DTrace とは
FreeBSD には、Solaris から拝借してきた DTrace と言う仕組みが入っています。
DTrace を使うと、「どっかのプロセスがファイルを何回 openしたか」とか「いくつかのプロセスでsendtoシステムコールでどれだけ時間がかかった」といったシステムの細かな情報をリアルタイムで検知できます。システム全体に(kernel含めて)通過型のブレークポイントを仕込むという感じのことが、プログラムに変更をかけること無く、またシステムにそれほど負荷をかけることなくできてしまうという仕組みです。FreeBSDでは 10 から GENERICカーネルで使えます。
DTrace は /usr/sbin/dtrace というコマンドに D言語(D言語君で有名なあのD言語とはまったく関係ない別もの。awk に近い)でスクリプトを渡して、「このイベントが来たらこんな風にログ出力して」、という処理を記述することで使用します。
そこいらをまず勉強してから使い始めるのが億劫だ、という感じで、強力だとわかりつつも敬遠している人も、私も含めて多かろうと思います。
DTrace をお手軽に試せる dwatch コマンド
FreeBSD 11.2 から、dwatch というコマンドがインストールされるようになりました。このコマンドは、dtrace 機能を D言語を書かずに簡単にお試しできるシェルスクリプトです。
単純な使い方ならこのコマンドだけで十分 DTrace の能力を体感することが出来ます。
例えば、open システムコール呼び出したプロセスをリアルタイムで表示させたい場合はスーパーユーザー権限で（一般ユーザーで実行するとちゃんと sudo を勝手に呼び出してくれます）単に
# dwatch open
とすれば
2018 Dec 18 05:32:49 1001.1001 ibus-ui-gtk3[1425]: /usr/local/libexec/ibus-ui-gtk3
2018 Dec 18 05:32:49 1001.1001 ibus-ui-gtk3[1425]: /usr/local/libexec/ibus-ui-gtk3
2018 Dec 18 05:33:00 0.0 cron[1186]: /usr/sbin/cron -s
2018 Dec 18 05:33:00 0.0 cron[1186]: /usr/sbin/cron -s
2018 Dec 18 05:33:00 0.0 cron[4649]: cron: running job
2018 Dec 18 05:33:00 0.0 cron[4649]: cron: running job
このように、openが実行されたプロセスが次々に表示され続ける状態になります。試しに別の Terminal で cat とかでファイルを開いてみれば、そのプロセスも表示される事が確認できると思います。
dwatch コマンドは Ctrl+C で停止させるまではずっと動き続けて、逐一条件に引っかかったプロセスを表示し続けます。
引っかかったプロセスの親プロセスまでツリーで表示
シェルスクリプト内で呼び出されたプロセスだと、プロセス単独で引っかかってもよくわからなくて、親プロセスが何かが知りたくなります。 -R オプションをつけると、プロセス情報の下に、親子状態をツリー状に表示してくれます。
# dwatch -R open
2018 Dec 18 05:56:16 1001.1001 ibus-ui-gtk3[1425]: /usr/local/libexec/ibus-ui-gtk3
-+= 01346 1001.1001 /bin/sh /usr/local/etc/xdg/xfce4/xinitrc
\-+= 01359 1001.1001 xfce4-session
\-+= 01415 1001.1001 ibus-daemon --xim
\-+= 01425 1001.1001 /usr/local/libexec/ibus-ui-gtk3
何が検知できるのかの一覧が見たい
dwatchで指定できる検知ポイントの種類としては、probe と profile があります。
probe
probe は DTrace での検知ポイントです。
probe の一覧は、dwatch -l で取得できます。
# dwatch -l
ROVIDER:MODULE:FUNCTION:NAME
callout_execute:kernel:none:callout-end
callout_execute:kernel:none:callout-start
dtmalloc::80211com:free
dtmalloc::80211com:malloc
dtmalloc::80211crypto:free
dtmalloc::80211crypto:malloc
dtmalloc::80211dfs:free
dtmalloc::80211dfs:malloc
dtmalloc::80211mesh_gt:free
〜（略）〜
dwatch でコマンドラインで指定した文字列は、前後にワイルドカード指定しているものとみなされます。つまり入力した文字列に部分ヒットした複数のprobeポイントが指定されているのと同じ扱いとなります。
例えば dwatch open と指定した場合にヒットする probe は
# dwatch -l open
nfscl:nfs4:open:done
nfscl:nfs4:open:start
syscall:freebsd:open:entry
syscall:freebsd:open:return
syscall:freebsd32:open:entry
syscall:freebsd32:open:return
これら全てとなります。
profile
probe をより便利にまとめてdwatchで使用できるようにした D言語 スクリプトが profile です。
profile の一覧は dwatch -Q で表示されます。
# dwatch -Q
chmod errno
fchmodat io
io-done io-start
ip ip-receive
ip-send kill
lchmod nanosleep
open openat
proc proc-create
proc-exec proc-exec-failure
proc-exec-success proc-exit
proc-signal proc-signal-clear
proc-signal-discard proc-signal-send
proc-status read
recv recvfrom
recvmsg rw
sched sched-change-pri
sched-cpu sched-dequeue
sched-enqueue sched-exec
sched-lend-pri sched-load-change
sched-off-cpu sched-on-cpu
sched-preempt sched-pri
sched-queue sched-remain-cpu
sched-sleep sched-surrender
sched-tick sched-wakeup
send sendmsg
sendrecv sendto
systop tcp
tcp-accept tcp-accept-established
tcp-accept-refused tcp-connect
tcp-connect-established tcp-connect-refused
tcp-connect-request tcp-established
tcp-init tcp-io
tcp-receive tcp-refused
tcp-send tcp-state-change
tcp-status udp
udp-receive udp-send
udplite udplite-receive
udplite-send vop_create
vop_lookup vop_mkdir
vop_mknod vop_readdir
vop_remove vop_rename
vop_rmdir vop_symlink
write
probe よりもわかりやすい大きな括りの項目が多いです。また、openなどの項目も、profileを使った方が、より見やすい表示で出力されるようになっています。
profileを指定した実行は、-Xオプションで
dwatch -X tcp-accept
と実行します。上記コマンドで、待受しているサーバーへのアクセス(established/refused)の結果が逐一表示されます。
詳細は man
より詳細な使い方は man ページを参照すれば出てきます。上記の内容はほとんど man の情報です。
また、dwatch はシェルスクリプトですので、直接読むことも出来ます。
また、profile は /usr/libexec/dwatch 以下に入っているD言語スクリプトです。profile が実際に何をやっているかはここの中を覗けばわかります。
DTrace について
dwatch コマンドでも更に細かく制御したいとなるとD言語を使う必要が出てきます。
そこでとっかかりとして参考になりそうなリンクです。
12のワンライナーを見ていくと、DTrace がつかめてくるチュートリアル
https://wiki.freebsd.org/DTrace/Tutorialdtrace の一行野郎集。用途でまとまっていて、コピペ使用だけでも使えるのでは
https://wiki.freebsd.org/DTrace/One-Liners