Merge branch 'for-5.11/intel-ish' into for-linus
[linux-2.6-microblaze.git] / Documentation / trace / ftrace.rst
1 ========================
2 ftrace - Function Tracer
3 ========================
4
5 Copyright 2008 Red Hat Inc.
6
7 :Author:   Steven Rostedt <srostedt@redhat.com>
8 :License:  The GNU Free Documentation License, Version 1.2
9           (dual licensed under the GPL v2)
10 :Original Reviewers:  Elias Oltmanns, Randy Dunlap, Andrew Morton,
11                       John Kacur, and David Teigland.
12
13 - Written for: 2.6.28-rc2
14 - Updated for: 3.10
15 - Updated for: 4.13 - Copyright 2017 VMware Inc. Steven Rostedt
16 - Converted to rst format - Changbin Du <changbin.du@intel.com>
17
18 Introduction
19 ------------
20
21 Ftrace is an internal tracer designed to help out developers and
22 designers of systems to find what is going on inside the kernel.
23 It can be used for debugging or analyzing latencies and
24 performance issues that take place outside of user-space.
25
26 Although ftrace is typically considered the function tracer, it
27 is really a framework of several assorted tracing utilities.
28 There's latency tracing to examine what occurs between interrupts
29 disabled and enabled, as well as for preemption and from a time
30 a task is woken to the task is actually scheduled in.
31
32 One of the most common uses of ftrace is the event tracing.
33 Throughout the kernel is hundreds of static event points that
34 can be enabled via the tracefs file system to see what is
35 going on in certain parts of the kernel.
36
37 See events.rst for more information.
38
39
40 Implementation Details
41 ----------------------
42
43 See :doc:`ftrace-design` for details for arch porters and such.
44
45
46 The File System
47 ---------------
48
49 Ftrace uses the tracefs file system to hold the control files as
50 well as the files to display output.
51
52 When tracefs is configured into the kernel (which selecting any ftrace
53 option will do) the directory /sys/kernel/tracing will be created. To mount
54 this directory, you can add to your /etc/fstab file::
55
56  tracefs       /sys/kernel/tracing       tracefs defaults        0       0
57
58 Or you can mount it at run time with::
59
60  mount -t tracefs nodev /sys/kernel/tracing
61
62 For quicker access to that directory you may want to make a soft link to
63 it::
64
65  ln -s /sys/kernel/tracing /tracing
66
67 .. attention::
68
69   Before 4.1, all ftrace tracing control files were within the debugfs
70   file system, which is typically located at /sys/kernel/debug/tracing.
71   For backward compatibility, when mounting the debugfs file system,
72   the tracefs file system will be automatically mounted at:
73
74   /sys/kernel/debug/tracing
75
76   All files located in the tracefs file system will be located in that
77   debugfs file system directory as well.
78
79 .. attention::
80
81   Any selected ftrace option will also create the tracefs file system.
82   The rest of the document will assume that you are in the ftrace directory
83   (cd /sys/kernel/tracing) and will only concentrate on the files within that
84   directory and not distract from the content with the extended
85   "/sys/kernel/tracing" path name.
86
87 That's it! (assuming that you have ftrace configured into your kernel)
88
89 After mounting tracefs you will have access to the control and output files
90 of ftrace. Here is a list of some of the key files:
91
92
93  Note: all time values are in microseconds.
94
95   current_tracer:
96
97         This is used to set or display the current tracer
98         that is configured. Changing the current tracer clears
99         the ring buffer content as well as the "snapshot" buffer.
100
101   available_tracers:
102
103         This holds the different types of tracers that
104         have been compiled into the kernel. The
105         tracers listed here can be configured by
106         echoing their name into current_tracer.
107
108   tracing_on:
109
110         This sets or displays whether writing to the trace
111         ring buffer is enabled. Echo 0 into this file to disable
112         the tracer or 1 to enable it. Note, this only disables
113         writing to the ring buffer, the tracing overhead may
114         still be occurring.
115
116         The kernel function tracing_off() can be used within the
117         kernel to disable writing to the ring buffer, which will
118         set this file to "0". User space can re-enable tracing by
119         echoing "1" into the file.
120
121         Note, the function and event trigger "traceoff" will also
122         set this file to zero and stop tracing. Which can also
123         be re-enabled by user space using this file.
124
125   trace:
126
127         This file holds the output of the trace in a human
128         readable format (described below). Opening this file for
129         writing with the O_TRUNC flag clears the ring buffer content.
130         Note, this file is not a consumer. If tracing is off
131         (no tracer running, or tracing_on is zero), it will produce
132         the same output each time it is read. When tracing is on,
133         it may produce inconsistent results as it tries to read
134         the entire buffer without consuming it.
