4. tracefs 文件系统：挂载与关键文件解析

Ftrace 的所有控制接口和追踪数据都通过 tracefs 伪文件系统暴露给用户空间。理解 tracefs 的挂载方式以及 available_tracers、current_tracer 等核心文件的作用，是进行函数追踪和参数配置的第一步。本章将系统梳理 tracefs 的挂载流程、关键文件的语义以及它们之间的协作关系。

4.1 tracefs 挂载与验证

tracefs 通常自动挂载在 /sys/kernel/tracing 目录下。如果未自动挂载，或需要手动挂载到其他路径，可以使用以下命令：

# 挂载 tracefs 到默认路径
mount -t tracefs tracefs /sys/kernel/tracing

# 验证挂载是否成功
mount | grep tracefs
ls /sys/kernel/tracing/

挂载成功后，/sys/kernel/tracing/ 目录下会出现一系列控制文件和追踪结果文件。下表列出了最核心的几个文件及其功能分类：

4.2 available_tracers：查看内核支持的追踪器

available_tracers 文件列出了当前内核编译时启用的所有追踪器类型。读取该文件可以快速了解当前环境支持哪些追踪能力：

cat /sys/kernel/tracing/available_tracers
# 输出示例：
# function function_graph wakeup_dl wakeup_rt wakeup irqsoff preemptoff preemptirqsoff nop

常见的追踪器及其适用场景如下：

• nop：空追踪器，不执行任何追踪操作，用于关闭追踪。
• function：函数调用追踪器，记录每个内核函数的调用事件。
• function_graph：函数调用图追踪器，以缩进格式显示函数调用层级和耗时。
• irqsoff：中断关闭延迟追踪器，用于测量中断被关闭的最大时长。
• preemptoff：抢占关闭延迟追踪器，用于测量抢占被关闭的最大时长。
• wakeup / wakeup_rt / wakeup_dl：进程唤醒延迟追踪器，分别针对普通进程、实时进程和 deadline 进程。

4.3 current_tracer：激活与切换追踪器

current_tracer 文件用于读取当前激活的追踪器，或写入新的追踪器名称来切换追踪模式。切换时，Ftrace 会自动重置内部状态并开始新模式的追踪。

# 查看当前追踪器
cat /sys/kernel/tracing/current_tracer
# 输出示例：nop

# 切换到 function 追踪器
echo function > /sys/kernel/tracing/current_tracer

# 验证切换结果
cat /sys/kernel/tracing/current_tracer
# 输出示例：function

4.4 关键文件协作关系：从配置到数据输出

tracefs 中的各个文件并非孤立存在，它们构成了一个完整的追踪工作流。下面的 SVG 图展示了从挂载到数据输出的核心协作关系：

4.5 典型操作流程：从挂载到获取追踪数据

以下是一个完整的操作流程，展示了如何利用 tracefs 关键文件完成一次函数追踪：

1. 挂载 tracefs：mount -t tracefs tracefs /sys/kernel/tracing
2. 查看可用追踪器：cat available_tracers，确认 function 或 function_graph 存在。
3. 设置追踪器：echo function_graph > current_tracer
4. 设置过滤函数（可选）：echo 'do_sys_open*' > set_ftrace_filter
5. 开启追踪：echo 1 > tracing_on
6. 触发目标操作：执行需要追踪的系统调用或驱动操作。
7. 读取追踪结果：cat trace 或 cat trace_pipe（实时流式输出）。
8. 关闭追踪：echo 0 > tracing_on，然后 echo nop > current_tracer 恢复默认状态。