By samwan on 三月 21, 2007
通过上一次的介绍，相信大家对DTRACE已经有了一个初步的认识。上一次结束时专门留了一个例子，可能大家第一次看有很多不明白的地方，没有关系，随着我们对DTRACE更多的介绍，很快就会”云开雾散“了。
D语言作为一种编程语言，自然就有其语法、关键字、数据结构、运算符、函数等，我将一一介绍。
D语言中标志符名称与C语言类似，由字母、数字和下划线组成，其中第一个字符必须是字母或者下划线。D语言预留了一些关键字供DTRACE本身使用，关键字不能用做D变量的名称。D关键字列表参阅《Solaris动态跟踪指南》，这里只列出一些常用的。
表1 - 常用DTRACE关键字
| 关键字 | 描述 |
| inline | 编译期间将指定的D变量替换为预定义的值或者表达式，inline可以申明类型 |
| sizeof | 计算对象的大小 |
| self | 表示将D变量存放在线程(thread)的私有空间里 |
| this | 表示D变量的有效范围在this所在的子句内 |
D语言中定义了整数类型和浮点类型，以及用于表示ASCII字符串的string类型。整数类型随机器字长的不同而不同。机器字长可以用命令isainfo -b来查看。
表2 - D整数类型
| 类型名称 | 32位机器字长 |
64位机器字长 |
| char | 1个字节 | 1个字节 |
| short | 2个字节 | 2个字节 |
| int | 4个字节 | 4个字节 |
| long | 4个字节 | 8个字节 |
| longlong | 8个字节 | 8个字节 |
一点小知识，C语言中有ILP32和LP64两种数据模型，ILP32指的就是int/long/pointer(指针)是32位，LP64指的是long/pointer是64位。
对于整数类型，又分为带符号(signed)和无符号(unsigned)两种，因为是否带符号决定了对其最高位(most-significant)的解释。无符号整型通常是在相应的整型前面添加unsigned或者u限定符。
表3 - D整数类型别名
| 类型名称 | 说明 |
| int8_t / uint8_t | 1字节带符号整数 / 1字节无符号整数 |
| int16_t / uint16_t | 2字节带符号整数 / 2字节无符号整数 |
| int32_t / uint32_t | 4字节带符号整数 / 4字节无符号整数 |
| int64_t / uint64_t | 8字节带符号整数 / 8字节无符号整数 |
| intptr_t / uintptr_t | 大小等于指针的带符号整数 / 大小等于指针的无符号整数 |
D语言中也定义了转义序列如'\n'表示回车。
D语言中定义了算术运算符、关系运算符、逻辑运算符、按位运算符、赋值运算符、递增和递减运算符、条件表达式（即 ? : 运算符），由于这些运算符及其优先级与C语言基本相同，就不在这里占用篇幅了。D语言也支持”强制类型转换“，即把一种类型转换为另一种兼容类型，比如将指针转换为整数。
除了上面的数据类型，D语言还提供有数组(array)和关联数组(associative array)，关联数组中有一种特殊类型叫做聚合(aggregation)，在后面会看到。关联数组通过一个称为键(key)的名称来检索数据，用过Perl的朋友相信不会陌生。定义关联数组，只需作以下赋值操作即可：
name[key]=expression;
例如： people["sam.wan",30]=100
D语言中的变量是不需要预定义就可以直接使用的。但是在没有赋值之前，是不能出现在谓词中和赋值运算等号右侧。请看下面的3个例子：
例子1
# dtrace -n 'BEGIN{a=1;exit(0);}END{printf("a=%d\n",a);}'
dtrace: description 'BEGIN' matched 2 probes
CPU ID FUNCTION:NAME
0 1 :BEGIN
0 2 :END a=1
例子2
# dtrace -n 'BEGIN/a==0/{exit(0);}END{printf("a=%d\n",a);}'
dtrace: invalid probe specifier BEGIN/a==0/{exit(0);}END{printf("a=%d\n",a);}: in predicate: failed to resolve a: Unknown variable name
例子3
# dtrace -n 'BEGIN{a=a+1;exit(0);}END{printf("a=%d\n",a);}'
dtrace: invalid probe specifier BEGIN{a=a+1;exit(0);}END{printf("a=%d\n",a);}: in action list: a has not yet been declared or assigned
缺省情况下，D语言中定义的变量是全局范围的。在多线程环境中，全局变量是不安全的，因为可能多个线程都会进行访问，因此，D语言引入了线程局部变量标志符self。通过在一个变量前面添加self->修饰，可以将该变量存放在线程自己的局部空间中，这样不会受到其它线程的影响，这种方法对于现在越来越多的并发操作环境十分有利。线程局部变量与全局变量在不同的名称空间(name space)中，因此即使名字相同也不会冲突，比如self->aaa和aaa是两个不同的变量。
特别需要提醒注意的是，在使用完一个变量之后，要将该标量赋值为'0'，这样DTRACE就会回收释放其所占用的内存空间。对用一个好的程序员来说，释放空间和分配空间同样重要。
D语言中还有一种特殊的变量叫“子句局部变量（Clause Local）”，通过在变量名前添加this->修饰符完成。子句局部变量的作用域只在其定义的子句内有效。D语言中的变量缺省情况下会被赋值为0，但是子句局部变量除外。
除用户定义的变量外，D语言本身提供了一些非常有用的内置变量，所有这些内置变量都是全局变量。
表4 - DTrace内置变量
