ftrace

ftrace 등장 배경

printk, dump_stack을 활용해 커널 디버깅을 하던 리눅스 커널 개발자들은 여러 불편함을 느끼기 시작했습니다.
커널 개발자들은 다음과 같은 요건을 충족하는 커널 디버깅 기능이 있으면 좋겠다고 생각하게 됩니다.

함수 호출 흐름을 소스코드를 수정하지 않고도 보고 싶다.
커널의 세부 실행 정보를 출력해 줬으면 좋겠다.
1초에 수십 번 호출해도 성능에 부담을 주지 않았으면 좋겠다.
커널 로그도 함께 보고 싶다.

ftrace 특징

인터럽트, 스케줄링, 커널 타이머 드으이 커널 동작을 상세히 추적합니다.
함수 필터를 지정하면 지정한 함수를 호출한 함수와 전체 콜 스택까지 출력합니다.
코드를 수정할 필요가 없습니다.
함수를 어느 프로세스가 실행하는지 알 수 있습니다.
함수가 실행된 시각 정보를 알 수 있습니다.
ftrace로그를 활성화해도 시스템 동작에 부하를 거의 주지 않습니다.

ftrace를 사용하기 위한 kernel 설정

ftrace에서 제공하는 nop, function, function_graph 트레이서를 쓰려면 ftrace 관련 코드가 커널 이미지에 포함돼야 합니다.
즉, ftrace 코드가 추가된 커널 소스를 빌드해야 합니다.

CONFIG_FTRACE=y
CONFIG_DYNAMIC_FTRACE=y
CONFIG_FUNCTION_TRACER=y
CONFIG_FUNCTION_GRAPH_TRACER=y
CONFIG_IRQSOFF_TRACER=y
CONFIG_SCHED_TRACER=y
CONFIG_FUNCTION_PROFILER=y
CONFIG_STACK_TRACER=y
CONFIG_TRACER_SNAPSHOT=y
  

위의 커널 설정 컨피그를 활성화해야 합니다.
ftrace 설정 파일은 /sys/kernel/debug/tracing에서 확인할 수 있습니다.

ftrace 설정

tracing_on: 트레이서 활성화/비활성화

ftrace를 활성화/비활성화하려면 tracing_on 파일을 설정해야 합니다.
tracing_on은 부팅 후 기본적으로 0으로 설정돼 있습니다.

echo 0 > /sys/kernel/debug/tracing/tracing_on

tracing_on 파일에 0을 저장합니다.
ftrace를 비활성화 하는 동작입니다.

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

tracing_on 파일에 1을 저장합니다.
ftrace를 활성화 하는 동작입니다.

tracer 설정

tracer 목록은 /sys/kernel/debug/tracing/available_tracers에서 확인 가능합니다.

nop
function
function_graph
blk
wakeup
wakeup_dl
wakeup_rt
irqsoff
mmiotrace