SystemTap 學習筆記 - 安裝篇

在安裝前，須要知道下本身的系統環境，個人環境以下：

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

安裝

爲了部署 SystemTap，須要安裝如下兩個 RPM 包：

• systemtap
• systemtap-runtime

以 root 權限，運行如下命令安裝：

yum install systemtap systemtap-runtime

注：在使用 SystemTap 前，須要安裝內核信息包，能夠運行如下命令安裝：

stap-prep

若是安裝失敗，請手動安裝，手動安裝步驟請見手動安裝內核信息包。

注：我在個人主機上運行 stap-prep 的報錯信息以下

[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

手動安裝必需的內核信息包

須要的內核信息包包含你內核中匹配如下字段 -devel， -debuginfo， 和 -debuginfo-common 的包。以下：

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

須要安裝和你內核對應版本的包，運行命令

uname -r
2.6.18-308.el5

能夠指定你的內核是 2.6.18-308.el5，所以你須要的包以下：

• 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：這三個包必須與你的內核版本匹配，不能你懂的。

下載這三個 rpm 包，到 http://rpm.pbone.net 這個網站去下載。或者最簡單的在 google 搜索包名。

下載 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

下載 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

下載 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

分別安裝這三個包：

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

初始化測試

爲了測試 stap 是否安裝正確，須要運行如下命令測試：

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

注：上面這條測試語句會失敗，因此更換一個測試文件吧，從 http://blog.yufeng.info/archives/747 拿了一個示例

Linux下誰在切換咱們的進程的 stap 腳本

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")
}

執行腳本：

[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

爲其餘機器生成測量工具

當運行一個 SystemTap 腳本的時候，SystemTap 會在腳本外構建一個內核模塊，SystemTap 而後把這個內核模塊加載進內核，容許它直接從內核提取指定的數據。

正常狀況下，SystemTap 僅僅會運行在部署了 SystemTap 的系統上。這意味着，若是你想在 10 個系統上運行 SystemTap，你必須把 SystemTap 部署到全部的系統上。有時候，這可能既不可行也不理想。好比，公司政策禁止管理員在指定的機器上安裝 RPM 包來提供編譯和 debug 信息，從而防止 SystemTap 的部署。爲了解決這一問題，SystemTap 容許你使用 Cross-instrumentation。

Cross-instrumentation 是一個從一臺計算機上的 SystemTap 腳本生成 SystemTap 測量模塊並在另外一臺計算機上使用的過程。這個過程提供瞭如下好處：

• 各類主機的內核信息包能夠被安裝在單臺主機上
• 每臺目標機器僅僅須要被安裝一個 RPM 包，爲了使用生成的 SystemTap 測量模塊：systemtap-runtime 包

爲了簡單起見，在這一節中使用如下術語：

• 測量模塊 - 從 SystemTap 腳本構建的內核模塊。SystemTap 模塊在主機系統上被構建，將在目標系統的內核上被加載。
• 主機系統 - SystemTap 腳本編譯測量模塊的系統，爲了在目標系統上加載它們。
• 目標系統 - SystemTap 腳本構建測量模塊系統
• 目標內核 - 目標系統的內核，這個內核用於你加載或運行測量模塊

爲了配置一個主機系統和一個目標系統，須要完成如下步驟：

• 在每臺目標系統安裝 systemtap-runtime 包
• 經過在每臺主機上運行 uname -r 命令來決定運行在每臺目標系統上的內核
• 在主機系統上安裝 SystemTap。在主機系統上，你將能夠爲目標系統構建測量指令。關於怎樣安裝 SystemTap 的指令，能夠參考「SystemTap 學習筆記 - 安裝篇」。
• 前期肯定目標系統的內核版本，安裝目標內核和在主機系統上的相關的 RPM 包，如 「SystemTap 學習筆記 - 安裝篇」 中的 「手動安裝必需的內核信息包」 所述。若是多個目標系統使用不一樣的目標內核，爲在目標系統上使用的每一個不一樣的內核重複這一步驟。

完成這些步驟後，你如今能夠在主機系統上構建測量模塊。爲了構建測量模塊，在主機系統上運行如下命令（必定要指定適當的值）：

stap -r kernel_version script -m module_name

這裏， kernel_version 涉及到目標內核的版本（在目標系統上經過 uname -r 命令輸出），script 涉及到轉換成測量模塊的腳本，module_name 涉及測量模塊要求的名稱。

注：爲了肯定運行的內核的架構，你可使用如下命令： uname -m

一旦測量模塊被編譯完成，拷貝它到目標系統，而後用下面的命令加載它：

staprun module_name.ko

例如，爲 2.6.18-92.1.10.el5 (x86_64 架構) 的目標內核從一個名稱爲 simple.stp 的 SystemTap 腳本建立一個測量模塊 simple.ko，使用如下命令：

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

這將建立一個名爲 simple.ko 的模塊，爲了使用這個測量模塊，拷貝它到目標系統，而後在目標系統運行如下命令：

staprun simple.ko

注：重要！！！！ 主機系統必須與目標系統是相同的架構以及相同的 Linux 發行版，爲了使構建的測量模塊能正常工做。

參考資料

• http://sourceware.org/systemtap/SystemTap_Beginners_Guide/using-systemtap.html