ftrace

ftrace ( متتبع الدوال ) هو إطار عمل لتتبع العمليات في نواة لينكس . على الرغم من أن اسمه الأصلي، متتبع الدوال، مشتق من قدرة ftrace على تسجيل المعلومات المتعلقة باستدعاءات الدوال المختلفة التي تُنفذ أثناء تشغيل النواة ، إلا أن إمكانيات التتبع في ftrace تغطي نطاقًا أوسع بكثير من العمليات الداخلية للنواة. ^{[ 2 ] [ 3 ]}

بفضل إضافات التتبع المتنوعة، يُمكن استهداف ftrace لنقاط تتبع ثابتة مختلفة ، مثل أحداث الجدولة ، والمقاطعات ، وعمليات الإدخال/الإخراج المُرتبطة بالذاكرة ، وانتقالات حالة طاقة وحدة المعالجة المركزية ، والعمليات المتعلقة بأنظمة الملفات والمحاكاة الافتراضية . كما يُتيح التتبع الديناميكي لاستدعاءات وظائف النواة، مع إمكانية تقييدها اختياريًا بمجموعة فرعية من الوظائف باستخدام أنماط glob ، بالإضافة إلى إمكانية إنشاء رسوم بيانية للاستدعاءات وتقديم تقارير عن استخدام المكدس . في الوقت نفسه، يُمكن استخدام ftrace لقياس فترات الكمون المختلفة داخل نواة لينكس، مثل مدة تعطيل المقاطعات أو الاستباق . ^{[ 2 ] [ 4 ] [ 5 ] : 3-11، 14، 18}

يتم بناء نواة لينكس المُفعّلة لـ ftrace بتفعيل خيار تهيئة النواة CONFIG_FUNCTION_TRACER . يتم التفاعل الكامل مع ftrace أثناء التشغيل من خلال ملفات افتراضية قابلة للقراءة والكتابة موجودة في نظام ملفات debugfs مُثبّت خصيصًا ؛ ونتيجةً لذلك، لا يتطلب ftrace أي أدوات مساعدة متخصصة في مساحة المستخدم للتشغيل. ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 6 ]} ومع ذلك، توجد أدوات مساعدة إضافية في مساحة المستخدم توفر ميزات أكثر تقدمًا لتسجيل البيانات وتحليلها وعرضها؛ ومن أمثلة هذه الأدوات trace-cmd و KernelShark . ^{[ 2 ] [ 5 ] : 31-47 [ 7 ] [ 8 ]}

يعتمد برنامج ftrace داخليًا على آلية التنميط الخاصة بمترجم gcc لإضافة تعليمات الآلة إلى النسخ المُجمّعة من جميع دوال نواة النظام على مستوى المصدر ، مما يُعيد توجيه تنفيذ الدوال إلى مسارات التتبع ومكونات التتبع الإضافية الخاصة بـ ftrace التي تُجري عملية التتبع الفعلية. يتم تعديل تعليمات " نقطة الدخول " هذه، التي يُنشئها gcc، بواسطة ftrace عند بدء تشغيل النواة ، وتُغيّر لاحقًا أثناء التشغيل بواسطة ftrace بين تعليمات NOP والقفزات الفعلية إلى مسارات التتبع، وذلك بناءً على أنواع التتبع والخيارات المُهيأة أثناء التشغيل. ^{[ 9 ] [ 10 ]}

تم تطوير ftrace بشكل أساسي بواسطة ستيفن روستيدت، وتم دمجه في نواة لينكس الرئيسية في إصدار النواة 2.6.27، والذي تم إصداره في 9 أكتوبر 2008. ^{[ 11 ]}

• DTrace – إطار عمل لتتبع مشاكل النواة والتطبيقات وإصلاحها، تم تطويره في الأصل لنظام Solaris 
• ktrace – أداة مساعدة لأنظمة BSD Unix و Mac OS X لتتبع تفاعلات النواة مع البرامج 
• ltrace – أداة تصحيح أخطاء لينكس، تعرض استدعاءات تطبيقات المستخدم للمكتبات المشتركة 
• strace – أداة تصحيح الأخطاء لنظام Linux وبعض الأنظمة الأخرى الشبيهة بنظام Unix، تراقب استدعاءات النظام التي يستخدمها البرنامج وجميع الإشارات المستلمة 
• SystemTap – لغة برمجة نصية وأداة مساعدة تُستخدم لفحص أنظمة لينكس 

• تصحيح أخطاء النواة باستخدام Ftrace -  الجزء الأول والثاني ، LWN.net ، ديسمبر 2009، بقلم ستيفن روستيدت
• أسرار برنامج Ftrace لتتبع الوظائف ، LWN.net، 20 يناير 2010، بقلم ستيفن روستيدت
• Ftrace: مفتاح الإضاءة الخفي ، LWN.net، 13 أغسطس 2014، بقلم بريندان جريج
• مصدر خلل تلف البيانات e1000e ، LWN.net، 21 أكتوبر 2008، بقلم جوناثان كوربيت