全面解析 Linux Load( 三 ) _小知识

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返回decompression OK表示解压缩成功。下一步对其进行反汇编。objdump有-d和-D两个选项，这里选择-d即可。-M att表示按AT&T汇编语法进行反汇编。

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打开汇编文件vmlinuzu_d.dis，我们发现这里面缺少一些符号信息，原来vmlinuz在在内核编译时，去掉了debug信息。
同时我们也了解到linux也提供了kernel-debug包，在其中包含了符号信息。从centos官方网址下载和安装相关包，http://debuginfo.centos.org/7/x86_64/ 。

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复制出带符号的vmlinux文件。不方便安装的情况下，也可以使用rpm包直接解压文件的方式。

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下面我们也对vmlinux进行反汇编。

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对比vmlinux_d.dis和vmlinuzu_d.dis这两个文件中的汇编代码，我们可以发现vmlinux_d.dis除了比vmlinuzu_d.dis多了更丰富的符号信息之外，其他内容高度一致。有了这样的结论，我们就可以放心的使用vmlinux_d.dis汇编代码来分析我们的load5s了。

6 Load5s 的 Kprobe 实现原理Load5s主要使用了kprobe内核探针技术。kprobe是linux内核的一个重要特性，它可以能够在不修改现有代码的基础上，灵活的hook内核代码的执行。其中这样两个关键属性symbol_name和offset可以确定在内核的任意一个函数中的某一个偏移地址处进行hook 。
首先，根据前面对代码的分析可以，我们关心的变量是calc_global_load函数中calc_load_tasks全局结构体变量的counter属性值。这个全局变量calc_load_tasks正是当时内核中nr_running和nr_uninterruptible两种状态的tasks数之和。
确定函数和函数内部的偏移量之后，我们可以通过kallsyms_lookup_name函数获取全局变量的calc_load_tasks内存地址，进而获取calc_load_tasks全局变量的值。
确定恰当的函数内偏移地址，需要你对汇编语言比较精通。3.10.0和2.6.32内核已经确定，其他版本内核可以按如下方法尝试获得。

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对照c代码，源代码中有对calc_load_tasks全局变量进行修改的操作，因此，我们取lock add %rdx,0xdd15d9(%rip)这行汇编指令之后的内存地址取偏移量比较稳妥。

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当分别取ffffffff810c2a4e和ffffffff810c2a4f处的偏移地址时，register_kprobe(&kp)会执行注册出错。主要是这个注册函数中的check_kprobe_address_safe(p, &probed_mod) 会对偏移地址进行合法性检查。这个地址检查函数具体实现原理此处不做过多阐述。
我们顺序再次尝试ffffffff810c2a56地址时结果正常，此时函数内偏移量是0x23d，使用ffffffff810c2a56减去函数的开始地址ffffffff810c2820获得。
最后，我们的load5s代码如下：（下图为节选,详情可参考GIT）

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将以上代码进行编译，即可获得load5s.ko内核模块。如上述小结三中的make步骤。

7 Linux load 中的数学问题接下来再对load计算过程中的数学问题做一些分析。在前面kernel源码分析部分，我们可以在预编译之后的core.i文件中看到calc_global_load调用calc_load函数时，针对load1、load5和load15，给calc_load的第二个参数分别传入了三个不同的参数值1884，2014和2037 。那么这3个值是怎么得来的呢？查看内核源码之后，我们可以发现有这样的计算公式。

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分别将x代入60秒（1分钟）、300秒（5分钟）和900秒（15分钟）可以得到如下结果

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这里面exp函数是求e的n次方的函数，e是自然对数2.71828…. 。明确了这个公式，我们在来看load的递归调用过程。假设每5s的load5s的采样值依次是active1 active2 active3 active4 …….，x是计算跨度，比如load1是60/5，load5是300/5 。那么我们可以将任意时刻的load值的计算过程转换为：