SystemTapはスクリプトで気軽にLinux Kernelの動作を調査できる素敵なツールです．
この記事は，SystemTapで関数の呼び出し元を取得する方法についてのメモです．
Tapset Referenceを参考にし，Context Functionsのfunction:callerを使用します．
最も簡単なものだと，このような形になります．
probe kernel.function("schedule").return {
printf("caller : %s", caller())
}
出力はこんな感じ．Kernel内のschedule()関数を呼び出した関数名と，アドレスが出力されます．
[eiichi@fedora]~/work/stap% sudo stap schedule.stp
caller : cpu_idle 0xffffffffc04023d0
caller : cpu_idle 0xffffffffc04023d0
caller : run_ksoftirqd 0xffffffffc04558ed
caller : cpu_idle 0xffffffffc04023d0
さて，簡単な応用として，linux/kernel/sched.cで定義されているschedule()関数を呼び出している関数Top20を表示させてみましょう．
systemtap scriptは以下のようになります．
global callers
function print_top() {
cnt=0
printf("%-50s\tCount\n", "Caller")
printf("---------------------------------\n")
foreach( [name] in callers-) {
printf("%-50s\t%5d\n", name, callers[name])
if (cnt++ == 20)
break
}
printf("---------------------------------\n")
}
probe kernel.function("schedule").return {
callers[caller()]++
}
probe end {
print_top()
delete callers
}
eiichi@fedora]~/work/stap% sudo stap schedule_caller_top.stp -c "sleep 1"
Caller Count
---------------------------------
cpu_idle 0xffffffffc04023d0 332
worker_thread 0xffffffffc0468418 166
schedule_hrtimeout_range_clock 0xffffffffc09202e7 116
futex_wait_queue_me 0xffffffffc047ec83 52
do_nanosleep 0xffffffffc0920158 18
work_resched 0xffffffffc0921302 17
schedule_timeout 0xffffffffc091fa05 12
run_ksoftirqd 0xffffffffc04558ed 8
---------------------------------
sleep ではcpu_idleが多くなります．
ちなみに，hackbenchを動かすと，このような感じです．
[eiichi@fedora]~/work/stap% sudo stap schedule_caller_top.stp -c "hackbench 10"
Running in process mode with 10 groups using 40 file descriptors each (== 400 tasks)
Each sender will pass 100 messages of 100 bytes
Time: 0.374
Caller Count
---------------------------------
schedule_timeout 0xffffffffc091fa05 1590
work_resched 0xffffffffc0921302 735
cpu_idle 0xffffffffc04023d0 349
worker_thread 0xffffffffc0468418 83
rwsem_down_failed_common 0xffffffffc0920d25 22
schedule_hrtimeout_range_clock 0xffffffffc0920375 17
do_wait 0xffffffffc0452025 10
schedule_hrtimeout_range_clock 0xffffffffc09202e7 5
run_ksoftirqd 0xffffffffc04558ed 5
do_nanosleep 0xffffffffc0920158 2
futex_wait_queue_me 0xffffffffc047ec83 1
---------------------------------
ここで，schedule()関数ではなく，他の関数でも，呼び出し元Top20を表示させる場合を考えてみましょう．いちいちstap scriptを書き換えるのも面倒です．
付け焼刃的ですが，shell scriptと組み合わせると，簡単にできます．
#!/bin/sh
func=$1
cmd=$2
stap -e 'global callers
function print_top() {
cnt=0
printf("%-50s\tCount\n", "Caller")
printf("---------------------------------\n")
foreach( [name] in callers-) {
printf("%-50s\t%5d\n", name, callers[name])
if (cnt++ == 20)
break
}
printf("---------------------------------\n")
}
probe kernel.function("'$func'").return {
callers[caller()]++
}
probe end {
print_top()
delete callers
}' -c "$cmd"
使い方はこんな感じ．
linux/kernel/sched_fair.c のupdate_curr()関数で試してみました．
[eiichi@fedora]~/work/stap% sudo sh caller_top.sh update_curr "hackbench 10"
Running in process mode with 10 groups using 40 file descriptors each (== 400 tasks)
Each sender will pass 100 messages of 100 bytes
Time: 0.469
Caller Count
---------------------------------
update_cfs_shares 0xffffffffc043c777 21460
put_prev_task_fair 0xffffffffc043d062 18516
dequeue_entity 0xffffffffc043cb79 12369
enqueue_entity 0xffffffffc043d0e1 12363
check_preempt_wakeup 0xffffffffc043c51f 9622
task_tick_fair 0xffffffffc043c90d 1968
task_fork_fair 0xffffffffc043c308 400
---------------------------------