135
136   trace_pipe:
137
138         The output is the same as the "trace" file but this
139         file is meant to be streamed with live tracing.
140         Reads from this file will block until new data is
141         retrieved.  Unlike the "trace" file, this file is a
142         consumer. This means reading from this file causes
143         sequential reads to display more current data. Once
144         data is read from this file, it is consumed, and
145         will not be read again with a sequential read. The
146         "trace" file is static, and if the tracer is not
147         adding more data, it will display the same
148         information every time it is read.
149
150   trace_options:
151
152         This file lets the user control the amount of data
153         that is displayed in one of the above output
154         files. Options also exist to modify how a tracer
155         or events work (stack traces, timestamps, etc).
156
157   options:
158
159         This is a directory that has a file for every available
160         trace option (also in trace_options). Options may also be set
161         or cleared by writing a "1" or "0" respectively into the
162         corresponding file with the option name.
163
164   tracing_max_latency:
165
166         Some of the tracers record the max latency.
167         For example, the maximum time that interrupts are disabled.
168         The maximum time is saved in this file. The max trace will also be
169         stored, and displayed by "trace". A new max trace will only be
170         recorded if the latency is greater than the value in this file
171         (in microseconds).
172
173         By echoing in a time into this file, no latency will be recorded
174         unless it is greater than the time in this file.
175
176   tracing_thresh:
177
178         Some latency tracers will record a trace whenever the
179         latency is greater than the number in this file.
180         Only active when the file contains a number greater than 0.
181         (in microseconds)
182
183   buffer_size_kb:
184
185         This sets or displays the number of kilobytes each CPU
186         buffer holds. By default, the trace buffers are the same size
187         for each CPU. The displayed number is the size of the
188         CPU buffer and not total size of all buffers. The
189         trace buffers are allocated in pages (blocks of memory
190         that the kernel uses for allocation, usually 4 KB in size).
191         A few extra pages may be allocated to accommodate buffer management
192         meta-data. If the last page allocated has room for more bytes
193         than requested, the rest of the page will be used,
194         making the actual allocation bigger than requested or shown.
195         ( Note, the size may not be a multiple of the page size
196         due to buffer management meta-data. )
197
198         Buffer sizes for individual CPUs may vary
199         (see "per_cpu/cpu0/buffer_size_kb" below), and if they do
200         this file will show "X".
201
202   buffer_total_size_kb:
203
204         This displays the total combined size of all the trace buffers.
205
206   free_buffer:
207
208         If a process is performing tracing, and the ring buffer should be
209         shrunk "freed" when the process is finished, even if it were to be
210         killed by a signal, this file can be used for that purpose. On close
211         of this file, the ring buffer will be resized to its minimum size.
212         Having a process that is tracing also open this file, when the process
213         exits its file descriptor for this file will be closed, and in doing so,
214         the ring buffer will be "freed".
215
216         It may also stop tracing if disable_on_free option is set.
217
218   tracing_cpumask:
219
220         This is a mask that lets the user only trace on specified CPUs.
221         The format is a hex string representing the CPUs.
222
223   set_ftrace_filter:
224
225         When dynamic ftrace is configured in (see the
226         section below "dynamic ftrace"), the code is dynamically
227         modified (code text rewrite) to disable calling of the
228         function profiler (mcount). This lets tracing be configured
229         in with practically no overhead in performance.  This also
230         has a side effect of enabling or disabling specific functions
231         to be traced. Echoing names of functions into this file
232         will limit the trace to only those functions.
233         This influences the tracers "function" and "function_graph"
234         and thus also function profiling (see "function_profile_enabled").
235
236         The functions listed in "available_filter_functions" are what
237         can be written into this file.
238
239         This interface also allows for commands to be used. See the
240         "Filter commands" section for more details.
241
242         As a speed up, since processing strings can be quite expensive
243         and requires a check of all functions registered to tracing, instead
244         an index can be written into this file. A number (starting with "1")
245         written will instead select the same corresponding at the line position
246         of the "available_filter_functions" file.
247
248   set_ftrace_notrace:
249
250         This has an effect opposite to that of
251         set_ftrace_filter. Any function that is added here will not
252         be traced. If a function exists in both set_ftrace_filter
253         and set_ftrace_notrace, the function will _not_ be traced.
254
255   set_ftrace_pid:
256
257         Have the function tracer only trace the threads whose PID are
258         listed in this file.
259
260         If the "function-fork" option is set, then when a task whose
261         PID is listed in this file forks, the child's PID will
262         automatically be added to this file, and the child will be
263         traced by the function tracer as well. This option will also
264         cause PIDs of tasks that exit to be removed from the file.
265
266   set_ftrace_notrace_pid:
267
268         Have the function tracer ignore threads whose PID are listed in
269         this file.
