Od 27 marca 2025 r. zalecamy używanie android-latest-release zamiast aosp-main do kompilowania i wspołtworzenia AOSP. Więcej informacji znajdziesz w artykule o zmianach w AOSP.

Ta strona została przetłumaczona przez Cloud Translation API.

Korzystanie z narzędzia ftrace
Zadbaj o dobrą organizację dzięki kolekcji Zapisuj i kategoryzuj treści zgodnie ze swoimi preferencjami.

ftrace to narzędzie do debugowania, które pozwala zrozumieć, co dzieje się w rdzeniu systemu Linux. W poniższych sekcjach opisano podstawowe funkcje ftrace, użycie ftrace z atrace (który rejestruje zdarzenia jądra) oraz dynamiczne ftrace.

Szczegółowe informacje o zaawansowanych funkcjach ftrace, które nie są dostępne w systrace, znajdziesz w dokumentacji ftrace na stronie <kernel tree>/Documentation/trace/ftrace.txt.

Rejestrowanie zdarzeń jądra za pomocą atrace

atrace (frameworks/native/cmds/atrace) używa narzędzia ftrace do rejestrowania zdarzeń jądra. Z kolei systrace.py (lub run_systrace.py w późniejszych wersjach Catapult) używa adb do uruchamiania atrace na urządzeniu. atrace wykonuje te czynności:

Konfiguruje śledzenie w trybie użytkownika, ustawiając właściwość (debug.atrace.tags.enableflags).
Umożliwia wybraną funkcję ftrace przez zapisywanie danych w odpowiednich węzłach sysfs ftrace. Ponieważ jednak ftrace obsługuje więcej funkcji, możesz samodzielnie skonfigurować niektóre węzły sysfs, a potem użyć atrace.

Z wyjątkiem śledzenia w czasie uruchamiania używaj narzędzia atrace do ustawiania właściwości na odpowiednią wartość. Właściwość jest maską bitową i nie ma dobrego sposobu na określenie prawidłowych wartości, oprócz sprawdzenia odpowiedniego nagłówka (który może się zmieniać w różnych wersjach Androida).

Włączanie zdarzeń ftrace

Węzły sysfs ftrace znajdują się w katalogu /sys/kernel/tracing, a zdarzenia śledzone są podzielone na kategorie w katalogu /sys/kernel/tracing/events.

Aby włączyć zdarzenia według kategorii, użyj:

echo 1 > /sys/kernel/tracing/events/irq/enable

Aby włączyć zdarzenia na podstawie poszczególnych zdarzeń, użyj:

echo 1 > /sys/kernel/tracing/events/sched/sched_wakeup/enable

Jeśli dodatkowe zdarzenia zostały włączone przez zapisanie w węzłach sysfs, nie zostaną zresetowane przez atrace. Typowym sposobem wdrażania urządzenia Qualcomm jest włączenie punktów śledzenia kgsl (GPU) i mdss (rury wyświetlania), a następnie użycie atrace lub systrace:

adb shell "echo 1 > /sys/kernel/tracing/events/mdss/enable"
adb shell "echo 1 > /sys/kernel/tracing/events/kgsl/enable"
./systrace.py sched freq idle am wm gfx view binder_driver irq workq ss sync -t 10 -b 96000 -o full_trace.html

Możesz też używać ftrace bez atrace lub systrace, co jest przydatne, gdy chcesz uzyskać śledzenie tylko w jądrze (lub jeśli poświęcisz czas na ręczne napisanie właściwości śledzenia w trybie użytkownika). Aby uruchomić tylko narzędzie ftrace:

Ustaw rozmiar bufora na wartość wystarczająco dużą dla Twojego śledzenia:
```
echo 96000 > /sys/kernel/tracing/buffer_size_kb
```

Włączanie śledzenia:

echo 1 > /sys/kernel/tracing/tracing_on

Przeprowadź test, a potem wyłącz śledzenie:
```
echo 0 > /sys/kernel/tracing/tracing_on
```

Wyświetlanie zrzutu:

cat /sys/kernel/tracing/trace > /data/local/tmp/trace_output

Parametr trace_output zwraca ślad w postaci tekstu. Aby zwizualizować go za pomocą Catapult, pobierz repozytorium Catapult z GitHuba i uruchom trace2html:

catapult/tracing/bin/trace2html ~/path/to/trace_file

Domyślnie plik trace_file.html jest zapisywany w tym samym katalogu.

