Tracealyzer是Percepio 公司開發的一款可視化跟蹤工具， 目前它提供了30多種相互關聯的運行時行為視圖，支持裸機、FreeRTOS、μC/OS-III、Zephyr、ThreadX、VxWorks、Linux系統的跟蹤。能夠幫助開發人員加快固件的開發，減少對系統驗證和性能優化所需要的時間。

本文將介紹如何通過Tracealyzer實現Linux系統的跟蹤。

1)在Linux主機上安裝Tracealyzer

Tracealyzer應用可以運行在Windows系統和Linux系統上，如果在在Linux系統上安裝應用，需Mono框架支持。

可以參考Tracealyzer應用程序目錄中的RunningOnLinux.txt。其中包含針對某些Linux發行版的附加說明。

2)在目標系統設置LTTng

在運行Linux系統的目標設備上安裝LTTng(Linux Trace Toolkit next generation)，具體步驟與使用的目標系統相關。為了熟悉LLTng，可以先在主機上安裝。在Ubuntu系統上，只需要幾個apt-get命令。

確保運行跟蹤的用戶位于tracing group組，或者使用root用戶進行跟蹤。

在某些情況下，你需要在記錄跟蹤之前以root用戶身份啟動lttng -sessiond。

安裝LLTng并確保用戶位于tracing group后，可以創建一個簡單的跟蹤，例如:

lttng create

lttng enable-event -k sched_*

lttng add-context -k -t pid

lttng add-context -k -t ppid

lttng start

# Run some test command to get more activity in the trace echo “Hello world” | wc

lttng stop

lttng destroy

如果設置正確，將在~/ ltng -traces中記錄跟蹤信息。在Tracealyzer中選擇File ->Open→Open Folder加載trace文件。

3)在Tracealyzer中查看LTTng跟蹤記錄

在Linux系統中，使用Tracealyzer應用目錄中的launch-tz.sh腳本啟動Tracealyzer。

$ cd Tracealyzer--linux64

$ ./launch-tz.sh

如果不熟悉Tracealyzer，可以參考https://percepio.com/tag/tzlinux/下的Linux跟蹤系列文章。

接下來，閱讀Tracealyzer用戶手冊。用戶手冊可以在Help菜單中找到。建議閱讀Views、Tools、Event Mapping、User Events和Intervals and State Machines章節。TraceRecorder的部分僅適用于RTOS跟蹤。

確保在設置中啟用了“Raw Events”，參見File ->Settings->Project Settings->Performance Settings，確?！癐nclude Raw Events”項選中。

下一步是從目標系統獲取LTTng跟蹤記錄。首先，使用File ->Open->Open Folder并選擇root下跟蹤文件夾，可以打開上一步中記錄的跟蹤信息。

更簡便的方法是使用Trace菜單中的Tracealyzer Library Tool，用戶可以使用SSH連接直接從Tracealyzer應用中控制和下載跟蹤。

Target Library工具

使用Target Library，你可以設置目標配置文件，以便于訪問。使用New按鈕創建一個新的配置文件，設置目標地址，用戶名和密碼或私鑰文件。配置文件創建完成后，通過Connect按鈕連接到目標。

連接后，Target Library界面將打開一個新標簽，其中包含三個主要部分，跟蹤會話控制面板、命令日志和命令詳細信息框。單擊Start New Session按鈕啟動新會話。默認情況下，已經定義了一個TzTrace會話，它被預先配置為包括scheduling調度、syscalls系統調用、signals信號和UST事件。用戶可以使用Sessions和Channels Editor創建自己的設置。

Quick Connect選項

Target Library工具還提供了一個“Quick Connect”選項，位于左下角，允許用戶在一個字符串中指定所有參數，例如:

host=raspberrypi;user=pi;pass=raspberry;

