mm: memcg: prepare for byte-sized vmstat items
[linux-2.6-microblaze.git] / Documentation / trace / events.rst
1 =============
2 Event Tracing
3 =============
4
5 :Author: Theodore Ts'o
6 :Updated: Li Zefan and Tom Zanussi
7
8 1. Introduction
9 ===============
10
11 Tracepoints (see Documentation/trace/tracepoints.rst) can be used
12 without creating custom kernel modules to register probe functions
13 using the event tracing infrastructure.
14
15 Not all tracepoints can be traced using the event tracing system;
16 the kernel developer must provide code snippets which define how the
17 tracing information is saved into the tracing buffer, and how the
18 tracing information should be printed.
19
20 2. Using Event Tracing
21 ======================
22
23 2.1 Via the 'set_event' interface
24 ---------------------------------
25
26 The events which are available for tracing can be found in the file
27 /sys/kernel/debug/tracing/available_events.
28
29 To enable a particular event, such as 'sched_wakeup', simply echo it
30 to /sys/kernel/debug/tracing/set_event. For example::
31
32         # echo sched_wakeup >> /sys/kernel/debug/tracing/set_event
33
34 .. Note:: '>>' is necessary, otherwise it will firstly disable all the events.
35
36 To disable an event, echo the event name to the set_event file prefixed
37 with an exclamation point::
38
39         # echo '!sched_wakeup' >> /sys/kernel/debug/tracing/set_event
40
41 To disable all events, echo an empty line to the set_event file::
42
43         # echo > /sys/kernel/debug/tracing/set_event
44
45 To enable all events, echo ``*:*`` or ``*:`` to the set_event file::
46
47         # echo *:* > /sys/kernel/debug/tracing/set_event
48
49 The events are organized into subsystems, such as ext4, irq, sched,
50 etc., and a full event name looks like this: <subsystem>:<event>.  The
51 subsystem name is optional, but it is displayed in the available_events
52 file.  All of the events in a subsystem can be specified via the syntax
53 ``<subsystem>:*``; for example, to enable all irq events, you can use the
54 command::
55
56         # echo 'irq:*' > /sys/kernel/debug/tracing/set_event
57
58 2.2 Via the 'enable' toggle
59 ---------------------------
60
61 The events available are also listed in /sys/kernel/debug/tracing/events/ hierarchy
62 of directories.
63
64 To enable event 'sched_wakeup'::
65
66         # echo 1 > /sys/kernel/debug/tracing/events/sched/sched_wakeup/enable
67
68 To disable it::
69
70         # echo 0 > /sys/kernel/debug/tracing/events/sched/sched_wakeup/enable
71
72 To enable all events in sched subsystem::
73
74         # echo 1 > /sys/kernel/debug/tracing/events/sched/enable
75
76 To enable all events::
77
78         # echo 1 > /sys/kernel/debug/tracing/events/enable
79
80 When reading one of these enable files, there are four results:
81
82  - 0 - all events this file affects are disabled
83  - 1 - all events this file affects are enabled
84  - X - there is a mixture of events enabled and disabled
85  - ? - this file does not affect any event
86
87 2.3 Boot option
88 ---------------
89
90 In order to facilitate early boot debugging, use boot option::
91
92         trace_event=[event-list]
93
94 event-list is a comma separated list of events. See section 2.1 for event
95 format.
96
97 3. Defining an event-enabled tracepoint
98 =======================================
99
100 See The example provided in samples/trace_events
101
102 4. Event formats
103 ================
104
105 Each trace event has a 'format' file associated with it that contains
106 a description of each field in a logged event.  This information can
107 be used to parse the binary trace stream, and is also the place to
108 find the field names that can be used in event filters (see section 5).
109
110 It also displays the format string that will be used to print the
111 event in text mode, along with the event name and ID used for
112 profiling.
113
114 Every event has a set of ``common`` fields associated with it; these are
115 the fields prefixed with ``common_``.  The other fields vary between
116 events and correspond to the fields defined in the TRACE_EVENT
117 definition for that event.
118
119 Each field in the format has the form::
120
121      field:field-type field-name; offset:N; size:N;
122
123 where offset is the offset of the field in the trace record and size
124 is the size of the data item, in bytes.
125
126 For example, here's the information displayed for the 'sched_wakeup'
127 event::
128
129         # cat /sys/kernel/debug/tracing/events/sched/sched_wakeup/format
130
131         name: sched_wakeup
132         ID: 60
133         format:
134                 field:unsigned short common_type;       offset:0;       size:2;
135                 field:unsigned char common_flags;       offset:2;       size:1;
136                 field:unsigned char common_preempt_count;       offset:3;       size:1;
137                 field:int common_pid;   offset:4;       size:4;
138                 field:int common_tgid;  offset:8;       size:4;
139
140                 field:char comm[TASK_COMM_LEN]; offset:12;      size:16;
141                 field:pid_t pid;        offset:28;      size:4;
142                 field:int prio; offset:32;      size:4;
143                 field:int success;      offset:36;      size:4;
144                 field:int cpu;  offset:40;      size:4;
145
146         print fmt: "task %s:%d [%d] success=%d [%03d]", REC->comm, REC->pid,
147                    REC->prio, REC->success, REC->cpu
148
149 This event contains 10 fields, the first 5 common and the remaining 5
150 event-specific.  All the fields for this event are numeric, except for
151 'comm' which is a string, a distinction important for event filtering.
