SystemTap 学习笔记 - 安装篇

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yexiaobai
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    在安装前，需要知道下自己的系统环境，我的环境如下：

    uname -r
2.6.18-308.el5

    Linux  2.6.18-308.el5 #1 SMP Tue Feb 21 20:06:06 EST 2012 x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux

    安装

    为了部署 SystemTap，需要安装以下两个 RPM 包：

    • systemtap
    • systemtap-runtime

    以 root 权限，运行以下命令安装：

    yum install systemtap systemtap-runtime

    注：在使用 SystemTap 前，需要安装内核信息包，可以运行以下命令安装：

    stap-prep

    如果安装失败，请手动安装，手动安装步骤请见手动安装内核信息包。

    注：我在我的主机上运行 stap-prep 的报错信息如下

    [root@test ~]# stap-prep
Need to install the following packages:
kernel-devel-2.6.18-308.el5.x86_64
kernel-debuginfo-2.6.18-308.el5.x86_64
Traceback (most recent call last):
  File "/usr/bin/yumdownloader", line 19, in <module>
    import yum
ImportError: No module named yum
problem downloading rpm(s) kernel-devel-2.6.18-308.el5.x86_64 kernel-debuginfo-2.6.18-308.el5.x86_64

    手动安装必需的内核信息包

    需要的内核信息包包含你内核中匹配以下字段 -devel， -debuginfo， 和 -debuginfo-common 的包。如下：

    • kernel-debuginfo
    • kernel-debuginfo-common
    • kernel-devel

    需要安装和你内核对应版本的包，运行命令

    uname -r
2.6.18-308.el5

    可以指定你的内核是 2.6.18-308.el5，因此你需要的包如下：

    • kernel-debuginfo-2.6.18-308.el5.x86_64.rpm
    • kernel-devel-2.6.18-308.el5.x86_64.rpm
    • kernel-debuginfo-common-2.6.18-308.el5.x86_64.rpm

    重要！！！！注意：这三个包必须与你的内核版本匹配，不能你懂的。

    下载这三个 rpm 包，到 http://rpm.pbone.net 这个网站去下载。或者最简单的在 google 搜索包名。

    下载 kernel-debuginfo-2.6.18-308.el5.x86_64.rpm：

    wget ftp://ftp.pbone.net/mirror/ftp.redhat.com/pub/redhat/linux/enterprise/5Client/en/os/x86_64/Debuginfo/kernel-debuginfo-2.6.18-308.el5.x86_64.rpm

    下载 kernel-devel-2.6.18-308.el5.x86_64.rpm：

    wget ftp://ftp.pbone.net/mirror/ftp.redhat.com/pub/redhat/linux/enterprise/5Client/en/os/x86_64/Debuginfo/kernel-devel-2.6.18-308.el5.x86_64.rpm

    下载 kernel-debuginfo-common-2.6.18-308.el5.x86_64.rpm：

    wget ftp://ftp.pbone.net/mirror/ftp.redhat.com/pub/redhat/linux/enterprise/5Client/en/os/x86_64/Debuginfo/kernel-debuginfo-common-2.6.18-308.el5.x86_64.rpm

    分别安装这三个包：

    rpm -ivh kernel-debuginfo-common-2.6.18-308.el5.x86_64.rpm

rpm -ivh kernel-debuginfo-2.6.18-308.el5.x86_64.rpm

rmp -ivh kernel-devel-2.6.18-308.el5.x86_64.rpm

    初始化测试

    为了测试 stap 是否安装正确，需要运行以下命令测试：

    stap -v -e 'probe vfs.read {printf("read performed\n"); exit()}'

    注：上面这条测试语句会失败，所以更换一个测试文件吧，从 http://blog.yufeng.info/archives/747 拿了一个示例

    Linux下谁在切换我们的进程的 stap 脚本

    cswmon.stp

    #! /usr/bin/env stap
#
#

global csw_count
global idle_count

probe scheduler.cpu_off {
  csw_count[task_prev, task_next]++
  idle_count+=idle
}


function fmt_task(task_prev, task_next)
{
   return sprintf("%s(%d)->%s(%d)",
                                task_execname(task_prev),
                                task_pid(task_prev),
                                task_execname(task_next),
                                task_pid(task_next))
}

function print_cswtop () {
  printf ("%45s %10s\n", "Context switch", "COUNT")
  foreach ([task_prev, task_next] in csw_count- limit 20) {
    printf("%45s %10d\n", fmt_task(task_prev, task_next), csw_count[task_prev, task_next])
  }
  printf("%45s %10d\n", "idle", idle_count)

  delete csw_count
  delete idle_count
}

probe timer.s($1) {
  print_cswtop ()
  printf("--------------------------------------------------------------\n")
}

