OpenSolaris/Solaris: DTrace

Ulrich Gräf

OpenSolaris/Solaris: Dtrace
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Bei Sun Microsystems wurde beschlossen, Solaris in
den OpenSource überzuführen. Dieser Prozess wurde im Juni
2005 angefangen.
Heute befindet man sich in der Situation, dass es von Sun
noch alte Distributionen von Solaris gibt, die nicht im
OpenSource sind (Solaris ..., 8, 9 und 10) sowie die neuen
Distributionen (OpenSolaris ) die schon OpenSource sind.

Alle diese Distributionen lassen sich kostenfrei herunterladen
und benutzen.

Für die Solaris Distributionen ist voller Support und
OpenSolaris 2008.05 ist eingeschränkter Support verfügbar.

Der Support für OpenSolaris wird schrittweise ausgebaut werden.
Der Nachfolger von Solaris 10 wird auf OpenSolaris basieren,
der Source und voller Support wird verfügbar sein.

(10 Min + 5 Min Diskussion)

Dtrace - Dynamic Tracing
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Dtrace ist ein Beispiel für die neuen Projekte im OpenSolaris,
die schon Eingang in andere Betriebssysteme gefunden haben.

Mit Dtrace wird die Sichtweise auf den Kernel bzw. auf die
Arbeitsweise von Programmen verändert. Statt einzelne Prozesse
bis zum Systemcall zu untersuchen ist mit Dtrace der gesamte Ablauf
auch im Kernel beobachtbar. Dazu ist ein generelles System zum
Beobachten von Kernel-Modulen erstellt worden, das zusätzlich immer
auch den Kontext des rufenden User-Programms kennt.

Daher sind einzelne Programme, zusammenarbeitende Programme oder
auch der Ablauf im Kernel beobachtbar.

Um solche Beobachtungen effizient zu ermöglichen wurden verschiedene
Design-Entscheidungen getroffen:
- Messungen dürfen keine Locks im Kernel nutzen
- Daten müssen effizient verarbeitet werden
- Der Overhead ohne Messungen muss minimal sein

Realisiert wird Dtrace durch eine Bibliothek libdtrace,
die die dtrace Kernel-Möglichkeiten verschiedenen
Anwendungsprogrammen - auch eigenen - zur Verfügung stellt.
Das Userland-Programm dtrace nutzt ebenfalls die libdtrace.

Wie funktioniert dtrace?

Mit einem D-Programm wird eine Anfrage gestartet.
Die Sprache D ist C-artig und ist ähnlich wie die Sprache
AWK limitiert.
Ein D-Programm besteht aus Klauseln, die Datenwerte an spezifizierten
Messpunkten im Kernel oder im Userprogramm nutzen können.
Ob die Daten verarbeitet werden lässt sich mit Bedingungen pro
Messpunkt einschränken.
Aus den Daten kann man dann einfache Ausgaben, formatierte Ausgaben
oder Statistiken erstellen, wobei die Statistikfunktionen Bestandteil
von dtrace sind.

Die Implementierung nutzt an jedem potentiellen Messpunkt eine
Liste von Callback-Funktionen. Solange diese Liste leer ist ist der
Overhead extrem klein.
Wenn ein Messpunkt benutzt wird, dann wird eine Callback-Funktion
addiert, die lediglich die Bedingung prüft und dann gegebenenfalls die
benötigten Daten in einen zirkulären gesharten Puffer schreibt;
das Schreiben erfolgt unsynchronisiert und daher sehr effizient
Das Anwendungsprogramm liest regelmässig (1x pro Sekunde) die
aufgelaufenen Daten aus dem gesharten Puffer.
Gerade wenn viel gemessen wird, ist das Verhältnis von Lesevorgängen
zu Daten sehr effizient. Ist weniger los, dann ist die Bearbeitung
zwar weniger effizient, allerdings ist das nicht negativ zu bewerten,
weil dann ja noch genug Ressourcen da sind.

(20 Min + 10 Min Vorführung und Diskussion)

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