152
153 5. Event filtering
154 ==================
155
156 Trace events can be filtered in the kernel by associating boolean
157 'filter expressions' with them.  As soon as an event is logged into
158 the trace buffer, its fields are checked against the filter expression
159 associated with that event type.  An event with field values that
160 'match' the filter will appear in the trace output, and an event whose
161 values don't match will be discarded.  An event with no filter
162 associated with it matches everything, and is the default when no
163 filter has been set for an event.
164
165 5.1 Expression syntax
166 ---------------------
167
168 A filter expression consists of one or more 'predicates' that can be
169 combined using the logical operators '&&' and '||'.  A predicate is
170 simply a clause that compares the value of a field contained within a
171 logged event with a constant value and returns either 0 or 1 depending
172 on whether the field value matched (1) or didn't match (0)::
173
174           field-name relational-operator value
175
176 Parentheses can be used to provide arbitrary logical groupings and
177 double-quotes can be used to prevent the shell from interpreting
178 operators as shell metacharacters.
179
180 The field-names available for use in filters can be found in the
181 'format' files for trace events (see section 4).
182
183 The relational-operators depend on the type of the field being tested:
184
185 The operators available for numeric fields are:
186
187 ==, !=, <, <=, >, >=, &
188
189 And for string fields they are:
190
191 ==, !=, ~
192
193 The glob (~) accepts a wild card character (\*,?) and character classes
194 ([). For example::
195
196   prev_comm ~ "*sh"
197   prev_comm ~ "sh*"
198   prev_comm ~ "*sh*"
199   prev_comm ~ "ba*sh"
200
201 5.2 Setting filters
202 -------------------
203
204 A filter for an individual event is set by writing a filter expression
205 to the 'filter' file for the given event.
206
207 For example::
208
209         # cd /sys/kernel/debug/tracing/events/sched/sched_wakeup
210         # echo "common_preempt_count > 4" > filter
211
212 A slightly more involved example::
213
214         # cd /sys/kernel/debug/tracing/events/signal/signal_generate
215         # echo "((sig >= 10 && sig < 15) || sig == 17) && comm != bash" > filter
216
217 If there is an error in the expression, you'll get an 'Invalid
218 argument' error when setting it, and the erroneous string along with
219 an error message can be seen by looking at the filter e.g.::
220
221         # cd /sys/kernel/debug/tracing/events/signal/signal_generate
222         # echo "((sig >= 10 && sig < 15) || dsig == 17) && comm != bash" > filter
223         -bash: echo: write error: Invalid argument
224         # cat filter
225         ((sig >= 10 && sig < 15) || dsig == 17) && comm != bash
226         ^
227         parse_error: Field not found
228
229 Currently the caret ('^') for an error always appears at the beginning of
230 the filter string; the error message should still be useful though
231 even without more accurate position info.
232
233 5.3 Clearing filters
234 --------------------
235
236 To clear the filter for an event, write a '0' to the event's filter
237 file.
238
239 To clear the filters for all events in a subsystem, write a '0' to the
240 subsystem's filter file.
241
242 5.3 Subsystem filters
243 ---------------------
244
245 For convenience, filters for every event in a subsystem can be set or
246 cleared as a group by writing a filter expression into the filter file
247 at the root of the subsystem.  Note however, that if a filter for any
248 event within the subsystem lacks a field specified in the subsystem
249 filter, or if the filter can't be applied for any other reason, the
250 filter for that event will retain its previous setting.  This can
251 result in an unintended mixture of filters which could lead to
252 confusing (to the user who might think different filters are in
253 effect) trace output.  Only filters that reference just the common
254 fields can be guaranteed to propagate successfully to all events.
255
256 Here are a few subsystem filter examples that also illustrate the
257 above points:
258
259 Clear the filters on all events in the sched subsystem::
260
261         # cd /sys/kernel/debug/tracing/events/sched
262         # echo 0 > filter
263         # cat sched_switch/filter
264         none
265         # cat sched_wakeup/filter
266         none
267
268 Set a filter using only common fields for all events in the sched
269 subsystem (all events end up with the same filter)::
270
271         # cd /sys/kernel/debug/tracing/events/sched
272         # echo common_pid == 0 > filter
273         # cat sched_switch/filter
274         common_pid == 0
275         # cat sched_wakeup/filter
276         common_pid == 0
277
278 Attempt to set a filter using a non-common field for all events in the
279 sched subsystem (all events but those that have a prev_pid field retain
280 their old filters)::