| 类型和名称 | 说明 |
| int64_t arg0,...,arg9 | 探测器的前10个输入参数（64位整数）。如果当前探测器参数个数少于10，则未定义的参数值不确定 |
| args[] | 与arg0...arg9不同,args[]是有类型的，其类型对应与当前探测器的参数类型。 |
| uintptr_t caller | 进入当前探测器之前的当前线程的程序计数器(PC)位置 |
| chipid_t chip | 当前物理芯片的CPU芯片标志符 |
| processorid_t cpu | 当前CPU的编号 |
| cpuinfo_t *curcpu | 当前CPU的信息（具体结构后面会讲到） |
| lwpsinfo_t *curlwpsinfo | 与当前线程关联的轻量进程(LightWeight Process，LWP）的信息（具体结构见后） |
| psinfo_t *curpsinfo | 与当前线程关联的进程的信息 |
| kthread_t *curthread | 当前线程在内核中的数据结构(kthread_t)的地址，kthread_t的定义在<sys/thread.h>中。 |
| string cwd | 当前进程的工作路径(Current Working Directory) |
| uint_t epid | 当前探测器的已启用的探测器ID号。 |
| int errno | 当前线程最后一次执行的系统调用的返回错误值 |
| string execname | 当前进程的名称 |
| gid_t gid | 组ID |
| uint_t id | 当前探测器的唯一ID号，dtrace -l的第一列 |
| uint_t ipl | 触发探测器时当前CPU的中断优先级(Interrupt Priority Level,IPL)。 |
| lgrp_id_t lgrp | 当前CPU所属的延迟组(Latency Group)的ID |
| pid_t pid | 当前进程号 |
| pid_t ppid | 当前进程的父进程 |
| string probefunc | 当前探测器的函数名 |
| string probemod | 当前探测器的模块名 |
| string probename | 当前探测器的名字 |
| string probeprov | 当前探测器的提供器名 |
| psetid_t pset | 当前CPU所属的处理器集(Processor Set)的ID |
| string root | 当前进程的根目录名 |
| uint_t stackdepth | 当前线程的栈帧(Stack Frame)的深度。即其调用的函数的层次数。 |
| id_t tid | 当前线程的线程ID |
| uint64_t timestamp | 以纳秒(ns)为单位的时间计数器。此计数器从过去的任意点递增，仅用于相对计算中。 |
| uid_t uid | 当前进程的实际用户ID |
| uint64_t uregs[] | 当前线程的用户寄存器值 |
| uint64_t vtimestamp | 以纳秒(ns)为单位的时间计数器，实际是当前线程在CPU中已运行的时间减去DTrace谓词和操作所花费的时间。同timestamp一样，仅用于相对计算。 |
| uint64_t walltimestamp | 自1970年1月1日00:00世界标准时间以来的纳秒数。 |
Dtrace还可以使用反引号（backquote `）访问操作系统内核中定义的变量，但不能进行修改。
内核中定义的变量可以通过查看内核的变量符号表(Name Symbol)来找到。
#echo "::nm"|mdb -k|more
比如我们想通过DTrace来查看每秒钟freemem的值。freemem表示当前系统中可用的内存页数
#dtrace -qn 'tick-1sec{printf("%d pages of freemem\n",`freemem)}'
由于Solaris可用动态加载模块，各个模块可能有相同的变量名，为了避免冲突，可用使用模块名来区分，比如访问a模块的x变量：a`x
DTrace还提供操作和子例程。
如果DTrace子句为空，则会采用缺省操作。缺省操作即显示已启用的探测器的标志符。
数据记录操作
数据记录操作总会往指定的缓冲区中放入数据。
void trace(expression) 将expression的结果放到指定的缓冲区（在后面会提到）。
void tracemem(address,size_t nbytes)，从address地址复制nbytes的内容到指定缓冲区。
void printf(string format,...) 格式化输出。具体格式可用参见printf(3C)手册页。
void printa(aggregation)/void printa(string format,aggregation) 显示及格式化聚合（在后面会提到）
void stack(void)/void stack(int nframes) 将指定长度的栈帧记录拷贝到指定的缓冲区。
void ustack(int nframes,int size)/void ustack(int nframes)/void ustack(void)，同上，只是操作的是用户栈
破坏性操作
void stop(void) 停止触发当前探测器的进程
void raise(int signal) 将指定的信号signal发送至触发当前探测器的进程
void copyout(void *buf,uintptr_t addr,size_t nbytes) 从buf地址拷贝nbytes字节到当前进程的addr地址处。
void copyoutstr(string str,uintptr_t addr,size_t maxlen) 将字符串string拷贝到当前进程的addr地址处
void system(string program,..) 执行程序
内核破坏性操作（下面的操作将会影响整个系统的运行）
void breakpoint(void) 发生一个内核断点
