在ldd上看到了systemtap这个东西，他是基于kprobe的内核调试工具，这里主要描述一下systemtap前期的环境搭建，和运行简单的systemtap命令

主要有如下几个步骤

拉取内核源码
配置内核config和编译
编译systemtap源码
使用stap命令进行简单的测试使用

一：内核源码

这里我使用的是ubuntu2004，可用直接通过apt命令拉取内核代码


apt download linux-source-5.13.0
得到linux-source-5.13.0_5.13.0-37.42_all.deb

安装这个deb


dpkg -i linux-source-5.13.0_5.13.0-37.42_all.deb
得到/usr/src/linux-source-5.13.0
tar xvjf linux-source-5.13.0.tar.bz2
cp -rf debian linux-source-5.13.0

二：编译

在内核里面可用看到默认的defconfig arch/x86/configs/x86_64_defconfig

编译defconfig


make x86_64_defconfig

安装编译内核相关的依赖包


apt-get build-dep linux-source-5.13.0

systemtap依赖一些内核选项


CONFIG_DEBUG_FS  CONFIG_DEBUG_KERNEL  CONFIG_DEBUG_INFO CONFIG_KPROBES

这里修改.config加上即可

直接编译内核即可


make bindeb-pkg -j16

编译完成之后，会在上级目录生成对应的deb文件如下


linux-headers-5.13.19_5.13.19-3_amd64.deb  linux-image-5.13.19-dbg_5.13.19-3_amd64.deb
linux-image-5.13.19_5.13.19-3_amd64.deb    linux-libc-dev_5.13.19-3_amd64.deb

直接安装上述deb即可

重启机器，让系统从新的内核上启动，开机之后，可用uname -a查看内核版本


/boot/vmlinuz -> vmlinuz-5.13.19
uname -a
Linux kylin 5.13.19 #3 SMP Tue Apr 19 17:19:44 CST 2022 x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux

三编译systemtap

内核准备好了，但是因为内核是5.13.19。而系统中默认安装的systemtap支持不了这么高的内核版本，如果使用ubuntu2004默认提供的systemtap，会报如下错误


fails with vermagic.h:6:2: error: #error "This header can be included from kernel/module.c or *.mod.c only"

所以需要编译新的systemtap

从git拉systemtap的仓库代码


git clone git://sourceware.org/git/systemtap.git

默认使用最新的分支

安装编译的依赖


apt-get build-dep systemtap

编译


./configure
make all -j8
make install -j8

编完之后，stap默认安装在local目录


/usr/local/bin/stap --version
Systemtap translator/driver (version 4.6/0.176, non-git sources)
Copyright (C) 2005-2021 Red Hat, Inc. and others
This is free software; see the source for copying conditions.
tested kernel versions: 2.6.32 ... 5.15.0-rc7
enabled features: AVAHI BOOST_STRING_REF BPF LIBSQLITE3 NLS NSS

创建软链接


ln -s /usr/local/bin/stap /usr/bin/stap

从上面可用看到，这个stap可以支持最高到5.15.0-rc7的内核版本

四简单测试


stap -l 'kernel.function("acpi_*")'

上面命令运行之后，会查看到内核的以acpi_开头的所有函数

如果需要使用stp文件进行加载，最简单的hello world如下


probe begin
{
    print ("Hello World\n")
    exit ()
}

通过stap命令运行


stap -v hello.stp

能够出现Hello World即可正常

下面测试最简单的内核ko。

编写hello驱动


cat hello.c
#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");

static int hello_init(void)
{
 printk(KERN_ALERT "Hello, world\n");
 return 0;
}
static void hello_exit(void)
{
 printk(KERN_ALERT "Goodbye, cruel world\n");
}
module_init(hello_init);
module_exit(hello_exit);


cat Makefile
# If KERNELRELEASE is defined, we've been invoked from the
# kernel build system and can use its language.
CFLAGS_MODULE += -g
ifneq ($(KERNELRELEASE),)
 obj-m := hello.o
# Otherwise we were called directly from the command
# line; invoke the kernel build system.
else
 KERNELDIR ?= /lib/modules/$(shell uname -r)/build
 PWD := $(shell pwd)
default:
        $(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules
endif

make生成hello.ko

将其拷贝到stap识别的目录上


mkdir /usr/lib/modules/`uname -r`/extra/
cp hello.ko /usr/lib/modules/5.13.19/extra/hello.ko

查看stap能否识别到hello.ko


stap -l 'module("hello").function("*")'
module("hello").function("hello_exit@/root/ko/hello.c:10")
module("hello").function("hello_init@/root/ko/hello.c:5")

编写hello.stp 做简单测试


cat hello.stp
#!/usr/bin/stap

probe module("hello").function("hello_exit").call
{
        printf("Stap say hello world!\n");
}

先加载ko


insmod /usr/lib/modules/5.13.19/extra/hello.ko

然后加载stap脚本


stap -v hello.stp
Pass 1: parsed user script and 481 library scripts using 103440virt/86100res/7488shr/78676data kb, in 420usr/80sys/507real ms.
Pass 2: analyzed script: 1 probe, 0 functions, 0 embeds, 0 globals using 105444virt/89108res/8400shr/80680data kb, in 40usr/90sys/123real ms.
Pass 3: using cached /root/.systemtap/cache/2a/stap_2a22c74fa0e66004c4e56eb4b264ae1b_1029.c
Pass 4: using cached /root/.systemtap/cache/2a/stap_2a22c74fa0e66004c4e56eb4b264ae1b_1029.ko
Pass 5: starting run.

看到Pass 5了，说明脚本在监听了

在另一个终端卸载ko驱动就能监听到hello_exit函数的调用了


rmmod hello 后终端会如下显示
Stap say hello world!

参考链接：

https://wiki.debian.org/BuildADebianKernelPackage
https://wiki.ubuntu.com/Kernel/Systemtap
https://sourceware.org/systemtap/wiki

目录

一：内核源码

二：编译

三 编译systemtap

四 简单测试

参考链接：

三编译systemtap

四简单测试