1. 课程导论：uprobe驱动故障排查的背景、目标与课程大纲概览

1.1 故障排查的现实困境

在现代Linux系统中，用户态应用程序与内核态驱动之间的交互日益复杂。当驱动出现性能瓶颈或逻辑故障时，传统的排查手段往往力不从心：

• 用户态视角局限：perf、gprof等工具只能观测到用户态函数调用，无法穿透到内核驱动执行路径。
• 内核态黑盒问题：ftrace、kprobe虽然能跟踪内核函数，但难以与用户态调用上下文建立精确关联。
• 耗时归属模糊：一个用户态IO请求的延迟，究竟消耗在用户态业务逻辑、系统调用切换、还是内核驱动处理？传统工具无法给出逐层分解。

1.2 uprobe技术带来的突破

uprobe（User-Level Probe）是eBPF生态中用于用户态动态插桩的关键技术。它允许我们在不修改应用程序代码、不重启进程的前提下，在任意用户态函数入口/出口插入探针，捕获调用参数、返回值和时间戳。

结合内核态的kprobe/tracepoint，uprobe能够搭建起一座跨越用户态与内核态的“观测桥梁”：

1.3 课程目标

本课程旨在通过实战案例，系统性地解决以下问题：

1. 掌握uprobe核心原理：理解uprobe的触发机制、性能开销、与kprobe的异同。
2. 构建用户态调用链：利用uprobe捕获用户态函数调用栈，还原请求在用户态的完整路径。
3. 关联内核态耗时：通过eBPF map将用户态请求ID传递到内核探针，实现用户态调用链与内核态耗时的精确配对。
4. 定位驱动故障：基于对比数据，快速识别是用户态逻辑延迟、系统调用切换开销、还是内核驱动处理瓶颈。
5. 编写可运维的eBPF程序：掌握CO-RE（Compile Once - Run Everywhere）技术，确保探针程序在不同内核版本间可移植。

1.4 课程大纲概览

本课程共30章，分为四大模块，结构如下：

1.5 核心概念关系图

下图展示了uprobe驱动故障排查中各个核心组件之间的关系：

1.6 学习路径建议