281
282         # cd /sys/kernel/debug/tracing/events/sched
283         # echo prev_pid == 0 > filter
284         # cat sched_switch/filter
285         prev_pid == 0
286         # cat sched_wakeup/filter
287         common_pid == 0
288
289 5.4 PID filtering
290 -----------------
291
292 The set_event_pid file in the same directory as the top events directory
293 exists, will filter all events from tracing any task that does not have the
294 PID listed in the set_event_pid file.
295 ::
296
297         # cd /sys/kernel/debug/tracing
298         # echo $$ > set_event_pid
299         # echo 1 > events/enable
300
301 Will only trace events for the current task.
302
303 To add more PIDs without losing the PIDs already included, use '>>'.
304 ::
305
306         # echo 123 244 1 >> set_event_pid
307
308
309 6. Event triggers
310 =================
311
312 Trace events can be made to conditionally invoke trigger 'commands'
313 which can take various forms and are described in detail below;
314 examples would be enabling or disabling other trace events or invoking
315 a stack trace whenever the trace event is hit.  Whenever a trace event
316 with attached triggers is invoked, the set of trigger commands
317 associated with that event is invoked.  Any given trigger can
318 additionally have an event filter of the same form as described in
319 section 5 (Event filtering) associated with it - the command will only
320 be invoked if the event being invoked passes the associated filter.
321 If no filter is associated with the trigger, it always passes.
322
323 Triggers are added to and removed from a particular event by writing
324 trigger expressions to the 'trigger' file for the given event.
325
326 A given event can have any number of triggers associated with it,
327 subject to any restrictions that individual commands may have in that
328 regard.
329
330 Event triggers are implemented on top of "soft" mode, which means that
331 whenever a trace event has one or more triggers associated with it,
332 the event is activated even if it isn't actually enabled, but is
333 disabled in a "soft" mode.  That is, the tracepoint will be called,
334 but just will not be traced, unless of course it's actually enabled.
335 This scheme allows triggers to be invoked even for events that aren't
336 enabled, and also allows the current event filter implementation to be
337 used for conditionally invoking triggers.
338
339 The syntax for event triggers is roughly based on the syntax for
340 set_ftrace_filter 'ftrace filter commands' (see the 'Filter commands'
341 section of Documentation/trace/ftrace.rst), but there are major
342 differences and the implementation isn't currently tied to it in any
343 way, so beware about making generalizations between the two.
344
345 .. Note::
346      Writing into trace_marker (See Documentation/trace/ftrace.rst)
347      can also enable triggers that are written into
348      /sys/kernel/tracing/events/ftrace/print/trigger
349
350 6.1 Expression syntax
351 ---------------------
352
353 Triggers are added by echoing the command to the 'trigger' file::
354
355   # echo 'command[:count] [if filter]' > trigger
356
357 Triggers are removed by echoing the same command but starting with '!'
358 to the 'trigger' file::
359
360   # echo '!command[:count] [if filter]' > trigger
361
362 The [if filter] part isn't used in matching commands when removing, so
363 leaving that off in a '!' command will accomplish the same thing as
364 having it in.
365
366 The filter syntax is the same as that described in the 'Event
367 filtering' section above.
368
369 For ease of use, writing to the trigger file using '>' currently just
370 adds or removes a single trigger and there's no explicit '>>' support
371 ('>' actually behaves like '>>') or truncation support to remove all
372 triggers (you have to use '!' for each one added.)
373
374 6.2 Supported trigger commands
375 ------------------------------
376
377 The following commands are supported:
378
379 - enable_event/disable_event
380
381   These commands can enable or disable another trace event whenever
382   the triggering event is hit.  When these commands are registered,
383   the other trace event is activated, but disabled in a "soft" mode.
384   That is, the tracepoint will be called, but just will not be traced.
385   The event tracepoint stays in this mode as long as there's a trigger
386   in effect that can trigger it.
387
388   For example, the following trigger causes kmalloc events to be
389   traced when a read system call is entered, and the :1 at the end
390   specifies that this enablement happens only once::
391
392           # echo 'enable_event:kmem:kmalloc:1' > \
393               /sys/kernel/debug/tracing/events/syscalls/sys_enter_read/trigger
394
395   The following trigger causes kmalloc events to stop being traced
396   when a read system call exits.  This disablement happens on every
397   read system call exit::
398
399           # echo 'disable_event:kmem:kmalloc' > \
400               /sys/kernel/debug/tracing/events/syscalls/sys_exit_read/trigger
401
402   The format is::
403
404       enable_event:<system>:<event>[:count]
405       disable_event:<system>:<event>[:count]
406
407   To remove the above commands::
408
409           # echo '!enable_event:kmem:kmalloc:1' > \
410               /sys/kernel/debug/tracing/events/syscalls/sys_enter_read/trigger
411
412           # echo '!disable_event:kmem:kmalloc' > \
413               /sys/kernel/debug/tracing/events/syscalls/sys_exit_read/trigger
414
415   Note that there can be any number of enable/disable_event triggers
416   per triggering event, but there can only be one trigger per
417   triggered event. e.g. sys_enter_read can have triggers enabling both
418   kmem:kmalloc and sched:sched_switch, but can't have two kmem:kmalloc
419   versions such as kmem:kmalloc and kmem:kmalloc:1 or 'kmem:kmalloc if
420   bytes_req == 256' and 'kmem:kmalloc if bytes_alloc == 256' (they
421   could be combined into a single filter on kmem:kmalloc though).
