[導(dǎo)讀]在我仔細(xì)研究Linux內(nèi)核中的ftrace之后，發(fā)現(xiàn)ftrace中的各個(gè)tracers的作用一直被人們嚴(yán)重低估了, 比如我們會(huì)花了大量的時(shí)間去理解Linux內(nèi)核中的一塊代碼，然后猜測(cè)可能的執(zhí)行流， 但是ftrace會(huì)首先直接告訴你整個(gè)執(zhí)行流，然后你再去查看代碼，這樣無(wú)論從效率和準(zhǔn)確度來(lái)講都是極大的提升。
在我仔細(xì)研究Linux內(nèi)核中的ftrace之后，發(fā)現(xiàn)ftrace中的各個(gè)tracers的作用一直被人們嚴(yán)重低估了, 比如我們會(huì)花了大量的時(shí)間去理解Linux內(nèi)核中的一塊代碼，然后猜測(cè)可能的執(zhí)行流， 但是ftrace會(huì)首先直接告訴你整個(gè)執(zhí)行流，然后你再去查看代碼，這樣無(wú)論從效率和準(zhǔn)確度來(lái)講都是極大的提升。
對(duì)于任意一個(gè)函數(shù)，想要知道它是否執(zhí)行了，或者想知道它的函數(shù)參數(shù)，函數(shù)返回值，函數(shù)的執(zhí)行時(shí)間，函數(shù)向上的執(zhí)行流，函數(shù)向下的執(zhí)行流，甚至任意兩個(gè)函數(shù)之間的執(zhí)行流，ftrace都能很好的支持。重要的是所有函數(shù)都能這樣結(jié)合起來(lái)使用，還有更加重要的是函數(shù)可以跟事件結(jié)合起來(lái)，事件可以過(guò)濾可以觸發(fā)其它的事件和tracers，這樣就衍生出了無(wú)限的可能性。
本課程的設(shè)計(jì)宗旨是讓學(xué)員站在設(shè)計(jì)者的角度來(lái)理解ftrace，明白各個(gè)tracers為什么這樣設(shè)計(jì)和整個(gè)發(fā)展脈絡(luò)，進(jìn)而更加靈活地使用它以輔助我們的實(shí)際工程項(xiàng)目和研究學(xué)習(xí)，也可以激發(fā)學(xué)員進(jìn)而迸發(fā)出更加先進(jìn)的trace功能為整個(gè)Linux內(nèi)核社區(qū)做貢獻(xiàn)。本課程更加偏向于理解設(shè)計(jì)思想和使用，如果想了解源代碼級(jí)別的實(shí)現(xiàn)，可以參考我在閱碼場(chǎng)平臺(tái)的
01課程大綱
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第一部分 實(shí)驗(yàn)課程（2小時(shí)）
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1. ftrace總體介紹2. function tracer3. 查看函數(shù)是否執(zhí)行4. 查看函數(shù)向上的調(diào)用棧(堆棧)5. set_ftrace_filter一招制勝6. 練習(xí)查看函數(shù)是否執(zhí)行和獲取對(duì)應(yīng)的堆棧
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第二部分（2小時(shí)）
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7. function_graph tracer8. 查看函數(shù)執(zhí)行時(shí)間9. 查看函數(shù)向下的調(diào)用棧10. 同時(shí)查看函數(shù)向上和向下的調(diào)用棧11. 練習(xí)查看函數(shù)的執(zhí)行時(shí)間和向下的調(diào)用棧
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第三部分（2小時(shí)）
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12. kprobe event13. trace event14. kprobe/tracepoint與event結(jié)合15. probes 與event 結(jié)合16. vfs與event結(jié)合17. event filter18. event trigger19. 練習(xí)kprobe event和trace event的使用
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第四部分（2小時(shí)）
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20. function tracer21. Function graph tracer22. wakeup23. blk24. 練習(xí)各種tracer的使用
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第五部分（2小時(shí)）
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25. ftrace聯(lián)合大演練之組合的魔力26. 中斷延遲27. 信號(hào)處理28. 使用ftrace探索poll select epoll io_uring
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第六部分
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29. 學(xué)習(xí)成果評(píng)估與模擬面試
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02你將收獲
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從根上解決企業(yè)Linux底層人員難找的問(wèn)題，自己培養(yǎng)骨干工程師
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加快問(wèn)題定位，提高研發(fā)效率，加快產(chǎn)品研發(fā)上市
