从 perf 获取用户空间堆栈信息

Posted 2023-02-22

【中文标题】从 perf 获取用户空间堆栈信息

【英文标题】：Getting user-space stack information from perf

【发布时间】：2013-11-01 02:30:44

【问题描述】：

我目前正在尝试在我正在测试的 PostgreSQL 构建中追踪一些幻像 I/O。它是一个多进程服务器，将磁盘 I/O 关联回特定的后端和查询并不简单。

我认为 Linux 的 perf 工具非常适合这种情况，但我正在努力捕获块 I/O 性能计数器指标并将它们与用户空间活动相关联。

很容易记录块 I/O 请求和完成，例如：

sudo perf record -g -T -u postgres -e 'block:block_rq_*'

并且记录了用户空间 pid，但是没有捕获内核或用户空间堆栈，也没有能力快照用户空间进程堆的位（例如，查询文本）等。所以当你有 pid 时，你不知道那个过程当时在做什么。只需perf script 输出如下：

postgres  7462 [002] 301125.113632: block:block_rq_issue: 8,0 W 0 () 208078848 + 1024 [postgres]

如果我将-g 标志添加到perf record，它将拍摄内核 堆栈的快照，但不会捕获内核中捕获的性能事件的用户空间状态。用户空间堆栈仅从用户空间上升到入口点，如LWLockRelease、LWLockAcquire、memcpy（mmap'd IO）、__GI___libc_write 等。

所以。有小费吗？能够捕获 user-space 堆栈的快照以响应 kernel 事件将是理想的选择。

我使用的是 Fedora 19，3.11.3-201.fc19.x86_64，薛定谔的猫，性能版本为 3.10.9-200.fc19.x86_64。

【问题讨论】：

回到这一点，另一种可能性可能是使用 frace / systemtap / uprobes / ... 代替。在 linux.conf.au 2014 上的一次演讲表明，此时 systemtap 可能更容易做到这一点。

【参考方案1】：

好的，看起来有几个部分：

我在 x86_64 上，大多数发行版默认使用 -fomit-frame-pointer 构建，而 perf 在没有帧指针的情况下无法跟随堆栈；

.... 除非它是支持libunwind 构建的较新版本，在这种情况下它支持perf record -g dwarf。

见：

the patch adding libunwind support to Perf Debian bug 725075。 linux perf: how to interpret and find hotspots

我在 Fedora 18 上，但 the same issue applies。因此，如果您正在分析您正在处理的代码（可能在 Stack Overflow 上），请使用 -fno-omit-frame-pointer 和 -ggdb 重新构建。

我开始重建 perf，因为我希望能够与库存 RPM 进行比较：

sudo yum build-dep perf sudo yum install yum-utils rpmdevtools libunwind-devel yumdownloader --source perf 或下载相应的kernel-.....src.rpm srpm rpmdev-setuptree rpm -Uvh kernel-*.src.rpm cd $HOME/rpmbuild/SPECS rpmbuild -bp --target=$(uname -m) kernel.spec

此时，您可以根据需要构建一个新的perf：

cd $HOME/rpmbuild/BUILD/kernel-*/linux-*/tools/perf make

...我做了并测试了更新的perf 如果使用可用的 libunwind 构建，实际上确实捕获了一个有用的堆栈。

您也可以构建一个新的 rpm：

编辑 kernel.spec，取消注释行 %define buildid ...，将 buildid 更改为 .perfunwind。注意是%define 而不是% define。

在同一个spec文件中，找到：

%global perf_make \
make %?_smp_mflags -C tools/perf -s V=1 WERROR=0 NO_LIBUNWIND=1 HAVE_CPLUS_DEMANGLE=1 NO_GTK2=1 NO_LIBNUMA=1 NO_STRLCPY=1 prefix=%_prefix

并删除NO_LIBUNWIND=1

rpmbuild -bb --without up --without mp --without pae --without debug --without doc --without headers --without debuginfo --without bootwrapper --without with_vdso_install --with perf kernel.spec 在不构建整个内核的情况下生成新的perf RPM。或者，如果您愿意，可以省略 --without 以获得所需的内核风格，在这种情况下，您还需要构建标头、调试信息等。

sudo rpm -Uvh $HOME/rpmbuild/RPMS/x86_64/perf-*.fc19.x86_64.rpm

见the fedora project guide on building a custom kernel。

我已经向 Fedora 报告了这个问题；他们不应该使用NO_LIBUNWIND=1。见bug 1025603。

一旦你重建了perf，你就可以使用perf record -g dwarf来获得完整的堆栈。

【讨论】：

@ErwinBrandstetter 您可能会喜欢后续博客文章：blog.2ndquadrant.com/tracing-postgresql-perf