Quick Connect選項的完整列表如下：

host -目標的主機名或地址

port - SSH端口(默認為22)

myhost -目標端看到的主機地址，可以不指定，但如果目標無法查找主機的主機名，則需顯式指定。

user—要連接的用戶

pass -用戶的密碼

keyFile -用于公鑰身份驗證的密鑰文件，注意F大寫。

cmdname - lttng命令的名稱。默認為lttng，但在使用前綴或類似的情況下可以重寫。

輸入連接字符串后，即可以使用 “Connect”按鈕進行連接。這需要主機已安裝lttng -relayd工具，通常使用發行版的lytng -tools包安裝。如果在Windows主機上運行Tracealyzer，則需要使用Windows Services For Linux，并確保在該環境中安裝并可訪問lttng -relayd。

為了獲得最佳體驗，我們建議在包含調度事件的內核通道上啟用pid和ppid上下文字段。在跟蹤用戶空間事件(UST)時，建議啟用vtid上下文。這將有助于Tracealyzer在某些特殊情況下正確呈現事件，特別是涉及多核系統中的遷移。

用于Linux跟蹤的Tracealyzer特性

當查看LTTng跟蹤信息時，Tracealyzer提供了專為Linux系統設計的分析功能:

Signals And Syscalls資源管理器工具，可以幫助分析進程如何通過系統調用與內核交互。例如，它可以讓你跟蹤正在訪問的文件。它將嘗試幫助你跟蹤文件描述符(有一些限制)，并幫助識別失敗的調用。它可以顯示每個線程、進程或進程樹的系統調用列表。此外，它還可以展示信號是如何產生和傳遞的。

syscalls plot繪制系統調用的持續時間。它支持兩種模式:執行時間和響應時間。前者將只考慮線程處于活動狀態時的時間，而后者將包括線程切換出(即阻塞)的時間。

Communication flow view視圖具有特定于linux的模式，可以通過view菜單訪問。它支持進程樹模式、信號模式和文件描述符模式。后者可以幫助您跟蹤進程如何通過管道等進行通信。

如果在主跟蹤視圖或事件日志中選擇raw event并右鍵單擊它，則可以向快速繪圖中添加數字字段。這可以用于任何事件類型，包括自己的用戶空間跟蹤事件。

Linux事件

Tracealyzer內置了對以下類型的Linux內核事件的感知:

調度事件(內核域中的sched_*)

信號事件(內核域中的signal_*)

IRQ和SoftIRQ事件(內核域的irq_*)

系統調用(在內核域中--sycall -a)

其他事件將以“Raw Events”的形式呈現。默認情況下，Tracealyzer不會解釋這些事件，只會在跟蹤視圖中顯示為事件標簽(即那些具有青色背景色的事件標簽)，并且也會在事件日志中列出。

注意，Raw Events可以通過“Event Interpretation”來配置，以創建“User Events”。這些可以在用戶事件信號圖中繪制，并轉換為狀態機或自定義間隔。請參閱Tracealyzer用戶手冊中的“Event Mapping”、“User Events”和“Intervals and State Machines”章節。

Tracealyzer目標庫使用LTTng接口，通過SSH連接到目標系統上的LTTng。LTTng接口對快照的支持有限。用戶也可以通過終端手動控制LTTng。然后將跟蹤目錄傳輸到主機，使用File ->Open Folder打開。

緩沖區覆蓋不均勻的跟蹤可能會有問題，多核Linux系統上的快照跟蹤有時就是這種情況。不均勻緩沖區覆蓋，指的是不同的LTTng通道或事件流覆蓋不同時間段的場景。如果為一個核調度數據的時間為30秒，而為另一個核調度數據的時間只有5秒，那么這些時間不一定在跟蹤的開始或結束時對齊。這使得Tracealyzer很難同步調度跟蹤。這個問題可以通過確保捕獲整個跟蹤來避免，例如通過將跟蹤流傳輸到目標文件系統(存儲在目標上)。

審核編輯：劉清