270
271         If the "function-fork" option is set, then when a task whose
272         PID is listed in this file forks, the child's PID will
273         automatically be added to this file, and the child will not be
274         traced by the function tracer as well. This option will also
275         cause PIDs of tasks that exit to be removed from the file.
276
277         If a PID is in both this file and "set_ftrace_pid", then this
278         file takes precedence, and the thread will not be traced.
279
280   set_event_pid:
281
282         Have the events only trace a task with a PID listed in this file.
283         Note, sched_switch and sched_wake_up will also trace events
284         listed in this file.
285
286         To have the PIDs of children of tasks with their PID in this file
287         added on fork, enable the "event-fork" option. That option will also
288         cause the PIDs of tasks to be removed from this file when the task
289         exits.
290
291   set_event_notrace_pid:
292
293         Have the events not trace a task with a PID listed in this file.
294         Note, sched_switch and sched_wakeup will trace threads not listed
295         in this file, even if a thread's PID is in the file if the
296         sched_switch or sched_wakeup events also trace a thread that should
297         be traced.
298
299         To have the PIDs of children of tasks with their PID in this file
300         added on fork, enable the "event-fork" option. That option will also
301         cause the PIDs of tasks to be removed from this file when the task
302         exits.
303
304   set_graph_function:
305
306         Functions listed in this file will cause the function graph
307         tracer to only trace these functions and the functions that
308         they call. (See the section "dynamic ftrace" for more details).
309         Note, set_ftrace_filter and set_ftrace_notrace still affects
310         what functions are being traced.
311
312   set_graph_notrace:
313
314         Similar to set_graph_function, but will disable function graph
315         tracing when the function is hit until it exits the function.
316         This makes it possible to ignore tracing functions that are called
317         by a specific function.
318
319   available_filter_functions:
320
321         This lists the functions that ftrace has processed and can trace.
322         These are the function names that you can pass to
323         "set_ftrace_filter", "set_ftrace_notrace",
324         "set_graph_function", or "set_graph_notrace".
325         (See the section "dynamic ftrace" below for more details.)
326
327   dyn_ftrace_total_info:
328
329         This file is for debugging purposes. The number of functions that
330         have been converted to nops and are available to be traced.
331
332   enabled_functions:
333
334         This file is more for debugging ftrace, but can also be useful
335         in seeing if any function has a callback attached to it.
336         Not only does the trace infrastructure use ftrace function
337         trace utility, but other subsystems might too. This file
338         displays all functions that have a callback attached to them
339         as well as the number of callbacks that have been attached.
340         Note, a callback may also call multiple functions which will
341         not be listed in this count.
342
343         If the callback registered to be traced by a function with
344         the "save regs" attribute (thus even more overhead), a 'R'
345         will be displayed on the same line as the function that
346         is returning registers.
347
348         If the callback registered to be traced by a function with
349         the "ip modify" attribute (thus the regs->ip can be changed),
350         an 'I' will be displayed on the same line as the function that
351         can be overridden.
352
353         If the architecture supports it, it will also show what callback
354         is being directly called by the function. If the count is greater
355         than 1 it most likely will be ftrace_ops_list_func().
356
357         If the callback of the function jumps to a trampoline that is
358         specific to a the callback and not the standard trampoline,
359         its address will be printed as well as the function that the
360         trampoline calls.
361
362   function_profile_enabled:
363
364         When set it will enable all functions with either the function
365         tracer, or if configured, the function graph tracer. It will
366         keep a histogram of the number of functions that were called
367         and if the function graph tracer was configured, it will also keep
368         track of the time spent in those functions. The histogram
369         content can be displayed in the files:
370
371         trace_stat/function<cpu> ( function0, function1, etc).
372
373   trace_stat:
374
375         A directory that holds different tracing stats.
376
377   kprobe_events:
378
379         Enable dynamic trace points. See kprobetrace.rst.
380
381   kprobe_profile:
382
383         Dynamic trace points stats. See kprobetrace.rst.
384
385   max_graph_depth:
386
387         Used with the function graph tracer. This is the max depth
388         it will trace into a function. Setting this to a value of
389         one will show only the first kernel function that is called
390         from user space.
391
392   printk_formats:
393
394         This is for tools that read the raw format files. If an event in
395         the ring buffer references a string, only a pointer to the string
396         is recorded into the buffer and not the string itself. This prevents
397         tools from knowing what that string was. This file displays the string
398         and address for the string allowing tools to map the pointers to what
399         the strings were.
400
401   saved_cmdlines:
402
403         Only the pid of the task is recorded in a trace event unless
404         the event specifically saves the task comm as well. Ftrace
405         makes a cache of pid mappings to comms to try to display
406         comms for events. If a pid for a comm is not listed, then
407         "<...>" is displayed in the output.