422
423 - stacktrace
424
425   This command dumps a stacktrace in the trace buffer whenever the
426   triggering event occurs.
427
428   For example, the following trigger dumps a stacktrace every time the
429   kmalloc tracepoint is hit::
430
431           # echo 'stacktrace' > \
432                 /sys/kernel/debug/tracing/events/kmem/kmalloc/trigger
433
434   The following trigger dumps a stacktrace the first 5 times a kmalloc
435   request happens with a size >= 64K::
436
437           # echo 'stacktrace:5 if bytes_req >= 65536' > \
438                 /sys/kernel/debug/tracing/events/kmem/kmalloc/trigger
439
440   The format is::
441
442       stacktrace[:count]
443
444   To remove the above commands::
445
446           # echo '!stacktrace' > \
447                 /sys/kernel/debug/tracing/events/kmem/kmalloc/trigger
448
449           # echo '!stacktrace:5 if bytes_req >= 65536' > \
450                 /sys/kernel/debug/tracing/events/kmem/kmalloc/trigger
451
452   The latter can also be removed more simply by the following (without
453   the filter)::
454
455           # echo '!stacktrace:5' > \
456                 /sys/kernel/debug/tracing/events/kmem/kmalloc/trigger
457
458   Note that there can be only one stacktrace trigger per triggering
459   event.
460
461 - snapshot
462
463   This command causes a snapshot to be triggered whenever the
464   triggering event occurs.
465
466   The following command creates a snapshot every time a block request
467   queue is unplugged with a depth > 1.  If you were tracing a set of
468   events or functions at the time, the snapshot trace buffer would
469   capture those events when the trigger event occurred::
470
471           # echo 'snapshot if nr_rq > 1' > \
472                 /sys/kernel/debug/tracing/events/block/block_unplug/trigger
473
474   To only snapshot once::
475
476           # echo 'snapshot:1 if nr_rq > 1' > \
477                 /sys/kernel/debug/tracing/events/block/block_unplug/trigger
478
479   To remove the above commands::
480
481           # echo '!snapshot if nr_rq > 1' > \
482                 /sys/kernel/debug/tracing/events/block/block_unplug/trigger
483
484           # echo '!snapshot:1 if nr_rq > 1' > \
485                 /sys/kernel/debug/tracing/events/block/block_unplug/trigger
486
487   Note that there can be only one snapshot trigger per triggering
488   event.
489
490 - traceon/traceoff
491
492   These commands turn tracing on and off when the specified events are
493   hit. The parameter determines how many times the tracing system is
494   turned on and off. If unspecified, there is no limit.
495
496   The following command turns tracing off the first time a block
497   request queue is unplugged with a depth > 1.  If you were tracing a
498   set of events or functions at the time, you could then examine the
499   trace buffer to see the sequence of events that led up to the
500   trigger event::
501
502           # echo 'traceoff:1 if nr_rq > 1' > \
503                 /sys/kernel/debug/tracing/events/block/block_unplug/trigger
504
505   To always disable tracing when nr_rq  > 1::
506
507           # echo 'traceoff if nr_rq > 1' > \
508                 /sys/kernel/debug/tracing/events/block/block_unplug/trigger
509
510   To remove the above commands::
511
512           # echo '!traceoff:1 if nr_rq > 1' > \
513                 /sys/kernel/debug/tracing/events/block/block_unplug/trigger
514
515           # echo '!traceoff if nr_rq > 1' > \
516                 /sys/kernel/debug/tracing/events/block/block_unplug/trigger
517
518   Note that there can be only one traceon or traceoff trigger per
519   triggering event.
520
521 - hist
522
523   This command aggregates event hits into a hash table keyed on one or
524   more trace event format fields (or stacktrace) and a set of running
525   totals derived from one or more trace event format fields and/or
526   event counts (hitcount).
527
528   See Documentation/trace/histogram.rst for details and examples.
529
530 7. In-kernel trace event API
531 ============================
532
533 In most cases, the command-line interface to trace events is more than
534 sufficient.  Sometimes, however, applications might find the need for
535 more complex relationships than can be expressed through a simple
536 series of linked command-line expressions, or putting together sets of
537 commands may be simply too cumbersome.  An example might be an
538 application that needs to 'listen' to the trace stream in order to
539 maintain an in-kernel state machine detecting, for instance, when an
540 illegal kernel state occurs in the scheduler.
541
542 The trace event subsystem provides an in-kernel API allowing modules
543 or other kernel code to generate user-defined 'synthetic' events at
544 will, which can be used to either augment the existing trace stream
545 and/or signal that a particular important state has occurred.
546
547 A similar in-kernel API is also available for creating kprobe and
548 kretprobe events.
549
550 Both the synthetic event and k/ret/probe event APIs are built on top
551 of a lower-level "dynevent_cmd" event command API, which is also
552 available for more specialized applications, or as the basis of other
553 higher-level trace event APIs.