    执行脚本：

    [root@gd2ywdnscsvm56 ~]# stap test.stp 5
                               Context switch      COUNT
                   swapper(0)->vmtoolsd(2698)         54
                   vmtoolsd(2698)->swapper(0)         54
                    stapio(27632)->swapper(0)         25
                     swapper(0)->python(3799)         25
                     python(3799)->swapper(0)         25
                    swapper(0)->stapio(27632)         24
                     swapper(0)->iscsid(2955)         20
                     iscsid(2955)->swapper(0)         20
            swapper(0)->hald-addon-stor(3551)         20
            hald-addon-stor(3551)->swapper(0)         20
                  swapper(0)->mpt_poll_0(694)          5
                  mpt_poll_0(694)->swapper(0)          5
                  swapper(0)->automount(3631)          5
                  automount(3631)->swapper(0)          5
                   swapper(0)->vmmemctl(2543)          5
                   vmmemctl(2543)->swapper(0)          5
                     swapper(0)->iscsid(2954)          5
                     iscsid(2954)->swapper(0)          5
                      swapper(0)->pcscd(3500)          5
                      pcscd(3500)->swapper(0)          5
                                         idle        194
--------------------------------------------------------------
                               Context switch      COUNT
                   swapper(0)->vmtoolsd(2698)         51
                   vmtoolsd(2698)->swapper(0)         51
            swapper(0)->hald-addon-stor(3551)         30
            hald-addon-stor(3551)->swapper(0)         30
                    swapper(0)->stapio(27632)         25
                    stapio(27632)->swapper(0)         25
                     swapper(0)->python(3799)         25
                     python(3799)->swapper(0)         25
                     swapper(0)->iscsid(2955)         20
                     iscsid(2955)->swapper(0)         20
                       swapper(0)->hald(3527)          6
                       hald(3527)->swapper(0)          6
                  swapper(0)->mpt_poll_0(694)          5
                  mpt_poll_0(694)->swapper(0)          5
                  swapper(0)->automount(3631)          5
                  automount(3631)->swapper(0)          5
                   swapper(0)->vmmemctl(2543)          5
                   vmmemctl(2543)->swapper(0)          5
                     swapper(0)->iscsid(2954)          5
                     iscsid(2954)->swapper(0)          5
                                         idle        198

    为其他机器生成测量工具

    当运行一个 SystemTap 脚本的时候，SystemTap 会在脚本外构建一个内核模块，SystemTap 然后把这个内核模块加载进内核，允许它直接从内核提取指定的数据。

    正常情况下，SystemTap 仅仅会运行在部署了 SystemTap 的系统上。这意味着，如果你想在 10 个系统上运行 SystemTap，你必须把 SystemTap 部署到所有的系统上。有时候，这可能既不可行也不理想。比如，公司政策禁止管理员在指定的机器上安装 RPM 包来提供编译和 debug 信息，从而防止 SystemTap 的部署。为了解决这一问题，SystemTap 允许你使用 Cross-instrumentation。

    Cross-instrumentation 是一个从一台计算机上的 SystemTap 脚本生成 SystemTap 测量模块并在另一台计算机上使用的过程。这个过程提供了以下好处：

    • 各种主机的内核信息包可以被安装在单台主机上
    • 每台目标机器仅仅需要被安装一个 RPM 包，为了使用生成的 SystemTap 测量模块：systemtap-runtime 包

    为了简单起见，在这一节中使用以下术语：

    • 测量模块 - 从 SystemTap 脚本构建的内核模块。SystemTap 模块在主机系统上被构建，将在目标系统的内核上被加载。
    • 主机系统 - SystemTap 脚本编译测量模块的系统，为了在目标系统上加载它们。
    • 目标系统 - SystemTap 脚本构建测量模块系统
    • 目标内核 - 目标系统的内核，这个内核用于你加载或运行测量模块

    为了配置一个主机系统和一个目标系统，需要完成以下步骤：

    • 在每台目标系统安装 systemtap-runtime 包
    • 通过在每台主机上运行 uname -r 命令来决定运行在每台目标系统上的内核
    • 在主机系统上安装 SystemTap。在主机系统上，你将可以为目标系统构建测量指令。关于怎样安装 SystemTap 的指令，可以参考“SystemTap 学习笔记 - 安装篇”。
    • 前期确定目标系统的内核版本，安装目标内核和在主机系统上的相关的 RPM 包，如 “SystemTap 学习笔记 - 安装篇” 中的 “手动安装必需的内核信息包” 所述。如果多个目标系统使用不同的目标内核，为在目标系统上使用的每个不同的内核重复这一步骤。

    完成这些步骤后，你现在可以在主机系统上构建测量模块。为了构建测量模块，在主机系统上运行以下命令（一定要指定适当的值）：

    stap -r kernel_version script -m module_name

    这里， kernel_version 涉及到目标内核的版本（在目标系统上通过 uname -r 命令输出），script 涉及到转换成测量模块的脚本，module_name 涉及测量模块要求的名称。

    注：为了确定运行的内核的架构，你可以使用以下命令： uname -m

    一旦测量模块被编译完成，拷贝它到目标系统，然后用下面的命令加载它：

    staprun module_name.ko

    例如，为 2.6.18-92.1.10.el5 (x86_64 架构) 的目标内核从一个名称为 simple.stp 的 SystemTap 脚本创建一个测量模块 simple.ko，使用以下命令：

    stap -r 2.6.18-92.1.10.el5 -e 'probe vfs.read {exit()}' -m simple

    这将创建一个名为 simple.ko 的模块，为了使用这个测量模块，拷贝它到目标系统，然后在目标系统运行以下命令：

    staprun simple.ko

    注：重要！！！！ 主机系统必须与目标系统是相同的架构以及相同的 Linux 发行版，为了使构建的测量模块能正常工作。

    参考资料

    systemtap性能分析
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    就是不告诉你 O(∩_∩)O哈哈~。

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