Powiązanie zdarzeń

Często warto spojrzeć na wizualizację w Catapult i na dziennik ftrace jednocześnie. Na przykład niektóre zdarzenia ftrace (zwłaszcza te związane z konkretnym dostawcą) nie są wizualizowane przez Catapult. Jednak sygnatury czasowe Catapult są względne względem pierwszego zdarzenia w śladzie lub określonej sygnatury czasowej zdumpowanej przez atrace, podczas gdy surowe sygnatury czasowe ftrace są oparte na określonym źródło czasu bezwzględnego w rdzeniu systemu Linux.

Aby znaleźć określone zdarzenie ftrace z wydarzenia Catapult:

Otwórz nieprzetworzony dziennik ftrace. Ścieżki w najnowszych wersjach narzędzia systrace są domyślnie kompresowane:
- Jeśli dane systrace zostały zebrane za pomocą narzędzia --no-compress, znajdują się one w pliku HTML w sekcji zaczynającej się od BEGIN TRACE.
- Jeśli nie, uruchom html2trace z drzewa Catapult (tracing/bin/html2trace), aby rozpakować ślad.
Znajdź względną sygnaturę czasową w wizualizacji Catapult.
Znajdź wiersz na początku ścieżki zawierający tracing_mark_sync. Powinien on wyglądać mniej więcej tak:
```
<5134>-5134  (-----) [003] ...1    68.104349: tracing_mark_write: trace_event_clock_sync: parent_ts=68.104286
```
Jeśli ta linia nie istnieje (lub jeśli używasz ftrace bez atrace), czasy będą względne do pierwszego zdarzenia w logu ftrace.
1. Dodaj względną sygnaturę czasową (w milisekundach) do wartości w polu parent_ts (w sekundach).
2. Wyszukaj nowy sygnaturę czasową.

Dzięki tym czynnościom możesz dotrzeć do miejsca wydarzenia (lub przynajmniej bardzo się do niego zbliżyć).

Używanie dynamicznego narzędzia ftrace

Jeśli nie wystarczają Ci informacje z systrace i standardowego narzędzia ftrace, możesz skorzystać z jednego z tych ostatnich rozwiązań: dynamic ftrace. Dynamiczne ftrace wymaga przepisania kodu jądra po uruchomieniu, dlatego ze względów bezpieczeństwa nie jest dostępne w jądrach produkcyjnych. Jednak każdy pojedynczy trudny błąd związany z wydajnością w latach 2015 i 2016 miał w końcu przyczynę pierwotną, którą udało się znaleźć za pomocą dynamicznego ftrace. Jest to szczególnie przydatne podczas debugowania nieprzerwanych okresów uśpienia, ponieważ za każdym razem, gdy wywołasz funkcję wywołującą nieprzerwany okres uśpienia, możesz uzyskać ślad stosu w rdzeniu. Możesz też debugować sekcje z wyłączonymi przerwaniami i wyprzedzeniami, co może być bardzo przydatne do potwierdzenia problemów.

Aby włączyć dynamiczne ftrace, edytuj plik defconfig jądra:

Usuń CONFIG_STRICT_MEMORY_RWX (jeśli jest obecny). Jeśli używasz wersji 3.18 lub nowszej i procesora ARM64, nie będzie ona dostępna.
Dodaj te opcje: CONFIG_DYNAMIC_FTRACE=y, CONFIG_FUNCTION_TRACER=y, CONFIG_IRQSOFF_TRACER=y, CONFIG_FUNCTION_PROFILER=y i CONFIG_PREEMPT_TRACER=y.
Utwórz nowe jądro i uruchom je.
Aby sprawdzić, czy są dostępne lokalizatory, wykonaj te czynności:
```
cat /sys/kernel/tracing/available_tracers
```
Sprawdź, czy polecenie zwraca wartości function, irqsoff, preemptoff i preemptirqsoff.

Aby sprawdzić, czy dynamiczna funkcja ftrace działa, wykonaj te czynności:

cat /sys/kernel/tracing/available_filter_functions | grep <a function you care about>

Po wykonaniu tych czynności masz dostępne dynamiczne narzędzie ftrace, profilujący funkcje, narzędzie irqsoff i preemptoff. Przed użyciem tych poleceń zdecydowanie zalecamy zapoznanie się z dokumentacją ftrace na ten temat, ponieważ są one bardzo wydajne, ale skomplikowane. Polecenia irqsoff i preemptoff są przydatne głównie do sprawdzania, czy sterowniki mogą zbyt długo pozostawiać przerwania lub wymuszanie wyłączone.