554
555 The API provided for these purposes is describe below and allows the
556 following:
557
558   - dynamically creating synthetic event definitions
559   - dynamically creating kprobe and kretprobe event definitions
560   - tracing synthetic events from in-kernel code
561   - the low-level "dynevent_cmd" API
562
563 7.1 Dyamically creating synthetic event definitions
564 ---------------------------------------------------
565
566 There are a couple ways to create a new synthetic event from a kernel
567 module or other kernel code.
568
569 The first creates the event in one step, using synth_event_create().
570 In this method, the name of the event to create and an array defining
571 the fields is supplied to synth_event_create().  If successful, a
572 synthetic event with that name and fields will exist following that
573 call.  For example, to create a new "schedtest" synthetic event::
574
575   ret = synth_event_create("schedtest", sched_fields,
576                            ARRAY_SIZE(sched_fields), THIS_MODULE);
577
578 The sched_fields param in this example points to an array of struct
579 synth_field_desc, each of which describes an event field by type and
580 name::
581
582   static struct synth_field_desc sched_fields[] = {
583         { .type = "pid_t",              .name = "next_pid_field" },
584         { .type = "char[16]",           .name = "next_comm_field" },
585         { .type = "u64",                .name = "ts_ns" },
586         { .type = "u64",                .name = "ts_ms" },
587         { .type = "unsigned int",       .name = "cpu" },
588         { .type = "char[64]",           .name = "my_string_field" },
589         { .type = "int",                .name = "my_int_field" },
590   };
591
592 See synth_field_size() for available types. If field_name contains [n]
593 the field is considered to be an array.
594
595 If the event is created from within a module, a pointer to the module
596 must be passed to synth_event_create().  This will ensure that the
597 trace buffer won't contain unreadable events when the module is
598 removed.
599
600 At this point, the event object is ready to be used for generating new
601 events.
602
603 In the second method, the event is created in several steps.  This
604 allows events to be created dynamically and without the need to create
605 and populate an array of fields beforehand.
606
607 To use this method, an empty or partially empty synthetic event should
608 first be created using synth_event_gen_cmd_start() or
609 synth_event_gen_cmd_array_start().  For synth_event_gen_cmd_start(),
610 the name of the event along with one or more pairs of args each pair
611 representing a 'type field_name;' field specification should be
612 supplied.  For synth_event_gen_cmd_array_start(), the name of the
613 event along with an array of struct synth_field_desc should be
614 supplied. Before calling synth_event_gen_cmd_start() or
615 synth_event_gen_cmd_array_start(), the user should create and
616 initialize a dynevent_cmd object using synth_event_cmd_init().
617
618 For example, to create a new "schedtest" synthetic event with two
619 fields::
620
621   struct dynevent_cmd cmd;
622   char *buf;
623
624   /* Create a buffer to hold the generated command */
625   buf = kzalloc(MAX_DYNEVENT_CMD_LEN, GFP_KERNEL);
626
627   /* Before generating the command, initialize the cmd object */
628   synth_event_cmd_init(&cmd, buf, MAX_DYNEVENT_CMD_LEN);
629
630   ret = synth_event_gen_cmd_start(&cmd, "schedtest", THIS_MODULE,
631                                   "pid_t", "next_pid_field",
632                                   "u64", "ts_ns");
633
634 Alternatively, using an array of struct synth_field_desc fields
635 containing the same information::
636
637   ret = synth_event_gen_cmd_array_start(&cmd, "schedtest", THIS_MODULE,
638                                         fields, n_fields);
639
640 Once the synthetic event object has been created, it can then be
641 populated with more fields.  Fields are added one by one using
642 synth_event_add_field(), supplying the dynevent_cmd object, a field
643 type, and a field name.  For example, to add a new int field named
644 "intfield", the following call should be made::
645
646   ret = synth_event_add_field(&cmd, "int", "intfield");
647
648 See synth_field_size() for available types. If field_name contains [n]
649 the field is considered to be an array.
650
651 A group of fields can also be added all at once using an array of
652 synth_field_desc with add_synth_fields().  For example, this would add
653 just the first four sched_fields::
654
655   ret = synth_event_add_fields(&cmd, sched_fields, 4);
656
657 If you already have a string of the form 'type field_name',
658 synth_event_add_field_str() can be used to add it as-is; it will
659 also automatically append a ';' to the string.
660
661 Once all the fields have been added, the event should be finalized and
662 registered by calling the synth_event_gen_cmd_end() function::
663
664   ret = synth_event_gen_cmd_end(&cmd);
665
666 At this point, the event object is ready to be used for tracing new
667 events.
668
669 7.2 Tracing synthetic events from in-kernel code
670 ------------------------------------------------
671
672 To trace a synthetic event, there are several options.  The first
673 option is to trace the event in one call, using synth_event_trace()
674 with a variable number of values, or synth_event_trace_array() with an
675 array of values to be set.  A second option can be used to avoid the
676 need for a pre-formed array of values or list of arguments, via
677 synth_event_trace_start() and synth_event_trace_end() along with
678 synth_event_add_next_val() or synth_event_add_val() to add the values
679 piecewise.