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強(qiáng)調(diào)動(dòng)手，以Ftrace為抓手學(xué)習(xí)內(nèi)核
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以Ftrace為抓手打通軟硬件任督二脈：IO和中斷
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使用Ftrace做性能分析和性能優(yōu)化
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通過(guò)案例，學(xué)習(xí)使用Ftrace分析和定位問(wèn)題的技巧
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Ftrace設(shè)計(jì)思想和案例分析
03適合誰(shuí)學(xué)
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Linux內(nèi)核態(tài)程序員
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想探索內(nèi)核層的用戶態(tài)程序員
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Linux內(nèi)核愛(ài)好者
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運(yùn)維人員
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嵌入式開(kāi)發(fā)人員
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網(wǎng)絡(luò)設(shè)備研發(fā)
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內(nèi)核網(wǎng)絡(luò)模塊開(kāi)發(fā)人員
04講師介紹
謝歡Jeff, 目前就職于某國(guó)際知名linux發(fā)行版開(kāi)源公司， 熱衷于linux內(nèi)核。我平時(shí)把linux內(nèi)核源碼當(dāng)小說(shuō)一樣閱讀學(xué)習(xí)，也一直把能給linux社區(qū)貢獻(xiàn)更多有質(zhì)量的代碼而努力.
最近給Linux內(nèi)核提交了系列補(bǔ)丁objtrace,截至目前有了kprobe maintainer的Tested-by 和 Reviewed-by.Tested-by: Masami Hiramatsu Reviewed-by: Masami
05學(xué)員反饋好評(píng)如潮：
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座艙：學(xué)習(xí)這門(mén)課主要是想增強(qiáng)內(nèi)核系統(tǒng)問(wèn)題分析能力，也是最近才接觸ftrace，之前工作經(jīng)驗(yàn)沒(méi)接觸。
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手機(jī)：學(xué)習(xí)這門(mén)課是因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)模塊和功耗分析的工作會(huì)用到，而且對(duì)學(xué)習(xí)其他內(nèi)核模塊有幫助
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電信：其實(shí)我對(duì)內(nèi)核比較感興趣，ftrace是一個(gè)比較好的觀測(cè)內(nèi)核工具，所以想要比較系統(tǒng)的學(xué)下。
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網(wǎng)絡(luò)：覺(jué)得這個(gè)工具挺好的，以前用過(guò)，但一知半解，想后期多用來(lái)debug；工作中主要想查延時(shí)敏感任務(wù)被RT線程搶占的原因、rcu stall和Page fault等。
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云原生：之前tracer的課程聽(tīng)了感覺(jué)不錯(cuò)，但是還是以tracer的本身原理為主，實(shí)踐部分較少，所以想報(bào)這次課程
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OS：我目前在從事linux 操作系統(tǒng)研發(fā)相關(guān)工作，ftrace是很有價(jià)值的功能模塊～但是目前大多數(shù)人對(duì)這部分了解過(guò)少，因此報(bào)名學(xué)習(xí)一下～
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網(wǎng)絡(luò)：網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的工作會(huì)用到，主要是想和大家多交流下，在實(shí)戰(zhàn)中互相學(xué)習(xí)吧；
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嵌入式：我對(duì)內(nèi)核底層感興趣，決定了這個(gè)是我以后的發(fā)展方向，ftrace將會(huì)對(duì)我熟悉底層，解bug很有幫助
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自2014年ST公司推出STM32CubeMX以來(lái)，這款圖形化配置工具憑借“一鍵生成初始化代碼”“跨IDE兼容”“中間件集成”等特性，迅速成為78%的STM32開(kāi)發(fā)者首選工具。然而，伴隨其普及的爭(zhēng)議始終未息：STM32C...
