如何在 Docker 容器内的 linux perf 工具中调试符号？

Question

我正在使用基于“ubuntu”标签的 Docker 容器，但无法获得 linux perf 工具来显示调试符号。

这是我正在做的事情来证明这个问题。

首先我启动一个容器，这里有一个交互式 shell。

$ docker run -t -i ubuntu:14.04 /bin/bash

然后从容器提示我安装 linux perf 工具。

$ apt-get update
$ apt-get install -y linux-tools-common linux-tools-generic linux-tools-`uname -r`

我现在可以使用perf工具了。 我的内核是3.16.0-77-generic 。

现在我将安装gcc ，编译一个测试程序，并尝试在perf record下运行它。

$ apt-get install -y gcc

我将测试程序粘贴到test.c ：

#include <stdio.h>

int function(int i) {
    int j;
    for(j = 2; j <= i / 2; j++) {
        if (i % j == 0) {
            return 0;
        }
    }
    return 1;
}

int main() {
    int i;
    for(i = 2; i < 100000; i++) {
        if(function(i)) {
            printf("%d\n", i);
        }
    }
}

然后编译、运行并报告：

$ gcc -g -O0 test.c && perf record ./a.out && perf report

输出如下所示：

  72.38%  a.out  a.out              [.] 0x0000000000000544
   8.37%  a.out  a.out              [.] 0x000000000000055a
   8.30%  a.out  a.out              [.] 0x000000000000053d
   7.81%  a.out  a.out              [.] 0x0000000000000551
   0.40%  a.out  a.out              [.] 0x0000000000000540

这没有符号，即使可执行文件确实有符号信息。

在容器外执行相同的一般步骤工作正常，并显示如下内容：

96.96%  a.out  a.out             [.] function 
0.35%  a.out  libc-2.19.so       [.] _IO_file_xsputn@@GLIBC_2.2.5
0.14%  a.out  [kernel.kallsyms]  [k] update_curr
0.12%  a.out  [kernel.kallsyms]  [k] update_cfs_shares
0.11%  a.out  [kernel.kallsyms]  [k] _raw_spin_lock_irqsave                 

在主机系统中，我已经通过成为 root 并执行以下操作来打开内核符号：

$ echo 0 > /proc/sys/kernel/kptr_restrict 

如何让容器化版本正常工作并显示调试符号？

Answer 1

使用-v /:/host标志运行容器并使用--symfs /host标志在容器中运行perf report修复它：

 96.59%  a.out  a.out              [.] function
  2.93%  a.out  [kernel.kallsyms]  [k] 0xffffffff8105144a
  0.13%  a.out  [nvidia]           [k] 0x00000000002eda57
  0.11%  a.out  libc-2.19.so       [.] vfprintf
  0.11%  a.out  libc-2.19.so       [.] 0x0000000000049980
  0.09%  a.out  a.out              [.] main
  0.02%  a.out  libc-2.19.so       [.] _IO_file_write
  0.02%  a.out  libc-2.19.so       [.] write

它不能按原样工作的部分原因是什么？ perf script的输出有点说明了这一点：

...
           a.out    24 3374818.880960: cycles:  ffffffff81141140 __perf_event__output_id_sample ([kernel.kallsyms])
           a.out    24 3374818.881012: cycles:  ffffffff817319fd _raw_spin_lock_irqsave ([kernel.kallsyms])
           a.out    24 3374818.882217: cycles:  ffffffff8109aba3 ttwu_do_activate.constprop.75 ([kernel.kallsyms])
           a.out    24 3374818.884071: cycles:            40053d [unknown] (/var/lib/docker/aufs/diff/9bd2d4389cf7ad185405245b1f5c7d24d461bd565757880bfb4f970d3f4f7915/a.out)
           a.out    24 3374818.885329: cycles:            400544 [unknown] (/var/lib/docker/aufs/diff/9bd2d4389cf7ad185405245b1f5c7d24d461bd565757880bfb4f970d3f4f7915/a.out)
...

注意/var/lib/docker/aufs路径。 那是来自主机的，所以它不会存在于容器中，您需要帮助perf report来定位它。 这可能是因为 mmap 事件由任何 cgroup 之外的 perf 跟踪，并且 perf 不会尝试重新映射路径。

另一种选择是运行 perf 主机端，如sudo perf record -a docker run -ti <container name> 。 但是这里的集合必须是系统范围的（ -a标志），因为容器是由 docker 守护进程产生的，该进程不在我们在这里运行的 docker 客户端工具的进程层次结构中。

Answer 2

另一种不需要更改容器运行方式（以便您可以分析已经运行的进程）的方法是使用 bindfs 在主机上挂载容器的根：

bindfs /proc/$(docker inspect --format {{.State.Pid}} $CONTAINER_ID)/root /foo

然后将 perf report 作为perf report --symfs /foo

您必须在系统范围内运行perf record ，但您可以将其限制为仅收集特定容器的事件：

perf record -g -a -F 100 -e cpu-clock -G docker/$(docker inspect --format {{.Id}} $CONTAINER_ID) sleep 90