680
681 7.2.1 Tracing a synthetic event all at once
682 -------------------------------------------
683
684 To trace a synthetic event all at once, the synth_event_trace() or
685 synth_event_trace_array() functions can be used.
686
687 The synth_event_trace() function is passed the trace_event_file
688 representing the synthetic event (which can be retrieved using
689 trace_get_event_file() using the synthetic event name, "synthetic" as
690 the system name, and the trace instance name (NULL if using the global
691 trace array)), along with an variable number of u64 args, one for each
692 synthetic event field, and the number of values being passed.
693
694 So, to trace an event corresponding to the synthetic event definition
695 above, code like the following could be used::
696
697   ret = synth_event_trace(create_synth_test, 7, /* number of values */
698                           444,             /* next_pid_field */
699                           (u64)"clackers", /* next_comm_field */
700                           1000000,         /* ts_ns */
701                           1000,            /* ts_ms */
702                           smp_processor_id(),/* cpu */
703                           (u64)"Thneed",   /* my_string_field */
704                           999);            /* my_int_field */
705
706 All vals should be cast to u64, and string vals are just pointers to
707 strings, cast to u64.  Strings will be copied into space reserved in
708 the event for the string, using these pointers.
709
710 Alternatively, the synth_event_trace_array() function can be used to
711 accomplish the same thing.  It is passed the trace_event_file
712 representing the synthetic event (which can be retrieved using
713 trace_get_event_file() using the synthetic event name, "synthetic" as
714 the system name, and the trace instance name (NULL if using the global
715 trace array)), along with an array of u64, one for each synthetic
716 event field.
717
718 To trace an event corresponding to the synthetic event definition
719 above, code like the following could be used::
720
721   u64 vals[7];
722
723   vals[0] = 777;                  /* next_pid_field */
724   vals[1] = (u64)"tiddlywinks";   /* next_comm_field */
725   vals[2] = 1000000;              /* ts_ns */
726   vals[3] = 1000;                 /* ts_ms */
727   vals[4] = smp_processor_id();   /* cpu */
728   vals[5] = (u64)"thneed";        /* my_string_field */
729   vals[6] = 398;                  /* my_int_field */
730
731 The 'vals' array is just an array of u64, the number of which must
732 match the number of field in the synthetic event, and which must be in
733 the same order as the synthetic event fields.
734
735 All vals should be cast to u64, and string vals are just pointers to
736 strings, cast to u64.  Strings will be copied into space reserved in
737 the event for the string, using these pointers.
738
739 In order to trace a synthetic event, a pointer to the trace event file
740 is needed.  The trace_get_event_file() function can be used to get
741 it - it will find the file in the given trace instance (in this case
742 NULL since the top trace array is being used) while at the same time
743 preventing the instance containing it from going away::
744
745        schedtest_event_file = trace_get_event_file(NULL, "synthetic",
746                                                    "schedtest");
747
748 Before tracing the event, it should be enabled in some way, otherwise
749 the synthetic event won't actually show up in the trace buffer.
750
751 To enable a synthetic event from the kernel, trace_array_set_clr_event()
752 can be used (which is not specific to synthetic events, so does need
753 the "synthetic" system name to be specified explicitly).
754
755 To enable the event, pass 'true' to it::
756
757        trace_array_set_clr_event(schedtest_event_file->tr,
758                                  "synthetic", "schedtest", true);
759
760 To disable it pass false::
761
762        trace_array_set_clr_event(schedtest_event_file->tr,
763                                  "synthetic", "schedtest", false);
764
765 Finally, synth_event_trace_array() can be used to actually trace the
766 event, which should be visible in the trace buffer afterwards::
767
768        ret = synth_event_trace_array(schedtest_event_file, vals,
769                                      ARRAY_SIZE(vals));
770
771 To remove the synthetic event, the event should be disabled, and the
772 trace instance should be 'put' back using trace_put_event_file()::
773
774        trace_array_set_clr_event(schedtest_event_file->tr,
775                                  "synthetic", "schedtest", false);
776        trace_put_event_file(schedtest_event_file);
777
778 If those have been successful, synth_event_delete() can be called to
779 remove the event::
780
781        ret = synth_event_delete("schedtest");
782
783 7.2.2 Tracing a synthetic event piecewise
784 -----------------------------------------
785
786 To trace a synthetic using the piecewise method described above, the
787 synth_event_trace_start() function is used to 'open' the synthetic
788 event trace::
789
790        struct synth_trace_state trace_state;
791
792        ret = synth_event_trace_start(schedtest_event_file, &trace_state);
793
794 It's passed the trace_event_file representing the synthetic event
795 using the same methods as described above, along with a pointer to a
796 struct synth_trace_state object, which will be zeroed before use and
797 used to maintain state between this and following calls.
798
799 Once the event has been opened, which means space for it has been
800 reserved in the trace buffer, the individual fields can be set.  There
801 are two ways to do that, either one after another for each field in
802 the event, which requires no lookups, or by name, which does.  The
803 tradeoff is flexibility in doing the assignments vs the cost of a
804 lookup per field.
