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Linux驱动性能分析与调优:Ftrace、BPF、Perf实战详解

共计 30 章节

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Linux驱动性能分析的重要性 · 三大工具（Ftrace/BPF/Pe… · 课程学习路径与实验环境准备

课程导入Linux

Linux内核性能分析基础

性能指标（延迟 · 吞吐 · CPU占用

Linux内核性能分析基础

内核跟踪与事件机制

tracepoint · kprobe/uprobe · perf_event_open系统调…

内核跟踪事件机制

Ftrace核心概念与架构

function tracer · function_graph · event tracing

Ftrace核心概念

Ftrace实战入门

使用ftrace跟踪驱动函数调用 · 过滤函数 · 跟踪特定进程

Ftrace实战入门

Ftrace高级功能

function_graph深度分析 · irqsoff/preemptoff… · wakeup跟踪

Ftrace高级功能

Ftrace驱动性能案例

定位驱动中断处理函数耗时 · 分析驱动读写路径中的函数调用开销 · 使用ftrace发现锁竞争与睡眠点

Ftrace驱动性能案例

BPF与eBPF基础

BPF虚拟机架构 · BPF指令集 · BPF程序类型（kprobe/tra…

BCC与bpftrace入门

BCC工具集（funclatency · trace · argdist）

BPF驱动性能分析实战

使用bpftrace跟踪驱动入口/出… · 统计函数执行时间分布 · 捕获驱动参数与返回值

BPF驱动性能分析实战

BPF高级特性

BPF map（哈希/数组/栈） · BPF perf event输出 · BPF迭代器

BPF高级特性

BPF驱动性能案例

分析驱动DMA映射开销 · 跟踪中断下半部（softirq/ta… · 使用BPF监控驱动内存分配与释放

BPF驱动性能案例

Perf核心概念与架构

perf_event子系统 · perf stat/top/reco… · 硬件性能计数器（PMU）

Perf核心概念

Perf基础实战

使用perf stat测量驱动相关进… · perf top实时查看热点函数 · perf record/report…

Perf基础实战

Perf高级功能

perf probe动态插桩 · perf sched分析调度延迟 · perf lock分析锁竞争

Perf高级功能

Perf驱动性能案例

定位驱动中CPU缓存未命中热点 · 分析驱动与内核其他模块的锁竞争 · 使用perf sched找出驱动导致…

Perf驱动性能案例

三大工具协同分析

Ftrace跟踪函数级流程 · BPF动态统计与过滤 · Perf硬件计数器与采样

三大工具协同分析Ftrace

驱动性能分析流程与策略

从问题定义 · 假设建立 · 工具选择

驱动性能分析流程策略

驱动中断与下半部性能调优

中断处理函数优化 · 软中断/tasklet/workqu… · 使用Ftrace/BPF测量中断到处…

驱动下半部性能调优

驱动锁与并发性能调优

自旋锁/互斥锁/读写锁的性能开销 · 锁竞争检测（perf lock · bpftrace）

驱动锁并发性能调优

驱动I/O路径性能调优

read/write/ioctl路径… · DMA与MMIO性能 · 数据拷贝优化

驱动内存管理性能调优

kmalloc/vmalloc/页分… · 内存碎片 · cache miss

驱动内存管理性能…kmalloc/vmal…

驱动电源管理性能调优

suspend/resume路径延迟 · runtime PM · cpuidle与cpufreq对驱动…

驱动电源管理性能…suspend/resu…

驱动性能测试与基准

编写驱动性能测试模块 · 使用perf bench · 自定义bpftrace脚本进行压力测…

驱动性能测试基准

常见问题与故障排查

驱动性能突然下降 · CPU软锁/硬锁 · 中断风暴

常见问题故障排查

实战项目一

网络驱动性能分析——使用Ftrace… · BPF统计各协议层耗时 · Perf定位CPU瓶颈

实战项目一Ftrace

实战项目二

存储驱动性能分析——分析NVMe/S… · 使用perf record生成火焰图 · bpftrace跟踪块层请求延迟

实战项目二NVMe/S

实战项目三

GPU/加速器驱动性能分析——跟踪命… · 分析DMA与同步开销 · 使用Perf计数器评估计算与传输重叠

实战项目三GPU

综合提升与最佳实践

构建驱动性能分析工具箱 · 自动化性能监控脚本 · 团队协作与性能回归测试

综合提升最佳实践

课程总结与展望

回顾三大工具核心要点 · 驱动性能调优的通用原则 · 未来内核性能分析技术趋势（eBPF演…

课程总结回顾三大工具核心…