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STM32CubeMX
ST公司
在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，Modbus協(xié)議憑借其開(kāi)放性和易用性成為設(shè)備通信的"通用語(yǔ)言"。然而，當(dāng)工程師面對(duì)Modbus RTU、ASCII和TCP三種變體時(shí)，如何根據(jù)具體場(chǎng)景做出最優(yōu)選擇？本文將從編碼機(jī)制、通信效率、錯(cuò)誤檢測(cè)等...
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Modbus協(xié)議
TCP
在工業(yè)自動(dòng)化、能源管理等實(shí)時(shí)性要求嚴(yán)苛的場(chǎng)景中，Modbus通信系統(tǒng)的響應(yīng)延遲直接關(guān)系到設(shè)備控制的精度與系統(tǒng)穩(wěn)定性。從智能電表的功率調(diào)節(jié)到機(jī)器人關(guān)節(jié)的同步控制，微秒級(jí)的響應(yīng)偏差都可能引發(fā)連鎖故障。本文從硬件架構(gòu)、軟件設(shè)計(jì)...
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Modbus
通信系統(tǒng)
在新能源發(fā)電、電動(dòng)汽車(chē)、數(shù)據(jù)中心等直流供電系統(tǒng)中，過(guò)壓故障是導(dǎo)致設(shè)備損壞的主要誘因之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，電力電子設(shè)備故障中約35%與過(guò)壓事件相關(guān)，其中直流側(cè)過(guò)壓占比達(dá)62%。本文以基于TVS二極管與MOSFET的復(fù)合型直流過(guò)壓保...
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直流過(guò)壓
保護(hù)電路
在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）與邊緣計(jì)算快速發(fā)展的背景下，Modbus協(xié)議憑借其輕量化特性成為微控制器（MCU）設(shè)備互聯(lián)的首選方案。然而，在資源受限的MCU（如STM32F0系列、ESP8266等，RAM通常小于32KB，F(xiàn)l...
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微控制器
Modbus
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)
在工業(yè)控制系統(tǒng)中，Modbus RTU協(xié)議的CRC校驗(yàn)如同通信網(wǎng)絡(luò)的"免疫系統(tǒng)"，某石化廠DCS系統(tǒng)曾因CRC計(jì)算錯(cuò)誤導(dǎo)致0.3%的數(shù)據(jù)包丟失，引發(fā)連鎖控制故障。本文將深入解析CRC-16/MODBUS算法原理，對(duì)比軟件...
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Modbus RTU
CRC
算法
在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，Modbus協(xié)議憑借其簡(jiǎn)潔高效的設(shè)計(jì)，已成為設(shè)備間通信的"通用語(yǔ)言"。某智能電網(wǎng)項(xiàng)目通過(guò)Modbus RTU協(xié)議實(shí)現(xiàn)2000臺(tái)電表的數(shù)據(jù)采集，通信成功率高達(dá)99.97%，這背后正是對(duì)消息結(jié)構(gòu)的精準(zhǔn)把控。...
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Modbus
工業(yè)自動(dòng)化
在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備開(kāi)發(fā)中，Modbus從站功能已成為微控制器（MCU）的標(biāo)配能力。某智能電表項(xiàng)目通過(guò)在STM32上實(shí)現(xiàn)Modbus RTU從站，成功將設(shè)備接入現(xiàn)有SCADA系統(tǒng)，開(kāi)發(fā)周期縮短40%。本文將系統(tǒng)解析MCU實(shí)現(xiàn)...
