvm_intel 335872 0
kvm 987136 1 kvm_intel
再次运行trace-cmd ，参数为list ，从输出中，grep ，查找以] 结尾的行。这将过滤掉内核模块。然后grep 内核模块kvm_intel ，你应该看到所有与该内核模块有关的函数。
# trace-cmd list -f | grep ]$ | grep kvm_intel
vmx_can_emulate_instruction [kvm_intel]
vmx_update_emulated_instruction [kvm_intel]
vmx_setup_uret_msr [kvm_intel]
vmx_set_identity_map_addr [kvm_intel]
handle_machine_check [kvm_intel]
handle_triple_fault [kvm_intel]
vmx_patch_hypercall [kvm_intel]
[...]
vmx_dump_dtsel [kvm_intel]
vmx_dump_sel [kvm_intel]
追踪特定函数
现在你知道了如何找到感兴趣的函数，请通过一个例子来运用这些知识。就像前面的文章一样，试着追踪与文件系统有关的函数。我的测试系统中的文件系统是ext4 。
这个程序稍有不同；代替start ，你在运行命令时，在record 参数后面加上你想追踪的函数的 "模式"。你还需要指定你想要的跟踪器；在这种情况下，就是function_graph 。该命令会继续记录跟踪，直到你用Ctrl+C停止它。所以几秒钟后，按Ctrl+C停止跟踪。
# trace-cmd list -f | grep ^ext4_
# trace-cmd record -l ext4_* -p function_graph
plugin 'function_graph'
Hit Ctrl^C to stop recording
^C
CPU0 data recorded at offset=0x856000
8192 bytes in size
[...]
查看记录的跟踪
要查看你之前记录的跟踪，运行带有report 参数的命令。从输出结果来看，很明显过滤器起作用了，你只看到ext4相关的函数跟踪。
# trace-cmd report | head -20
[...]
cpus=8
trace-cmd-12697 [000] 11303.928103: funcgraph_entry: | ext4_show_options() {
trace-cmd-12697 [000] 11303.928104: funcgraph_entry: 0.187 us | ext4_get_dummy_policy();
trace-cmd-12697 [000] 11303.928105: funcgraph_exit: 1.583 us | }
trace-cmd-12697 [000] 11303.928122: funcgraph_entry: | ext4_create() {
trace-cmd-12697 [000] 11303.928122: funcgraph_entry: | ext4_alloc_inode() {
trace-cmd-12697 [000] 11303.928123: funcgraph_entry: 0.101 us | ext4_es_init_tree();
trace-cmd-12697 [000] 11303.928123: funcgraph_entry: 0.083 us | ext4_init_pending_tree();
trace-cmd-12697 [000] 11303.928123: funcgraph_entry: 0.141 us | ext4_fc_init_inode();
trace-cmd-12697 [000] 11303.928123: funcgraph_exit: 0.931 us | }
trace-cmd-12697 [000] 11303.928124: funcgraph_entry: 0.081 us | ext4_get_dummy_policy();
trace-cmd-12697 [000] 11303.928124: funcgraph_entry: 0.133 us | ext4_get_group_desc();
trace-cmd-12697 [000] 11303.928124: funcgraph_entry: 0.115 us | ext4_free_inodes_count();
trace-cmd-12697 [000] 11303.928124: funcgraph_entry: 0.114 us | ext4_get_group_desc();
追踪一个特定的PID
假设你想追踪与一个特定的持久性标识符（PID）有关的函数。打开另一个终端，注意运行中的shell的PID。
再次运行record 命令，用-P 选项传递PID。这一次，让终端运行（也就是说，先不要按Ctrl+C）。
# trace-cmd record -P 10885 -p function_graph
plugin 'function_graph'
Hit Ctrl^C to stop recording
在shell上运行一些活动
移动到另一个终端，在那里你有一个以特定PID运行的shell，并运行任何命令，例如，ls ，列出文件。
# ls
Temp-9b61f280-fdc1-4512-9211-5c60f764d702
tracker-extract-3-files.1000
v8-compile-cache-1000
[...]
移动到你启用追踪的终端，按Ctrl+C停止追踪。
# trace-cmd record -P 10885 -p function_graph
plugin 'function_graph'
Hit Ctrl^C to stop recording
^C
CPU1 data recorded at offset=0x856000
618496 bytes in size
[...]
在跟踪的输出中，你可以看到左边是PID和Bash shell，右边是与之相关的函数调用。这对于缩小你的追踪范围是非常方便的。
# trace-cmd report | head -20
cpus=8
-0 [001] 11555.380581: funcgraph_entry: | switch_mm_irqs_off() {
-0 [001] 11555.380583: funcgraph_entry: 1.703 us | load_new_mm_cr3();
-0 [001] 11555.380586: funcgraph_entry: 0.493 us | switch_ldt();
-0 [001] 11555.380587: funcgraph_exit: 7.235 us | }
bash-10885 [001] 11555.380589: funcgraph_entry: 1.046 us | finish_task_switch.isra.0();
bash-10885 [001] 11555.380591: funcgraph_entry: | __fdget() {
bash-10885 [001] 11555.380592: funcgraph_entry: 2.036 us | __fget_light();
bash-10885 [001] 11555.380594: funcgraph_exit: 3.256 us | }
bash-10885 [001] 11555.380595: funcgraph_entry: | tty_poll() {
bash-10885 [001] 11555.380597: funcgraph_entry: | tty_ldisc_ref_wait() {
bash-10885 [001] 11555.380598: funcgraph_entry: | ldsem_down_read() {
bash-10885 [001] 11555.380598: funcgraph_entry: | __cond_resched() {
试一试吧
这些简短的例子表明，使用trace-cmd ，而不是底层的ftrace 机制，既容易使用，又有丰富的功能，包括许多我在这里没有涉及的。要想了解更多的信息并更好地使用它，请查阅它的手册页面，并尝试使用它的其他有用的命令。
