内核函数图追踪

Linux 内核的 function_graph tracer 会记录每个内核函数的进入和退出，让你看到内核在 CPU 上执行的确切调用树，并包含每个函数的耗时。Perfetto 可以通过 linux.ftrace 数据源驱动此 tracer，并将产生的调用可视化为时间线上的嵌套 slice，就像用户空间 slice 一样。

这是一种强大的方式，无需添加自己的插桩即可回答"内核在这里到底在做什么？"。但这是一个高带宽特性：追踪太多函数会使 trace buffer 溢出，因此它被设计为与 filter 配合使用。

如果你想要在内核中添加自己的 tracepoint，请参见使用 ftrace 插桩内核。

要求

内核编译时需启用 CONFIG_FUNCTION_GRAPH_TRACER。可通过以下命令确认支持：
cat /sys/kernel/tracing/available_tracers
输出必须包含 function_graph。
ftrace 配置中需设置 symbolize_ksyms: true。否则每个函数都会显示为原始十六进制地址。关于为何内核符号必须在录制时解析而无法事后通过 traceconv bundle 添加，参见符号化：内核符号。
在 Android 上，函数图追踪仅在 debuggable（userdebug/eng）构建上可用，并在 Android U 中引入。
traced_probes 必须以 root 身份运行（或降低 kptr_restrict），既能读取 /proc/kallsyms，也能控制内核 tracer。

TraceConfig

相关选项位于 FtraceConfig 中：

enable_function_graph：打开 function_graph tracer。
function_filters：一组 glob 模式；仅匹配的函数被追踪。
function_graph_roots：一组 glob 模式；匹配的函数及其所有被调用者 都被追踪。
function_graph_max_depth：限制从根函数往下追踪的调用层级数。
symbolize_ksyms：必需，以获取函数名而非地址。

WARNING: 始终使用 function_filters 和/或 function_graph_roots 限制追踪范围。追踪所有内核函数会产生巨大的事件流，会在毫秒内填满 buffer，且很少有用。

示例：追踪调度器函数及其调用的所有内容，持续 10 秒。

buffers {
  size_kb: 65536
  fill_policy: DISCARD
}

data_sources {
  config {
    name: "linux.ftrace"
    ftrace_config {
      symbolize_ksyms: true
      enable_function_graph: true
      # Trace these functions and all of their callees.
      function_graph_roots: "__schedule"
      # Optionally also keep a flat set of functions of interest.
      function_filters: "handle_mm_fault"
      function_graph_max_depth: 10
    }
  }
}

duration_ms: 10000

使用 tracebox 录制：

./tracebox -c funcgraph.cfg --txt -o funcgraph.pftrace

关于如何在 Linux 上设置 tracebox 和必要权限，参见系统追踪指南。

UI

函数图调用以嵌套 slice 的形式显示。每个内核函数进入/退出对成为一个 slice，其持续时间为在该函数内部（包括被调用者）花费的时间，因此调用树读起来完全就像用户空间的火焰图。

线程运行时发生的调用附加到该线程下的 Funcgraph track 上。
在空闲 CPU（swapper 空闲任务）上发生的调用被分组到每个 CPU 的 swapper<N> -funcgraph track 上。

你可以选择一个 slice 来查看函数名和持续时间，并使用火焰图/聚合功能，就像任何其他 slice track 一样。

SQL

函数图调用是普通的 slice，因此它们位于 slice 表中，可以像任何其他 slice 一样查询。例如，找出累计时间最多的内核函数：

SELECT name, COUNT(*) AS calls, SUM(dur) AS total_dur
FROM slice
JOIN track ON slice.track_id = track.id
WHERE track.name = 'Funcgraph'
GROUP BY name
ORDER BY total_dur DESC
LIMIT 20;

故障排除

函数显示为十六进制地址（例如 0xffffffff8108abcd）：你没有设置 symbolize_ksyms: true，或 traced_probes 无法读取 /proc/kallsyms（非 root / kptr_restrict 太高）。这必须在录制时修复；参见符号化：内核符号。
完全没有函数图数据：确认 function_graph 在 available_tracers 中，并且你的配置至少设置了 function_filters / function_graph_roots 中的一个。
数据源被拒绝：函数图无法与另一个使用不同内核 tracer 的并发 linux.ftrace 数据源同时运行，因为内核 tracer 无法在 trace 中途切换。