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微控制器
Modbus
協(xié)議棧優(yōu)化
在嵌入式系統(tǒng)中，F(xiàn)lash存儲(chǔ)器因其非易失性、高密度和低成本特性，成為代碼存儲(chǔ)和關(guān)鍵數(shù)據(jù)保存的核心組件。然而，MCU驅(qū)動(dòng)Flash讀寫(xiě)時(shí)，開(kāi)發(fā)者常因?qū)τ布匦岳斫獠蛔慊虿僮髁鞒淌韬觯萑胄阅芟陆?、?shù)據(jù)損壞甚至硬件損壞的陷...
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MCU驅(qū)動(dòng)
Flash
在嵌入式開(kāi)發(fā)中，STM32的時(shí)鐘系統(tǒng)因其靈活性和復(fù)雜性成為開(kāi)發(fā)者關(guān)注的焦點(diǎn)。然而，看似簡(jiǎn)單的時(shí)鐘配置背后，隱藏著諸多易被忽視的陷阱，輕則導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定，重則引發(fā)硬件損壞。本文從時(shí)鐘源選擇、PLL配置、總線時(shí)鐘分配等關(guān)鍵環(huán)...
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STM32
時(shí)鐘系統(tǒng)
在嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中，程序燒錄是連接軟件設(shè)計(jì)與硬件實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。當(dāng)前主流的單片機(jī)燒錄技術(shù)已形成ICP（在電路編程）、ISP（在系統(tǒng)編程）、IAP（在應(yīng)用編程）三大技術(shù)體系，分別對(duì)應(yīng)開(kāi)發(fā)調(diào)試、量產(chǎn)燒錄、遠(yuǎn)程升級(jí)等不同場(chǎng)景。...
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單片機(jī)
ISP
ICP
IAP
嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)
在工業(yè)自動(dòng)化、汽車(chē)電子及物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，CANBUS總線因其高可靠性和實(shí)時(shí)性被廣泛應(yīng)用。然而，復(fù)雜電磁環(huán)境、機(jī)械振動(dòng)及配置不當(dāng)?shù)纫蛩爻?dǎo)致通信異常。本文基于實(shí)際工程案例，從硬件、協(xié)議、軟件及環(huán)境四大維度，系統(tǒng)梳理CANBUS...
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CANBUS
網(wǎng)絡(luò)通信
CANBUS總線
在工業(yè)自動(dòng)化場(chǎng)景中，變頻器作為核心驅(qū)動(dòng)設(shè)備，其CANBUS網(wǎng)絡(luò)通訊穩(wěn)定性直接影響生產(chǎn)線運(yùn)行效率。某汽車(chē)制造企業(yè)總裝線曾因變頻器通訊異常導(dǎo)致焊接機(jī)器人停機(jī)，最終定位為0.5Ω接地電阻異常引發(fā)的共模干擾。本文結(jié)合實(shí)際案例，系...
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變頻器
CANBUS
在嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中，STM32系列微控制器的內(nèi)部溫度傳感器因其低成本、高集成度特性，廣泛應(yīng)用于設(shè)備自檢、環(huán)境監(jiān)測(cè)等場(chǎng)景。然而，受芯片工藝差異和電源噪聲影響，其原始數(shù)據(jù)存在±1.5℃的固有誤差。本文從硬件配置、校準(zhǔn)算法、軟...
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STM32
溫度傳感器
在嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中，看門(mén)狗（Watchdog Timer, WDT）是保障系統(tǒng)可靠性的核心組件，其初始化時(shí)機(jī)的選擇直接影響系統(tǒng)抗干擾能力和穩(wěn)定性。本文從硬件架構(gòu)、軟件流程、安全規(guī)范三個(gè)維度，系統(tǒng)分析看門(mén)狗初始化的最佳實(shí)踐...
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單片機(jī)
看門(mén)狗
嵌入式系統(tǒng)