805
806 To assign the values one after the other without lookups,
807 synth_event_add_next_val() should be used.  Each call is passed the
808 same synth_trace_state object used in the synth_event_trace_start(),
809 along with the value to set the next field in the event.  After each
810 field is set, the 'cursor' points to the next field, which will be set
811 by the subsequent call, continuing until all the fields have been set
812 in order.  The same sequence of calls as in the above examples using
813 this method would be (without error-handling code)::
814
815        /* next_pid_field */
816        ret = synth_event_add_next_val(777, &trace_state);
817
818        /* next_comm_field */
819        ret = synth_event_add_next_val((u64)"slinky", &trace_state);
820
821        /* ts_ns */
822        ret = synth_event_add_next_val(1000000, &trace_state);
823
824        /* ts_ms */
825        ret = synth_event_add_next_val(1000, &trace_state);
826
827        /* cpu */
828        ret = synth_event_add_next_val(smp_processor_id(), &trace_state);
829
830        /* my_string_field */
831        ret = synth_event_add_next_val((u64)"thneed_2.01", &trace_state);
832
833        /* my_int_field */
834        ret = synth_event_add_next_val(395, &trace_state);
835
836 To assign the values in any order, synth_event_add_val() should be
837 used.  Each call is passed the same synth_trace_state object used in
838 the synth_event_trace_start(), along with the field name of the field
839 to set and the value to set it to.  The same sequence of calls as in
840 the above examples using this method would be (without error-handling
841 code)::
842
843        ret = synth_event_add_val("next_pid_field", 777, &trace_state);
844        ret = synth_event_add_val("next_comm_field", (u64)"silly putty",
845                                  &trace_state);
846        ret = synth_event_add_val("ts_ns", 1000000, &trace_state);
847        ret = synth_event_add_val("ts_ms", 1000, &trace_state);
848        ret = synth_event_add_val("cpu", smp_processor_id(), &trace_state);
849        ret = synth_event_add_val("my_string_field", (u64)"thneed_9",
850                                  &trace_state);
851        ret = synth_event_add_val("my_int_field", 3999, &trace_state);
852
853 Note that synth_event_add_next_val() and synth_event_add_val() are
854 incompatible if used within the same trace of an event - either one
855 can be used but not both at the same time.
856
857 Finally, the event won't be actually traced until it's 'closed',
858 which is done using synth_event_trace_end(), which takes only the
859 struct synth_trace_state object used in the previous calls::
860
861        ret = synth_event_trace_end(&trace_state);
862
863 Note that synth_event_trace_end() must be called at the end regardless
864 of whether any of the add calls failed (say due to a bad field name
865 being passed in).
866
867 7.3 Dyamically creating kprobe and kretprobe event definitions
868 --------------------------------------------------------------
869
870 To create a kprobe or kretprobe trace event from kernel code, the
871 kprobe_event_gen_cmd_start() or kretprobe_event_gen_cmd_start()
872 functions can be used.
873
874 To create a kprobe event, an empty or partially empty kprobe event
875 should first be created using kprobe_event_gen_cmd_start().  The name
876 of the event and the probe location should be specfied along with one
877 or args each representing a probe field should be supplied to this
878 function.  Before calling kprobe_event_gen_cmd_start(), the user
879 should create and initialize a dynevent_cmd object using
880 kprobe_event_cmd_init().
881
882 For example, to create a new "schedtest" kprobe event with two fields::
883
884   struct dynevent_cmd cmd;
885   char *buf;
886
887   /* Create a buffer to hold the generated command */
888   buf = kzalloc(MAX_DYNEVENT_CMD_LEN, GFP_KERNEL);
889
890   /* Before generating the command, initialize the cmd object */
891   kprobe_event_cmd_init(&cmd, buf, MAX_DYNEVENT_CMD_LEN);
892
893   /*
894    * Define the gen_kprobe_test event with the first 2 kprobe
895    * fields.
896    */
897   ret = kprobe_event_gen_cmd_start(&cmd, "gen_kprobe_test", "do_sys_open",
898                                    "dfd=%ax", "filename=%dx");
899
900 Once the kprobe event object has been created, it can then be
901 populated with more fields.  Fields can be added using
902 kprobe_event_add_fields(), supplying the dynevent_cmd object along
903 with a variable arg list of probe fields.  For example, to add a
904 couple additional fields, the following call could be made::
905
906   ret = kprobe_event_add_fields(&cmd, "flags=%cx", "mode=+4($stack)");
907
908 Once all the fields have been added, the event should be finalized and
909 registered by calling the kprobe_event_gen_cmd_end() or
910 kretprobe_event_gen_cmd_end() functions, depending on whether a kprobe
911 or kretprobe command was started::
912
913   ret = kprobe_event_gen_cmd_end(&cmd);
914
915 or::
916
917   ret = kretprobe_event_gen_cmd_end(&cmd);
918
919 At this point, the event object is ready to be used for tracing new
920 events.