408
409         If the option "record-cmd" is set to "0", then comms of tasks
410         will not be saved during recording. By default, it is enabled.
411
412   saved_cmdlines_size:
413
414         By default, 128 comms are saved (see "saved_cmdlines" above). To
415         increase or decrease the amount of comms that are cached, echo
416         the number of comms to cache into this file.
417
418   saved_tgids:
419
420         If the option "record-tgid" is set, on each scheduling context switch
421         the Task Group ID of a task is saved in a table mapping the PID of
422         the thread to its TGID. By default, the "record-tgid" option is
423         disabled.
424
425   snapshot:
426
427         This displays the "snapshot" buffer and also lets the user
428         take a snapshot of the current running trace.
429         See the "Snapshot" section below for more details.
430
431   stack_max_size:
432
433         When the stack tracer is activated, this will display the
434         maximum stack size it has encountered.
435         See the "Stack Trace" section below.
436
437   stack_trace:
438
439         This displays the stack back trace of the largest stack
440         that was encountered when the stack tracer is activated.
441         See the "Stack Trace" section below.
442
443   stack_trace_filter:
444
445         This is similar to "set_ftrace_filter" but it limits what
446         functions the stack tracer will check.
447
448   trace_clock:
449
450         Whenever an event is recorded into the ring buffer, a
451         "timestamp" is added. This stamp comes from a specified
452         clock. By default, ftrace uses the "local" clock. This
453         clock is very fast and strictly per cpu, but on some
454         systems it may not be monotonic with respect to other
455         CPUs. In other words, the local clocks may not be in sync
456         with local clocks on other CPUs.
457
458         Usual clocks for tracing::
459
460           # cat trace_clock
461           [local] global counter x86-tsc
462
463         The clock with the square brackets around it is the one in effect.
464
465         local:
466                 Default clock, but may not be in sync across CPUs
467
468         global:
469                 This clock is in sync with all CPUs but may
470                 be a bit slower than the local clock.
471
472         counter:
473                 This is not a clock at all, but literally an atomic
474                 counter. It counts up one by one, but is in sync
475                 with all CPUs. This is useful when you need to
476                 know exactly the order events occurred with respect to
477                 each other on different CPUs.
478
479         uptime:
480                 This uses the jiffies counter and the time stamp
481                 is relative to the time since boot up.
482
483         perf:
484                 This makes ftrace use the same clock that perf uses.
485                 Eventually perf will be able to read ftrace buffers
486                 and this will help out in interleaving the data.
487
488         x86-tsc:
489                 Architectures may define their own clocks. For
490                 example, x86 uses its own TSC cycle clock here.
491
492         ppc-tb:
493                 This uses the powerpc timebase register value.
494                 This is in sync across CPUs and can also be used
495                 to correlate events across hypervisor/guest if
496                 tb_offset is known.
497
498         mono:
499                 This uses the fast monotonic clock (CLOCK_MONOTONIC)
500                 which is monotonic and is subject to NTP rate adjustments.
501
502         mono_raw:
503                 This is the raw monotonic clock (CLOCK_MONOTONIC_RAW)
504                 which is monotonic but is not subject to any rate adjustments
505                 and ticks at the same rate as the hardware clocksource.
506
507         boot:
508                 This is the boot clock (CLOCK_BOOTTIME) and is based on the
509                 fast monotonic clock, but also accounts for time spent in
510                 suspend. Since the clock access is designed for use in
511                 tracing in the suspend path, some side effects are possible
512                 if clock is accessed after the suspend time is accounted before
513                 the fast mono clock is updated. In this case, the clock update
514                 appears to happen slightly sooner than it normally would have.
515                 Also on 32-bit systems, it's possible that the 64-bit boot offset
516                 sees a partial update. These effects are rare and post
517                 processing should be able to handle them. See comments in the
518                 ktime_get_boot_fast_ns() function for more information.
519
520         To set a clock, simply echo the clock name into this file::
521
522           # echo global > trace_clock
523
524         Setting a clock clears the ring buffer content as well as the
525         "snapshot" buffer.
526
527   trace_marker:
528
529         This is a very useful file for synchronizing user space
530         with events happening in the kernel. Writing strings into
531         this file will be written into the ftrace buffer.
532
533         It is useful in applications to open this file at the start
534         of the application and just reference the file descriptor
535         for the file::
536
537                 void trace_write(const char *fmt, ...)
