Quais são as melhores ferramentas e práticas para análise e teste de código do kernel?

2 Ferramentas de análise dinâmica

As ferramentas de análise dinâmica podem ajudá-lo a monitorar seu código enquanto ele está em execução e coletar informações sobre seu comportamento, desempenho e interações. Essas ferramentas podem detectar erros de tempo de execução, problemas de memória, uso de recursos e gargalos de desempenho. Kmemleak é uma ferramenta que varre a memória em busca de objetos não referenciados para detectar vazamentos de memória no kernel. O KASAN pode detectar bugs de corrupção de memória, como uso após liberação, estouro de buffer e acesso fora dos limites. O KCSAN pode detectar corridas de dados e bugs de simultaneidade instrumentando acessos à memória e relatando acessos conflitantes. Perf é uma ferramenta que mede e analisa o desempenho do kernel e aplicações de espaço do usuário através de vários eventos e contadores.

3 Ferramentas de depuração

As ferramentas de depuração podem ajudá-lo a encontrar a causa raiz de erros e falhas, permitindo que você inspecione e modifique o estado do seu código enquanto ele está em execução. Ferramentas de depuração populares para código do kernel incluem GDB, KGDB, KDB e Ftrace. O GDB permite a depuração de um kernel em execução ou de um despejo de memória do kernel usando uma conexão serial ou de rede ou uma máquina virtual. O KDB fornece um depurador baseado em texto que pode ser acessado através do console ou de uma porta serial. Ftrace é um recurso do kernel que permite rastrear a execução de funções e eventos do kernel usando vários filtros e gatilhos.

4 Ferramentas de rastreamento

As ferramentas de rastreamento permitem que você registre e analise a atividade do seu código e do sistema como um todo, ajudando você a obter informações sobre o fluxo de execução, as interações entre os componentes e o impacto do seu código no desempenho e no comportamento do sistema. Ferramentas de rastreamento populares para código do kernel incluem Trace-cmd, que pode capturar e exibir a saída Ftrace; BPFtrace, que pode executar programas de rastreamento personalizados escritos em eBPF (Filtro de pacotes Berkeley estendido); LTTng, uma estrutura modular de baixa sobrecarga que pode rastrear eventos de kernel e espaço do usuário; e SystemTap, que pode rastrear e instrumentar aplicativos de kernel e espaço de usuário usando scripts escritos em uma linguagem específica de domínio.

5 Ferramentas de otimização de desempenho

As ferramentas de otimização de desempenho permitem medir e melhorar a velocidade, a eficiência e a escalabilidade do código e do sistema. Desde a identificação e eliminação de gargalos de CPU, memória, disco e rede até contenção e latência, essas ferramentas podem ajudá-lo a encontrar e corrigir problemas de desempenho. Ferramentas populares de otimização de desempenho para código de kernel incluem gráficos Flame, BCC, LatencyTOP e NumaTOP. Os gráficos de chama são uma técnica de visualização que pode mostrar a distribuição do tempo de CPU em rastreamentos de pilha. BCC é uma coleção de ferramentas que usam eBPF para análise de desempenho e tarefas de solução de problemas no kernel e aplicativos de espaço do usuário. O LatencyTOP pode mostrar fontes de latência em processos de kernel e espaço do usuário medindo o tempo gasto em funções e operações de bloqueio. O NumaTOP mede os padrões de acesso à memória e a localidade para mostrar o NUMA (Acesso não uniforme à memória) comportamento e desempenho dos processos do kernel e do espaço do usuário.

6 Veja o que mais considerar

Este é um espaço para compartilhar exemplos, histórias ou insights que não se encaixam em nenhuma das seções anteriores. O que mais gostaria de acrescentar?