1、ftrace
Linux當前版本中，功能最強大的調試、跟蹤手段。其最基本的功能是提供了動態和靜態探測點，用于探測內核中指定位置上的相關信息。
靜態探測點，是在內核代碼中調用ftrace提供的相應接口實現，稱之為靜態是因為，是在內核代碼中寫死的，靜態編譯到內核代碼中的，在內核編譯后，就不能再動態修改。在開啟ftrace相關的內核配置選項后，內核中已經在一些關鍵的地方設置了靜態探測點，需要使用時，即可查看到相應的信息。
動態探測點，基本原理為：利用mcount機制，在內核編譯時，在每個函數入口保留數個字節，然后在使用ftrace時，將保留的字節替換為需要的指令，比如跳轉到需要的執行探測操作的代碼。

2、kpatch
kpatch是RedHat主導開發的“內核在線升級”工具，可在不重啟系統、不中斷業務的情況下實現內核在線升級。實現函數級別的執行流程替換。
其基本原理為：基于ftrace，類似于ftrace的動態探測點，利用mcount機制，在內核編譯時，在每個函數入口保留數個字節，然后在打補丁時，將“被替換函數”入口保留的字節替換為跳轉指令，跳轉到kpatch的相關流程中，然后進入“新函數”的執行流程，實現函數級別的執行流程在線替換，最終實現“內核在線升級”的功能。

3、systemTap
另一個具有探測功能的工具，不得不提systemTap。
其原理跟ftrace不同，其基本原理為：在運行systemTap腳本時，動態解析內核，將指定探測點處的代碼，替換為int 3指令，實現陷入，在陷入后實現相關信息的探測，探測完成后，int 3返回到原有的執行流程中執行。

4、ftrace和systemTap機制的主要區別
1）ftrace只能在函數入口(或出口？)實現探測，而systemTap可以在函數中的任意位置實現探測。

2）ftrace實現函數替換后，原有函數的執行流程被替換成新函數，新函數執行完成后可以不再返回原函數流程中執行。而systemTap利用的是int 3陷入機制，在探測后會自動跳轉會原有流程執行。

原文地址： http://blog.chinaunix.net/uid-14528823-id-4567325.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的ftrace、kpatch、systemtap的基本原理、联系和区别的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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