void panic(void) 触发panic()操作（这个相信大家都再熟悉不过了）
void chill(int nanoseconds) DTrace执行nanoseconds时间的spin操作（循环）,如果nanoseconds> 500milliseconds，则会失败。
特殊操作
推测性操作(Speculative Actions)，有speculate(),commit(),discard()，在后面会提到。
void exit(int status) 立即停止DTrace跟踪。
子例程
与操作不同，子例程只会影响DTrace的内部状态。
void *alloca(size_t size) 分配size字节的临时空间，返回一个8字节对齐的指针。
string basename(char *str) 从str中去除前缀和目录名
void bcopy(void *src,void *dest,sizt_t size) 从src拷贝size字节到dest。
string cleanpath(char *str) 去除str中的/./和/../等
void *copyin(uintptr_t addr,size_t size) 从用户地址空间addr处拷贝size字节到Dtrace临时缓冲区中，并返回缓冲区地址。
string *copyinstr(uintptr_t addr) 从用户地址空间addr除拷贝已null结尾的ASCII字符串到Dtrace临时缓冲区，并返回缓冲区地址。
void copyinto(uintptr_t addr,size_t size,void *dest) 从用户地址空间addr处拷贝size字节到Dtrace临时缓冲区的dest处。
string dirname(char *str) 返回str的目录名
size_t msgdsize(mblk_t *mp) 返回mp指向的数据消息的字节数
size_t msgsize(mblk_t *mp) 返回mp消息字节数
int mutex_owned(kmutex_t *mutex) 如果当前线程拥有互斥锁mutex，则返回非零；否则返回0
kthread_t *mutex_owner(kmutex_t *mutex) 返回mutex互斥锁的属主的线程数据结构kthread_t的指针。如果没有属主或者该互斥锁是自旋锁(Spin Mutex)，则返回null。
int mutex_type_adaptive(kmutex_t *mutex) 如果mutex是自适应互斥锁(MUTEX_ADAPTIVE类型)，则返回非0,否则返回0。
int progenyof(pid_t pid) 如果触发当前探测器的进程是指定进程的子孙，则返回非0
int rand(void) 返回一个伪随机整数
int rw_iswriter(krwlock_t *rwlock) 如果指定的读写锁rwlock被一个写入者占有或者要求获得，则返回非0，否则返回0
int rw_write_held(krwlock_t *rwlock) 如果指定的读写锁当前被一个写入者占有，则返回非0,否则返回0
int speculation(void) 为speculate()操作预留一个推测性跟踪缓冲区，并返回这个缓冲区的标志符。
string strjoin(char *str1,char *str2) 串联str1和str2到临时空间，并返回其地址。
size_t strlen(string str) 返回指定字串的长度（不包括结尾的空字节null)
看了这么多操作和子例程，是不是有点受打击了？没有关系，慢慢来，先熟悉一下，在今后具体使用时，就会印象深刻。
关于前面的copyin/copyinstr/copyinto子例程再多作一点说明：
在Solaris（UNIX）系统中，用户程序是运行在用户地址空间里面，当用户程序执行系统调用比如open(2)时，才会进入到内核空间执行（我们通常称之为"陷入trap"
，为了访问用户地址空间的字符串，就必须将其拷贝到内核空间里面来，否则内核找不到相应的地址，就会报错。看下面的一个例子。
我们想知道是什么程序在调用open(2)，以及打开什么文件。这里很自然我们会用到syscall提供器的open:entry探测器。此探测器的参数可用从open(2)的手册页查到（所有的syscall提供器提供的探测器都可用在相对应的系统调用手册中查到）
int open(const char *path, int oflag, /* mode_t mode */);
我们只关心第一个参数arg0，这是一个字符串指针（即将要打开的文件名）。对于字符串指针，可以使用"%s"进行格式化输出。
运行一下看看
# ./who_open_what.d
dtrace: failed to compile script ./who_open_what.d: line 5: printf( ) argument #4 is incompatible with conversion #3 prototype:
conversion: %s
prototype: char [] or string (or use stringof)
argument: int64_t
错误，为什么，因为传递给内核的是一个用户地址空间的指针，内核无法访问该地址，内核只看到一个指针，因此Dtrace认为格式化用的是"%s"，但是传递的却是一个int64_t类型，不匹配。
正确的程序应该是：
再来看看
# ./who_open_what.d
nfsmapid[272] opened /etc/default/nfs
nfsmapid[272] opened /etc/resolv.conf
init[1] opened /etc/inittab
init[1] opened /etc/svc/volatile/init-next.state
init[1] opened /etc/svc/volatile/init-next.state
init[1] opened /etc/inittab
...