# linux-realtime-probe-tool

**Repository Path**: guohaocs2c/linux-realtime-probe-tool

## Basic Information

- **Project Name**: linux-realtime-probe-tool
- **Description**: test
- **Primary Language**: Unknown
- **License**: Not specified
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 0
- **Forks**: 0
- **Created**: 2022-03-04
- **Last Updated**: 2024-12-02

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

# proj123-linux-realtime-probe-tool
Linux 内核实时性瓶颈分析工具

### 项目描述

在工业控制、机器人控制领域中越来越多使用Linux操作系统，但Linux系统在实时性方面天然不具备优势。为了改善Linux实时性，参考eBPF或perf等相关技术原理，研发出一个探针型的工具用于分析造成中断较高的原因，便于内核程序员对症下药。通过解决有限高延迟路径，从而达到让Linux在多种高负载场景下仍然能够长期保持可接受范围内的延迟。

### 所属赛道

2022全国大学生操作系统比赛的“OS功能设计”赛道

### 参赛要求

- 以小组为单位参赛，最多三人一个小组，且小组成员是来自同一所高校的本科生/研究生
- 如学生参加了多个项目，参赛学生选择一个自己参加的项目参与评奖
- 请遵循“2022全国大学生操作系统比赛”的章程和技术方案要求

### 项目导师

- gitee @guohaocs2c
- email: guohao@kylinos.cn

### 难度

高

### 特征

- 需要了解linux内核驱动开发流程
- 需要了解linux内核常用数据结构使用方法
- 需要了解linux内核有效信息检索方法
- 需要了解linux中断原理

### 参考文档

https://www.kernel.org

《Linux设备驱动开发第三版》

《深入Linux内核架构（中文版）》

### License

GPL-3.0

### 预期目标

**注意：下面的内容是建议内容，不要求必须全部完成。选择本项目的同学也可与导师联系，提出自己的新想法，如导师认可，可加入预期目标**

**第一题：内核模块基础框架实现**

1.	shell脚本能够使用自研内核模块的procfs机制与自研内核进行字符串读写
2.	自研内核模块内部需要对用户态输入的数据进行分析，并使用链表对数据进行格式化存储
3.	自研内核模块内部使用cache机制对格式化存储数据进行存储
4.	该工具需要支持开机自启动，读取指定配置文件下发到自研内核模块中


**第二题：探针工具实际内容实现**

以题目一为基础，工具需要追加下列功能：
1.	自研内核模块增加硬件中断号参数、阈值参数、模块开关，可通过shell工具进行配置和修改
2.	自研模块能够根据shell配置的硬件中断号对指定中断或全部中断的关闭中断时长进行检测，精度需要达到纳秒级别
3.	自研内核模块能够根据shell配置的阈值参数进行数据过滤，只有关闭时长大于该阈值时才会触发数据抓取操作，抓取内容包括使用该中断的进程相关信息，如调用栈、持有锁、文件、socket等敏感信息
4.	抓取后的数据需要使用cache机制存储到内核链表中。shell工具可以通过procfs读取所有抓取到的数据，也可以清空所有抓取到的数据。

**（可选）第三题：工具稳定性验证和实际效果测试**

以题目二为基础，工具需要追加下列功能：
1.	能够在内核态正常长时间运行，不会造成内存泄漏和系统卡顿
2.	需要在高负载场景进行工具的功能性和稳定性测试，包括CPU型高负载、内存型高负载、IO型高负载、中断型高负载、综合型高负载