Profilator funkcji to najlepsze narzędzie do wykrywania problemów z wydajnością. Często służy do sprawdzania, gdzie jest wywoływana funkcja.

Problem: zdjęcie HDR + wizjer z możliwością obracania

W tym przypadku robienie zdjęcia HDR+ za pomocą Pixela XL, a następnie natychmiastowe obrócenie wizjera powodowało za każdym razem zacięcia. Użyliśmy profilatora funkcji, aby rozwiązać problem w mniej niż godzinę. Aby wykonać ten przykład, pobierz plik ZIP z śladami (zawiera on też inne ślady wymienione w tej sekcji), rozpakuj go i otwórz plik trace_30898724.html w przeglądarce.

Ślad pokazuje kilka wątków w procesie cameraserver zablokowanych w trybie ciągłego uśpienia ion_client_destroy. Jest to kosztowna funkcja, ale należy z niej korzystać bardzo rzadko, ponieważ klienci ion powinni obejmować wiele alokacji. Początkowo winą obarczono kod Hexagon w Halide, który rzeczywiście był jednym z winowajców (tworzył nowego klienta dla każdej alokacji obrazu i niszczył go, gdy alokacja została zwolniona, co było bardzo kosztowne). Przejście na jednego klienta ion w przypadku wszystkich alokacji Hexagona poprawiło sytuację, ale nie rozwiązało problemu z zacinaniem.

W tym momencie musimy wiedzieć, kto wywołuje funkcję ion_client_destroy. Czas użyć narzędzia do profilowania funkcji:

Ponieważ kompilator czasami zmienia nazwy funkcji, sprawdź, czy funkcja ion_client_destroy jest obecna, używając:
```
cat /sys/kernel/tracing/available_filter_functions | grep ion_client_destroy
```
Po potwierdzeniu, że jest dostępny, użyj go jako filtra ftrace:
```
echo ion_client_destroy > /sys/kernel/tracing/set_ftrace_filter
```

Włącz profilujący funkcje:

echo function > /sys/kernel/tracing/current_tracer

Włączanie ścieżek stosu po każdym wywołaniu funkcji filtra:
```
echo func_stack_trace > /sys/kernel/tracing/trace_options
```

Zwiększ rozmiar bufora:

echo 64000 > /sys/kernel/tracing/buffer_size_kb

Włączanie śledzenia:
```
echo 1 > /sys/kernel/tracing/trace_on
```

Przeprowadź test i uzyskaj ślad:

cat /sys/kernel/tracing/trace > /data/local/tmp/trace

Wyświetl zrzut, aby zobaczyć wiele zrzutów stosu:

    cameraserver-643   [003] ...1    94.192991: ion_client_destroy <-ion_release
    cameraserver-643   [003] ...1    94.192997: <stack trace>
 => ftrace_ops_no_ops
 => ftrace_graph_call
 => ion_client_destroy
 => ion_release
 => __fput
 => ____fput
 => task_work_run
 => do_notify_resume
 => work_pending

Po sprawdzeniu sterownika ion możemy stwierdzić, że ion_client_destroy jest spamowany przez funkcję przestrzeni użytkownika, która zamyka fd do /dev/ion, a nie przez losowy sterownik jądra. Szukanie w kodzie źródłowym Androida ciągu \"/dev/ion\" powoduje znalezienie kilku sterowników dostawców, które robią to samo co sterownik Hexagona, tzn. otwierają i zamykają /dev/ion (tworzą i niszczą nowego klienta ion) za każdym razem, gdy potrzebują nowej alokacji ion. Zmiana tych wartości na użycie pojedynczego klienta ion przez cały czas trwania procesu rozwiązało problem.

Jeśli dane z profilowania funkcji nie są wystarczająco szczegółowe, możesz połączyć punkty śledzenia ftrace z profilowaniem funkcji. Zdarzenia ftrace można włączyć w taki sam sposób jak zwykle, a będą one przeplatane ze śledzeniem. To świetne rozwiązanie, jeśli w konkretnej funkcji, którą chcesz debugować, występuje sporadyczny długi stan uśpienia bez możliwości przerwania: ustaw filtr ftrace na odpowiednią funkcję, włącz punkty śledzenia, wykonaj śledzenie. Możesz przeanalizować uzyskany ślad za pomocą funkcji trace2html, znaleźć odpowiednie zdarzenie, a potem uzyskać z poziomu śladu pierwotnego dostępne ścieżki wywołań.

