第 5 章 内核分析

本章介绍如何在 Solaris OS 运行负载时使用 Sun Studio 性能工具分析内核。如果在 Solaris 10 OS 上运行 Sun Studio 软件，则可以进行内核分析。在 Solaris 9 OS 和 Linux 系统上不可进行内核分析。

内核实验

可以使用 er_kernel 实用程序记录内核分析数据。

er_kernel 实用程序使用 DTrace 驱动程序，该驱动程序是 Solaris OS 中内置的综合动态跟踪工具。

er_kernel 实用程序捕获内核分析数据，并以与用户分析数据相同的格式将数据记录为分析器实验。实验可以由 er_print 实用程序或性能分析器进行处理。内核实验可以显示函数数据、调用者-被调用者数据、指令级数据和时间线，但是不能显示源代码行数据（因为大多数 Solaris OS 模块不包含行号表）。

为内核分析设置系统

您需要先设置对 DTrace 驱动程序的访问，才能使用 er_kernel 实用程序进行内核分析。

通常，DTrace 驱动器仅限于用户 root 使用。要以 root 之外的用户身份运行 er_kernel 实用程序，必须具有分配的特定权限，而且是组 sys 的成员。要分配必要的权限，请将以下行添加到文件 /etc/user_attr 中：

username::::defaultpriv=basic,dtrace_kernel,dtrace_proc

要将您自己添加到组 sys，请将您的用户名添加到文件 /etc/group 中的 sys 行。

运行 er_kernel 实用程序

您可以运行 er_kernel 实用程序，以便仅分析内核或同时分析内核和正在运行的负载。有关 er_kernel 命令的完整描述，请参见 er_kernel (1) 手册页。

分析内核

1. 通过键入以下内容来收集实验：

   % er_kernel -p on

2. 在单独的 shell 中运行所需的任意负载。

3. 负载完成后，按 Ctrl-C 来终止 er_kernel 实用程序。

4. 将生成的实验（缺省情况下名为 ktest.1.er）加载到性能分析器或 er_print 实用程序中。

   内核时钟分析将生成一个标有“KCPU 周期”的性能度量。在性能分析器中，对于“函数”标签中的内核函数 、“调用者-被调用者”标签中的调用者与被调用者以及“反汇编”标签中的指令，将显示该性能度量。“源”标签不显示数据，因为附带的内核模块通常不包含文件和行符号表信息 (stab)。

   您可以将 er_kernel 实用程序的 -p on 参数替换为 -p high（用于高精度分析）或 -p low（用于低精度分析）。如果期望用 2 到 20 分钟来运行负载，则缺省时钟分析是合适的。如果期望用不到 2 分钟的时间来运行，请使用 -p high；如果期望用 20 分钟以上的时间来运行，请使用 -p low。

   您可以添加 -t duration 参数，该参数将导致 er_kernel 实用程序按 duration 所指定的时间自行终止。

   可以将 -t duration 指定为一个具有可选的 m 或 s 后缀的数字，以指示实验应终止的时间（以分钟或秒为单位）。缺省情况下，持续时间以秒为单位。也可以将 duration 指定为用连字符分隔的两个这样的数字，这会导致数据收集暂停，直到经过第一个时间之后才开始收集数据。当到达第二个时间时，数据收集终止。如果第二个数字为零，则在初次暂停之后收集数据，直到该程序运行结束。即使该实验已经终止，也允许目标进程运行至结束。

   如果您希望在屏幕上列显有关运行的更多信息，则可以添加 -v 参数。通过 -n 参数，您可以预览将被记录的实验，而无需实际记录任何内容。

   缺省情况下，由 er_kernel 实用程序生成的实验被命名为 ktest.1.er；对于相继的运行，该数字将递增。

在有负载时的分析

如果有要用作负载的单个命令（程序或脚本）：

1. 通过键入以下内容来收集实验：

   % er_kernel -p on load

2. 通过键入以下内容来分析实验：

   % analyzer ktest.1.er

   er_kernel 实用程序派生一个子进程，并暂停一个静止期，然后子进程会运行指定的负载。在负载终止时，er_kernel 实用程序再次暂停一个静止期，然后退出。实验显示运行负载期间以及之前和之后的静止期内 Solaris OS 的行为。您可以使用 er_kernel 命令的 -q 参数，以秒为单位指定静止期的持续时间。

一起分析内核和负载

如果有要用作负载的单个程序，并希望同时看到该负载的分析数据和内核分析数据：

1. 通过键入 er_kernel 命令和 collect 命令，同时收集内核分析数据和用户分析数据：

   % er_kernel collect load

2. 通过键入以下内容一起分析这两个分析数据：

   % analyzer ktest.1.er test.1.er

   分析器显示的数据同时显示 ktest.1.er 中的内核分析数据和 test.1.er 中的用户分析数据。时间线允许您查看两个实验之间的相关性。

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   注 –

   要将脚本用作负载，并分析其各个部分，请使用相应的参数在脚本内的不同命令前放置 collect 命令。

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分析特定的进程或内核线程

您可以通过一个或多个 -T 参数来调用 er_kernel 实用程序，以指定分析特定的进程或线程：

• -T pid/ tid，用于特定的进程和内核线程

• -T 0/ did，用于特定的纯内核线程

在为目标线程调用 er_kernel 实用程序之前，必须已经创建了目标线程。

如果指定一个或多个 -T 参数，将生成标有 Kthr Time 的附加度量。并为分析的所有线程捕获数据，而不管是否在 CPU 上运行。特殊的单帧调用栈用于指示进程是已挂起（函数 <SLEEPING>）还是正在等待 CPU （函数 <STALLED> ）。

Kthr Time 度量高、但 KCPU 周期度量低的函数，是为已分析的线程花费很长时间等待某些其他事件的函数。

分析内核分析数据

内核实验中记录的几个字段与用户模式实验中相同字段的含义不同。用户模式实验仅包含单个进程 ID 的数据；而内核实验的数据可能适用于许多不同进程 ID。分析器中一些字段标签在这两种类型的实验中所具有的不同含义，可以在下表中更好地表示出来：

例如，在内核实验中，如果希望仅过滤几个进程 ID，请在“过滤数据”对话框的“LWP 过滤器”字段中输入感兴趣的 PID。