538                 {
539                         va_list ap;
540                         char buf[256];
541                         int n;
542
543                         if (trace_fd < 0)
544                                 return;
545
546                         va_start(ap, fmt);
547                         n = vsnprintf(buf, 256, fmt, ap);
548                         va_end(ap);
549
550                         write(trace_fd, buf, n);
551                 }
552
553         start::
554
555                 trace_fd = open("trace_marker", WR_ONLY);
556
557         Note: Writing into the trace_marker file can also initiate triggers
558               that are written into /sys/kernel/tracing/events/ftrace/print/trigger
559               See "Event triggers" in Documentation/trace/events.rst and an
560               example in Documentation/trace/histogram.rst (Section 3.)
561
562   trace_marker_raw:
563
564         This is similar to trace_marker above, but is meant for binary data
565         to be written to it, where a tool can be used to parse the data
566         from trace_pipe_raw.
567
568   uprobe_events:
569
570         Add dynamic tracepoints in programs.
571         See uprobetracer.rst
572
573   uprobe_profile:
574
575         Uprobe statistics. See uprobetrace.txt
576
577   instances:
578
579         This is a way to make multiple trace buffers where different
580         events can be recorded in different buffers.
581         See "Instances" section below.
582
583   events:
584
585         This is the trace event directory. It holds event tracepoints
586         (also known as static tracepoints) that have been compiled
587         into the kernel. It shows what event tracepoints exist
588         and how they are grouped by system. There are "enable"
589         files at various levels that can enable the tracepoints
590         when a "1" is written to them.
591
592         See events.rst for more information.
593
594   set_event:
595
596         By echoing in the event into this file, will enable that event.
597
598         See events.rst for more information.
599
600   available_events:
601
602         A list of events that can be enabled in tracing.
603
604         See events.rst for more information.
605
606   timestamp_mode:
607
608         Certain tracers may change the timestamp mode used when
609         logging trace events into the event buffer.  Events with
610         different modes can coexist within a buffer but the mode in
611         effect when an event is logged determines which timestamp mode
612         is used for that event.  The default timestamp mode is
613         'delta'.
614
615         Usual timestamp modes for tracing:
616
617           # cat timestamp_mode
618           [delta] absolute
619
620           The timestamp mode with the square brackets around it is the
621           one in effect.
622
623           delta: Default timestamp mode - timestamp is a delta against
624                  a per-buffer timestamp.
625
626           absolute: The timestamp is a full timestamp, not a delta
627                  against some other value.  As such it takes up more
628                  space and is less efficient.
629
630   hwlat_detector:
631
632         Directory for the Hardware Latency Detector.
633         See "Hardware Latency Detector" section below.
634
635   per_cpu:
636
637         This is a directory that contains the trace per_cpu information.
638
639   per_cpu/cpu0/buffer_size_kb:
640
641         The ftrace buffer is defined per_cpu. That is, there's a separate
642         buffer for each CPU to allow writes to be done atomically,
643         and free from cache bouncing. These buffers may have different
644         size buffers. This file is similar to the buffer_size_kb
645         file, but it only displays or sets the buffer size for the
646         specific CPU. (here cpu0).
647
648   per_cpu/cpu0/trace:
649
650         This is similar to the "trace" file, but it will only display
651         the data specific for the CPU. If written to, it only clears
652         the specific CPU buffer.
653
654   per_cpu/cpu0/trace_pipe
655
656         This is similar to the "trace_pipe" file, and is a consuming
657         read, but it will only display (and consume) the data specific
658         for the CPU.
659
660   per_cpu/cpu0/trace_pipe_raw
661
662         For tools that can parse the ftrace ring buffer binary format,
663         the trace_pipe_raw file can be used to extract the data
664         from the ring buffer directly. With the use of the splice()
665         system call, the buffer data can be quickly transferred to
666         a file or to the network where a server is collecting the
667         data.
668
669         Like trace_pipe, this is a consuming reader, where multiple
670         reads will always produce different data.
671
672   per_cpu/cpu0/snapshot:
673
674         This is similar to the main "snapshot" file, but will only
675         snapshot the current CPU (if supported). It only displays
676         the content of the snapshot for a given CPU, and if
677         written to, only clears this CPU buffer.
678
679   per_cpu/cpu0/snapshot_raw:
680
681         Similar to the trace_pipe_raw, but will read the binary format
682         from the snapshot buffer for the given CPU.
683
684   per_cpu/cpu0/stats:
685
686         This displays certain stats about the ring buffer:
687
688         entries:
689                 The number of events that are still in the buffer.
690
691         overrun:
692                 The number of lost events due to overwriting when
693                 the buffer was full.
694
695         commit overrun:
696                 Should always be zero.
697                 This gets set if so many events happened within a nested
698                 event (ring buffer is re-entrant), that it fills the
699                 buffer and starts dropping events.