921
922 Similarly, a kretprobe event can be created using
923 kretprobe_event_gen_cmd_start() with a probe name and location and
924 additional params such as $retval::
925
926   ret = kretprobe_event_gen_cmd_start(&cmd, "gen_kretprobe_test",
927                                       "do_sys_open", "$retval");
928
929 Similar to the synthetic event case, code like the following can be
930 used to enable the newly created kprobe event::
931
932   gen_kprobe_test = trace_get_event_file(NULL, "kprobes", "gen_kprobe_test");
933
934   ret = trace_array_set_clr_event(gen_kprobe_test->tr,
935                                   "kprobes", "gen_kprobe_test", true);
936
937 Finally, also similar to synthetic events, the following code can be
938 used to give the kprobe event file back and delete the event::
939
940   trace_put_event_file(gen_kprobe_test);
941
942   ret = kprobe_event_delete("gen_kprobe_test");
943
944 7.4 The "dynevent_cmd" low-level API
945 ------------------------------------
946
947 Both the in-kernel synthetic event and kprobe interfaces are built on
948 top of a lower-level "dynevent_cmd" interface.  This interface is
949 meant to provide the basis for higher-level interfaces such as the
950 synthetic and kprobe interfaces, which can be used as examples.
951
952 The basic idea is simple and amounts to providing a general-purpose
953 layer that can be used to generate trace event commands.  The
954 generated command strings can then be passed to the command-parsing
955 and event creation code that already exists in the trace event
956 subystem for creating the corresponding trace events.
957
958 In a nutshell, the way it works is that the higher-level interface
959 code creates a struct dynevent_cmd object, then uses a couple
960 functions, dynevent_arg_add() and dynevent_arg_pair_add() to build up
961 a command string, which finally causes the command to be executed
962 using the dynevent_create() function.  The details of the interface
963 are described below.
964
965 The first step in building a new command string is to create and
966 initialize an instance of a dynevent_cmd.  Here, for instance, we
967 create a dynevent_cmd on the stack and initialize it::
968
969   struct dynevent_cmd cmd;
970   char *buf;
971   int ret;
972
973   buf = kzalloc(MAX_DYNEVENT_CMD_LEN, GFP_KERNEL);
974
975   dynevent_cmd_init(cmd, buf, maxlen, DYNEVENT_TYPE_FOO,
976                     foo_event_run_command);
977
978 The dynevent_cmd initialization needs to be given a user-specified
979 buffer and the length of the buffer (MAX_DYNEVENT_CMD_LEN can be used
980 for this purpose - at 2k it's generally too big to be comfortably put
981 on the stack, so is dynamically allocated), a dynevent type id, which
982 is meant to be used to check that further API calls are for the
983 correct command type, and a pointer to an event-specific run_command()
984 callback that will be called to actually execute the event-specific
985 command function.
986
987 Once that's done, the command string can by built up by successive
988 calls to argument-adding functions.
989
990 To add a single argument, define and initialize a struct dynevent_arg
991 or struct dynevent_arg_pair object.  Here's an example of the simplest
992 possible arg addition, which is simply to append the given string as
993 a whitespace-separated argument to the command::
994
995   struct dynevent_arg arg;
996
997   dynevent_arg_init(&arg, NULL, 0);
998
999   arg.str = name;
1000
1001   ret = dynevent_arg_add(cmd, &arg);
1002
1003 The arg object is first initialized using dynevent_arg_init() and in
1004 this case the parameters are NULL or 0, which means there's no
1005 optional sanity-checking function or separator appended to the end of
1006 the arg.
1007
1008 Here's another more complicated example using an 'arg pair', which is
1009 used to create an argument that consists of a couple components added
1010 together as a unit, for example, a 'type field_name;' arg or a simple
1011 expression arg e.g. 'flags=%cx'::
1012
1013   struct dynevent_arg_pair arg_pair;
1014
1015   dynevent_arg_pair_init(&arg_pair, dynevent_foo_check_arg_fn, 0, ';');
1016
1017   arg_pair.lhs = type;
1018   arg_pair.rhs = name;
1019
1020   ret = dynevent_arg_pair_add(cmd, &arg_pair);
1021
1022 Again, the arg_pair is first initialized, in this case with a callback
1023 function used to check the sanity of the args (for example, that
1024 neither part of the pair is NULL), along with a character to be used
1025 to add an operator between the pair (here none) and a separator to be
1026 appended onto the end of the arg pair (here ';').
1027
1028 There's also a dynevent_str_add() function that can be used to simply
1029 add a string as-is, with no spaces, delimeters, or arg check.
1030
1031 Any number of dynevent_*_add() calls can be made to build up the string
1032 (until its length surpasses cmd->maxlen).  When all the arguments have
1033 been added and the command string is complete, the only thing left to
1034 do is run the command, which happens by simply calling
1035 dynevent_create()::
1036
1037   ret = dynevent_create(&cmd);
1038
1039 At that point, if the return value is 0, the dynamic event has been
1040 created and is ready to use.
1041
1042 See the dynevent_cmd function definitions themselves for the details
1043 of the API.