BPF之巔：洞悉Linux系統(tǒng)和應(yīng)用性能

第1章 引 言1
1.1 BPF和eBPF是什么 1
1.2 跟蹤、嗅探、采樣、剖析和可觀測性分別是什么 2
1.3 BCC、bpftrace和IO Visor 3
1.4 初識BCC：快速上手 4
1.5 BPF跟蹤的能見度 7
1.6 動態(tài)插樁：kprobes和uprobes 8
1.7 靜態(tài)插樁：tracepoint和USDT 9
1.8 初識bpftrace：跟蹤open() 10
1.9 再回到BCC：跟蹤open() 13
1.10 小結(jié) 15
第2章 技術(shù)背景16
2.1 圖釋BPF 16
2.2 BPF 17
2.3 擴(kuò)展版BPF 18
2.4 調(diào)用棧回溯 41
2.5 火焰圖 44
2.6 事件源 48
2.7 kprobes 49
2.8 uprobes 53
2.9 跟蹤點(diǎn) 57
2.10 USDT 62
2.11 動態(tài)USDT 66
2.12 性能監(jiān)控計數(shù)器 68
2.13 perf_events 69
2.14 小結(jié) 70
第3章 性能分析71
3.1 概覽 71
3.2 性能分析方法論 73
3.3 Linux 60秒分析 77
3.4 BCC工具檢查清單 84
3.5 小結(jié) 90
第4章 BCC91
4.1 BCC的組件 92
4.2 BCC的特性 92
4.3 安裝BCC 94
4.4 BCC的工具 96
4.5 funccount 100
4.6 stackcount 105
4.7 trace 110
4.8 argdist 117
4.9 工具文檔 121
4.10 開發(fā)BCC工具 126
4.11 BCC的內(nèi)部實(shí)現(xiàn) 127
4.12 BCC的調(diào)試 128
4.13 小結(jié) 136
第5章 bpftrace137
5.1 bpftrace的組件 138
5.2 bpftrace的特性 139
5.3 bpftrace的安裝 141
5.4 bpftrace工具 143
5.5 bpftrace單行程序 145
5.6 bpftrace的文檔 146
5.7 bpftrace編程 146
5.8 bpftrace的幫助信息 155
5.9 bpftrace的探針類型 157
5.10 bpftrace的控制流 163
5.11 bpftrace的運(yùn)算符 164
5.12 bpftrace的變量 165
5.13 bpftrace的函數(shù) 170
5.14 bpftrace映射表的操作函數(shù) 177
5.15 bpftrace的下一步工作 183
5.16 bpftrace的內(nèi)部運(yùn)作 185
5.17 bpftrace的調(diào)試 186
5.18 小結(jié) 190
第6章 CPU.191
6.1 背景知識 192
6.2 傳統(tǒng)工具 197
6.3 BPF工具 210
6.4 BPF單行程序 251
6.5 可選練習(xí) 253
6.6 小結(jié) 254
第7章 內(nèi)存.255
7.1 背景知識 256
7.2 傳統(tǒng)工具 263
7.3 BPF工具 269
7.4 BPF單行程序 288
7.5 可選練習(xí) 289
7.6 小結(jié) 290
第8章 文件系統(tǒng)291
8.1 背景知識 292
8.2 傳統(tǒng)工具 296
8.3 BPF工具 302
8.4 BPF單行程序 353
8.5 可選練習(xí) 359
8.6 小結(jié) 360
第9章 磁盤I/O361
9.1 背景知識 362
9.2 傳統(tǒng)工具 367
9.3 BPF工具 372
9.4 BPF單行程序 406
9.5 可選練習(xí) 409
9.6 小結(jié) 410
第10章 網(wǎng)絡(luò)411
10.1 背景知識 412
10.2 傳統(tǒng)工具 422
10.3 BPF工具 433
10.4 BPF單行程序 507
10.5 可選練習(xí) 513
10.6 小結(jié) 515
第11章 安全516
11.1 背景知識 516
11.2 BPF工具 523
11.3 BPF單行程序 542
11.4 小結(jié) 544
第12章 編程語言.545
12.1 背景知識 545
12.2 C 551
12.3 Java 560
12.4 bash shell 601
12.5 其他語言 614
12.6 小結(jié) 619
第13章 應(yīng)用程序.620
13.1 背景知識 621
13.2 BPF工具 625
13.3 BPF單行程序 662
13.4 BPF單行程序示范 664
13.5 小結(jié) 664
第14章 內(nèi)核665
14.1 背景知識 666
14.2 分析策略 669
14.3 傳統(tǒng)工具 670
14.4 BPF工具 675
14.5 BPF單行程序 697
14.6 BPF單行程序示范 699
14.7 挑戰(zhàn) 700
14.8 小結(jié) 700
第15章 容器701
15.1 背景知識 701
15.1.1 BPF 的分析能力 703
15.1.2 挑戰(zhàn) 703
15.1.3 分析策略 706
15.2 傳統(tǒng)工具 706
15.2.1 從主機(jī)上分析 706
15.2.2 在容器內(nèi)分析 707
15.2.3 systemd-cgtop 707
15.2.4 kubectl top 708
15.2.5 docker stats 708
15.2.6 /sys/fs/cgroups 709
15.2.7 perf 709
15.3 BPF工具 710
15.4 BPF單行程序 717
15.5 可選練習(xí) 717
15.6 小結(jié) 718
第16章 虛擬機(jī)管理器719
16.1 背景知識 719
16.2 傳統(tǒng)工具 722
16.3 訪客系統(tǒng)的BPF工具 723
16.4 宿主機(jī)BPF工具 732
16.5 小結(jié) 737
第17章 其他BPF性能工具738
17.1 Vector和Performance Co-Pilot（PCP） 738
17.2 Grafana和Performance Co-Pilot 747
17.3 Cloudflare eBPF Prometheus Exporter（配合Grafana） 750
17.4 kubectl-trace 752
17.5 其他工具 755
17.6 小結(jié) 755
第18章 建議、技巧和常見問題. 756
18.1 典型事件的頻率和額外開銷 756
18.2 以49Hz或99Hz為采樣頻率 760
18.3 黃豬和灰鼠 760
18.4 開發(fā)目標(biāo)軟件 762
18.5 學(xué)習(xí)系統(tǒng)調(diào)用 763
18.6 保持簡單 764
18.7 事件缺失 764
18.8 調(diào)用棧缺失 766
18.9 打印時符號缺失（函數(shù)名稱） 767
18.10 跟蹤時函數(shù)缺失 768
18.11 反饋回路 769
18.12 被丟掉的事件 769
附錄A bpftrace單行程序770
附錄B bpftrace備忘單775
附錄C BCC工具的開發(fā)778
附錄D C.BPF. 793
附錄E BPF指令812