700
701         bytes:
702                 Bytes actually read (not overwritten).
703
704         oldest event ts:
705                 The oldest timestamp in the buffer
706
707         now ts:
708                 The current timestamp
709
710         dropped events:
711                 Events lost due to overwrite option being off.
712
713         read events:
714                 The number of events read.
715
716 The Tracers
717 -----------
718
719 Here is the list of current tracers that may be configured.
720
721   "function"
722
723         Function call tracer to trace all kernel functions.
724
725   "function_graph"
726
727         Similar to the function tracer except that the
728         function tracer probes the functions on their entry
729         whereas the function graph tracer traces on both entry
730         and exit of the functions. It then provides the ability
731         to draw a graph of function calls similar to C code
732         source.
733
734   "blk"
735
736         The block tracer. The tracer used by the blktrace user
737         application.
738
739   "hwlat"
740
741         The Hardware Latency tracer is used to detect if the hardware
742         produces any latency. See "Hardware Latency Detector" section
743         below.
744
745   "irqsoff"
746
747         Traces the areas that disable interrupts and saves
748         the trace with the longest max latency.
749         See tracing_max_latency. When a new max is recorded,
750         it replaces the old trace. It is best to view this
751         trace with the latency-format option enabled, which
752         happens automatically when the tracer is selected.
753
754   "preemptoff"
755
756         Similar to irqsoff but traces and records the amount of
757         time for which preemption is disabled.
758
759   "preemptirqsoff"
760
761         Similar to irqsoff and preemptoff, but traces and
762         records the largest time for which irqs and/or preemption
763         is disabled.
764
765   "wakeup"
766
767         Traces and records the max latency that it takes for
768         the highest priority task to get scheduled after
769         it has been woken up.
770         Traces all tasks as an average developer would expect.
771
772   "wakeup_rt"
773
774         Traces and records the max latency that it takes for just
775         RT tasks (as the current "wakeup" does). This is useful
776         for those interested in wake up timings of RT tasks.
777
778   "wakeup_dl"
779
780         Traces and records the max latency that it takes for
781         a SCHED_DEADLINE task to be woken (as the "wakeup" and
782         "wakeup_rt" does).
783
784   "mmiotrace"
785
786         A special tracer that is used to trace binary module.
787         It will trace all the calls that a module makes to the
788         hardware. Everything it writes and reads from the I/O
789         as well.
790
791   "branch"
792
793         This tracer can be configured when tracing likely/unlikely
794         calls within the kernel. It will trace when a likely and
795         unlikely branch is hit and if it was correct in its prediction
796         of being correct.
797
798   "nop"
799
800         This is the "trace nothing" tracer. To remove all
801         tracers from tracing simply echo "nop" into
802         current_tracer.
803
804 Error conditions
805 ----------------
806
807   For most ftrace commands, failure modes are obvious and communicated
808   using standard return codes.
809
810   For other more involved commands, extended error information may be
811   available via the tracing/error_log file.  For the commands that
812   support it, reading the tracing/error_log file after an error will
813   display more detailed information about what went wrong, if
814   information is available.  The tracing/error_log file is a circular
815   error log displaying a small number (currently, 8) of ftrace errors
816   for the last (8) failed commands.
817
818   The extended error information and usage takes the form shown in
819   this example::
820
821     # echo xxx > /sys/kernel/debug/tracing/events/sched/sched_wakeup/trigger
822     echo: write error: Invalid argument
823
824     # cat /sys/kernel/debug/tracing/error_log
825     [ 5348.887237] location: error: Couldn't yyy: zzz
826       Command: xxx
827                ^
828     [ 7517.023364] location: error: Bad rrr: sss
829       Command: ppp qqq
830                    ^
831
832   To clear the error log, echo the empty string into it::
833
834     # echo > /sys/kernel/debug/tracing/error_log
835
836 Examples of using the tracer
837 ----------------------------
838
839 Here are typical examples of using the tracers when controlling
840 them only with the tracefs interface (without using any
841 user-land utilities).
842
843 Output format:
844 --------------
845
846 Here is an example of the output format of the file "trace"::
847
848   # tracer: function
849   #
850   # entries-in-buffer/entries-written: 140080/250280   #P:4
851   #
852   #                              _-----=> irqs-off
853   #                             / _----=> need-resched
854   #                            | / _---=> hardirq/softirq
855   #                            || / _--=> preempt-depth
856   #                            ||| /     delay
857   #           TASK-PID   CPU#  ||||    TIMESTAMP  FUNCTION
858   #              | |       |   ||||       |         |
859               bash-1977  [000] .... 17284.993652: sys_close <-system_call_fastpath
860               bash-1977  [000] .... 17284.993653: __close_fd <-sys_close
861               bash-1977  [000] .... 17284.993653: _raw_spin_lock <-__close_fd
862               sshd-1974  [003] .... 17284.993653: __srcu_read_unlock <-fsnotify
863               bash-1977  [000] .... 17284.993654: add_preempt_count <-_raw_spin_lock
864               bash-1977  [000] ...1 17284.993655: _raw_spin_unlock <-__close_fd
865               bash-1977  [000] ...1 17284.993656: sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock
866               bash-1977  [000] .... 17284.993657: filp_close <-__close_fd
867               bash-1977  [000] .... 17284.993657: dnotify_flush <-filp_close
868               sshd-1974  [003] .... 17284.993658: sys_select <-system_call_fastpath
869               ....
