如何搭建C++的实时内核分析环境 Ftrace与LTTng配置-C++-PHP中文网

如何搭建C++的实时内核分析环境 Ftrace与LTTng配置

P粉602998670

发布： 2025-08-19 15:09:01

原创

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答案是搭建C++实时内核分析环境需配置Ftrace和LTTng，先用Ftrace快速排查问题，再视需要使用LTTng进行深度追踪，同时将C++代码编译为内核模块并添加追踪探针，结合正确配置实现对内核中C++程序的实时分析。

如何搭建c++的实时内核分析环境 ftrace与lttng配置

搭建C++实时内核分析环境，重点在于Ftrace和LTTng的配置。简单来说，就是让你的C++代码在内核里跑的时候，你能像调试普通程序一样，实时看到它在干嘛，出了什么问题。

Ftrace与LTTng配置

为什么选择Ftrace和LTTng？

Ftrace是Linux内核自带的追踪工具，轻量级，易于上手，适合快速定位问题。LTTng则更加强大，可以记录更详细的内核事件，但配置也相对复杂一些。两者各有优劣，可以根据实际需求选择。我个人倾向于先用Ftrace快速排查，如果Ftrace搞不定，再上LTTng。

Ftrace快速上手

确认内核支持Ftrace： 检查
```
/sys/kernel/debug/tracing
```
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目录是否存在。如果不存在，说明你的内核可能不支持Ftrace，需要重新编译内核。

立即学习“C++免费学习笔记（深入）”；
挂载debugfs： 如果
```
/sys/kernel/debug/tracing
```
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目录存在，但无法访问，可能是debugfs没有挂载。执行
```
mount -t debugfs debugfs /sys/kernel/debug
```
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挂载debugfs。
选择要追踪的事件： Ftrace可以追踪很多内核事件，比如函数调用、中断处理等等。通过
```
cat /sys/kernel/debug/tracing/available_events
```
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可以查看所有可追踪的事件。

启用追踪： 假设你想追踪

sys_enter_open

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系统调用，可以执行以下命令：

echo sys_enter_open > /sys/kernel/debug/tracing/set_event
echo 1 > /sys/kernel/debug/tracing/tracing_on

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查看追踪结果： 执行
```
cat /sys/kernel/debug/tracing/trace
```
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可以查看追踪结果。
停止追踪： 记得停止追踪，否则会影响系统性能。
```
echo 0 > /sys/kernel/debug/tracing/tracing_on
```
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LTTng进阶配置

安装LTTng： LTTng需要单独安装。在Ubuntu上，可以执行
```
sudo apt-get install lttng-tools lttng-modules-dkms
```
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安装。
创建LTTng会话： LTTng通过会话来管理追踪过程。执行
```
lttng create my_session
```
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创建一个名为
```
my_session
```
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的会话。
配置追踪事件： 使用
```
lttng enable-event
```
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命令配置要追踪的事件。例如，追踪
```
syscalls:sys_enter_open
```
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系统调用：
```
lttng enable-event syscalls:sys_enter_open -s my_session
```
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启动追踪： 执行
```
lttng start my_session
```
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启动追踪。
停止追踪： 执行
```
lttng stop my_session
```
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停止追踪。
查看追踪结果： LTTng的追踪结果保存在一个二进制文件中，需要使用
```
babeltrace
```
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工具查看。执行
```
babeltrace my_session/ust/uid/1000/
```
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（假设用户ID为1000）查看追踪结果。
销毁会话： 追踪结束后，记得销毁会话，释放资源。执行
```
lttng destroy my_session
```
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销毁会话。

如何追踪C++内核模块？

这才是重点。你需要将你的C++代码编译成内核模块，然后加载到内核中。

编写C++内核模块： 创建一个

.c

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或者

.cpp

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文件，编写你的C++代码。需要包含

<linux/module.h>

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头文件。

#include <linux/module.h>
#include 

int init_module() {
    printk(KERN_INFO "Hello, kernel!\n");
    return 0;
}

void cleanup_module() {
    printk(KERN_INFO "Goodbye, kernel!\n");
}

module_init(init_module);
module_exit(cleanup_module);

MODULE_LICENSE("GPL");

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编写Makefile： 编写Makefile，用于编译你的C++代码。

obj-m += my_module.o

all:
    make -C /lib/modules/$(shell uname -r)/build M=$(PWD) modules

clean:
    make -C /lib/modules/$(shell uname -r)/build M=$(PWD) clean

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编译内核模块： 执行
```
make
```
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命令编译内核模块。
加载内核模块： 执行
```
sudo insmod my_module.ko
```
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加载内核模块。
卸载内核模块： 执行
```
sudo rmmod my_module
```
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卸载内核模块。
使用Ftrace追踪： 你可以使用Ftrace的
```
function_graph
```
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tracer来追踪你的C++内核模块中的函数调用。首先，启用
```
function_graph
```
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tracer：
```
echo function_graph > /sys/kernel/debug/tracing/current_tracer
```
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然后，设置要追踪的函数：
```
echo my_function > /sys/kernel/debug/tracing/set_ftrace_filter
```
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其中
```
my_function
```
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是你要追踪的C++函数名。
使用LTTng追踪： LTTng需要使用用户空间追踪（UST）。你需要在你的C++代码中添加UST探针，然后使用LTTng追踪这些探针。这需要一些额外的配置，具体可以参考LTTng的官方文档。