Korzystanie z lockstat

Czasami narzędzie ftrace nie wystarcza i trzeba debugować to, co wygląda na konflikt blokady jądra. Jest jeszcze jedna opcja jądra, którą warto wypróbować: CONFIG_LOCK_STAT. Jest to ostateczność, ponieważ bardzo trudno jest uruchomić ją na urządzeniach z Androidem, ponieważ zwiększa rozmiar jądra ponad możliwości większości urządzeń.

Jednak lockstat korzysta z infrastruktury blokowania debugowania, która jest przydatna w wielu innych aplikacjach. Każda osoba pracująca nad prezentacją urządzenia powinna znaleźć sposób na włączenie tej opcji na każdym urządzeniu, ponieważ będzie czas, gdy pomyślisz: „Gdybym tylko mógł włączyć LOCK_STAT, mógłbym potwierdzić lub zaprzeczyć, że to jest problem w ciągu 5 minut zamiast 5 dni”.

Problem: zablokowanie w procedurze SCHED_FIFO, gdy rdzenie są w maksymalnym obciążeniu w przypadku nieużywanych procedur SCHED_FIFO

W przypadku tego problemu wątek SCHED_FIFO zatrzymywał się, gdy wszystkie rdzenie były maksymalnie obciążone wątkami niebędącymi SCHED_FIFO. Wykryliśmy ślady wskazujące na znaczne wykorzystanie blokady dostępu do pamięci w aplikacjach VR, ale nie udało nam się łatwo zidentyfikować używanej pamięci. Aby wykonać ten przykład, pobierz plik ZIP z śladami (zawiera on też inne ślady wymienione w tej sekcji), rozpakuj go i otwórz plik trace_30905547.html w przeglądarce.

Zakładaliśmy, że sam ftrace jest źródłem konfliktu blokady, gdy wątek o niskim priorytecie zaczynał zapisywać do kanału ftrace, a potem był zastępowany, zanim zdążył zwolnić blokadę. Jest to najgorszy scenariusz, który został spotęgowany przez mieszankę wątków o bardzo niskim priorytecie zapisujących do znacznika ftrace oraz wątków o wyższym priorytecie obracających się na procesorach, aby symulować całkowicie załadowane urządzenie.

Ponieważ nie mogliśmy użyć ftrace do debugowania, uruchomiliśmy LOCK_STAT, a potem wyłączyliśmy wszystkie inne śledzenia w aplikacji. Wyniki pokazały, że rywalizacja o blokadę była spowodowana przez ftrace, ponieważ gdy ftrace nie był uruchomiony, żadna rywalizacja nie pojawiła się w śladzie blokady.

Jeśli możesz uruchomić jądro za pomocą opcji konfiguracji, śledzenie blokady działa podobnie jak ftrace:

Włączanie śledzenia:
```
echo 1 > /proc/sys/kernel/lock_stat
```
Przeprowadź test.
Wyłączanie śledzenia:
```
echo 0 > /proc/sys/kernel/lock_stat
```

Wyświetlanie danych z śledzenia:

cat /proc/lock_stat > /data/local/tmp/lock_stat

Aby dowiedzieć się, jak interpretować wynik, zapoznaj się z dokumentacją lockstat na stronie <kernel>/Documentation/locking/lockstat.txt.

Korzystanie z punktów śledzenia dostawcy

Najpierw używaj punktów przekierowania na upstream, ale czasami musisz używać punktów dostawcy:

  { "gfx",        "Graphics",         ATRACE_TAG_GRAPHICS, {
        { OPT,      "events/mdss/enable" },
        { OPT,      "events/sde/enable" },
        { OPT,      "events/mali_systrace/enable" },
    } },

Punkty śledzenia można rozszerzać za pomocą usługi HAL, co pozwala dodawać punkty śledzenia/kategorie dotyczące konkretnych urządzeń. Punkty śledzenia są zintegrowane z perfetto, atrace/systrace i aplikacją do śledzenia systemu na urządzeniu.

Interfejsy API do implementowania punktów i kategorii śledzonych to:

listCategories() generuje (vec<TracingCategory> categories);
enableCategories(vec<string> categories) generuje (stan status);
disableAllCategories() generuje (stan stanu);

Aby uzyskać więcej informacji, zapoznaj się z definicją HAL i domyślną implementacją w AOSP:

Korzystanie z narzędzia ftrace Zadbaj o dobrą organizację dzięki kolekcji Zapisuj i kategoryzuj treści zgodnie ze swoimi preferencjami.