870
871 A header is printed with the tracer name that is represented by
872 the trace. In this case the tracer is "function". Then it shows the
873 number of events in the buffer as well as the total number of entries
874 that were written. The difference is the number of entries that were
875 lost due to the buffer filling up (250280 - 140080 = 110200 events
876 lost).
877
878 The header explains the content of the events. Task name "bash", the task
879 PID "1977", the CPU that it was running on "000", the latency format
880 (explained below), the timestamp in <secs>.<usecs> format, the
881 function name that was traced "sys_close" and the parent function that
882 called this function "system_call_fastpath". The timestamp is the time
883 at which the function was entered.
884
885 Latency trace format
886 --------------------
887
888 When the latency-format option is enabled or when one of the latency
889 tracers is set, the trace file gives somewhat more information to see
890 why a latency happened. Here is a typical trace::
891
892   # tracer: irqsoff
893   #
894   # irqsoff latency trace v1.1.5 on 3.8.0-test+
895   # --------------------------------------------------------------------
896   # latency: 259 us, #4/4, CPU#2 | (M:preempt VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
897   #    -----------------
898   #    | task: ps-6143 (uid:0 nice:0 policy:0 rt_prio:0)
899   #    -----------------
900   #  => started at: __lock_task_sighand
901   #  => ended at:   _raw_spin_unlock_irqrestore
902   #
903   #
904   #                  _------=> CPU#            
905   #                 / _-----=> irqs-off        
906   #                | / _----=> need-resched    
907   #                || / _---=> hardirq/softirq 
908   #                ||| / _--=> preempt-depth   
909   #                |||| /     delay             
910   #  cmd     pid   ||||| time  |   caller      
911   #     \   /      |||||  \    |   /           
912         ps-6143    2d...    0us!: trace_hardirqs_off <-__lock_task_sighand
913         ps-6143    2d..1  259us+: trace_hardirqs_on <-_raw_spin_unlock_irqrestore
914         ps-6143    2d..1  263us+: time_hardirqs_on <-_raw_spin_unlock_irqrestore
915         ps-6143    2d..1  306us : <stack trace>
916    => trace_hardirqs_on_caller
917    => trace_hardirqs_on
918    => _raw_spin_unlock_irqrestore
919    => do_task_stat
920    => proc_tgid_stat
921    => proc_single_show
922    => seq_read
923    => vfs_read
924    => sys_read
925    => system_call_fastpath
926
927
928 This shows that the current tracer is "irqsoff" tracing the time
929 for which interrupts were disabled. It gives the trace version (which
930 never changes) and the version of the kernel upon which this was executed on
931 (3.8). Then it displays the max latency in microseconds (259 us). The number
932 of trace entries displayed and the total number (both are four: #4/4).
933 VP, KP, SP, and HP are always zero and are reserved for later use.
934 #P is the number of online CPUs (#P:4).
935
936 The task is the process that was running when the latency
937 occurred. (ps pid: 6143).
938
939 The start and stop (the functions in which the interrupts were
940 disabled and enabled respectively) that caused the latencies:
941
942   - __lock_task_sighand is where the interrupts were disabled.
943   - _raw_spin_unlock_irqrestore is where they were enabled again.
944
945 The next lines after the header are the trace itself. The header
946 explains which is which.
947
948   cmd: The name of the process in the trace.
949
950   pid: The PID of that process.
951
952   CPU#: The CPU which the process was running on.
953
954   irqs-off: 'd' interrupts are disabled. '.' otherwise.
955         .. caution:: If the architecture does not support a way to
956                 read the irq flags variable, an 'X' will always
957                 be printed here.
958
959   need-resched:
960         - 'N' both TIF_NEED_RESCHED and PREEMPT_NEED_RESCHED is set,
961         - 'n' only TIF_NEED_RESCHED is set,
962         - 'p' only PREEMPT_NEED_RESCHED is set,
963         - '.' otherwise.
964
965   hardirq/softirq:
966         - 'Z' - NMI occurred inside a hardirq
967         - 'z' - NMI is running
968         - 'H' - hard irq occurred inside a softirq.
969         - 'h' - hard irq is running
970         - 's' - soft irq is running
971         - '.' - normal context.
972
973   preempt-depth: The level of preempt_disabled
974
975 The above is mostly meaningful for kernel developers.
976
977   time:
978         When the latency-format option is enabled, the trace file
979         output includes a timestamp relative to the start of the
980         trace. This differs from the output when latency-format
981         is disabled, which includes an absolute timestamp.
982
983   delay:
984         This is just to help catch your eye a bit better. And
985         needs to be fixed to be only relative to the same CPU.
986         The marks are determined by the difference between this
987         current trace and the next trace.
988
989           - '$' - greater than 1 second
990           - '@' - greater than 100 millisecond
991           - '*' - greater than 10 millisecond
992           - '#' - greater than 1000 microsecond
993           - '!' - greater than 100 microsecond
994           - '+' - greater than 10 microsecond
995           - ' ' - less than or equal to 10 microsecond.
996
997   The rest is the same as the 'trace' file.
998
999   Note, the latency tracers will usually end with a back trace
1000   to easily find where the latency occurred.
1001
1002 trace_options
1003 -------------
1004
1005 The trace_options file (or the options directory) is used to control
1006 what gets printed in the trace output, or manipulate the tracers.
1007 To see what is available, simply cat the file::
1008
1009   cat trace_options
1010         print-parent
1011         nosym-offset
1012         nosym-addr
1013         noverbose
1014         noraw
1015         nohex
1016         nobin
1017         noblock
1018         trace_printk
1019         annotate
1020         nouserstacktrace
1021         nosym-userobj
1022         noprintk-msg-only
1023         context-info
1024         nolatency-format
1025         record-cmd
1026         norecord-tgid
1027         overwrite
1028         nodisable_on_free
1029         irq-info
1030         markers
1031         noevent-fork
1032         function-trace
1033         nofunction-fork
1034         nodisplay-graph
1035         nostacktrace
1036         nobranch
1037
1038 To disable one of the options, echo in the option prepended with
1039 "no"::
1040
1041   echo noprint-parent > trace_options
1042
1043 To enable an option, leave off the "no"::
1044
1045   echo sym-offset > trace_options
1046
1047 Here are the available options:
1048
1049   print-parent
1050         On function traces, display the calling (parent)
1051         function as well as the function being traced.
1052         ::
1053
1054           print-parent:
1055            bash-4000  [01]  1477.606694: simple_strtoul <-kstrtoul
1056
1057           noprint-parent:
1058            bash-4000  [01]  1477.606694: simple_strtoul
1059
1060
1061   sym-offset
1062         Display not only the function name, but also the
1063         offset in the function. For example, instead of
1064         seeing just "ktime_get", you will see
1065         "ktime_get+0xb/0x20".
1066         ::
1067
1068           sym-offset:
1069            bash-4000  [01]  1477.606694: simple_strtoul+0x6/0xa0
1070
1071   sym-addr
1072         This will also display the function address as well
1073         as the function name.
1074         ::
1075
1076           sym-addr:
1077            bash-4000  [01]  1477.606694: simple_strtoul <c0339346>
1078
1079   verbose
1080         This deals with the trace file when the
1081         latency-format option is enabled.
1082         ::
1083
1084             bash  4000 1 0 00000000 00010a95 [58127d26] 1720.415ms \
1085             (+0.000ms): simple_strtoul (kstrtoul)
1086
1087   raw
1088         This will display raw numbers. This option is best for
1089         use with user applications that can translate the raw
1090         numbers better than having it done in the kernel.
1091
1092   hex
1093         Similar to raw, but the numbers will be in a hexadecimal format.
1094
1095   bin
1096         This will print out the formats in raw binary.
1097
1098   block
1099         When set, reading trace_pipe will not block when polled.
1100
1101   trace_printk
1102         Can disable trace_printk() from writing into the buffer.
1103
1104   annotate
1105         It is sometimes confusing when the CPU buffers are full
1106         and one CPU buffer had a lot of events recently, thus
1107         a shorter time frame, were another CPU may have only had
1108         a few events, which lets it have older events. When
1109         the trace is reported, it shows the oldest events first,
1110         and it may look like only one CPU ran (the one with the
1111         oldest events). When the annotate option is set, it will
1112         display when a new CPU buffer started::
1113
1114                           <idle>-0     [001] dNs4 21169.031481: wake_up_idle_cpu <-add_timer_on
1115                           <idle>-0     [001] dNs4 21169.031482: _raw_spin_unlock_irqrestore <-add_timer_on
1116                           <idle>-0     [001] .Ns4 21169.031484: sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock_irqrestore
1117                 ##### CPU 2 buffer started ####
1118                           <idle>-0     [002] .N.1 21169.031484: rcu_idle_exit <-cpu_idle
1119                           <idle>-0     [001] .Ns3 21169.031484: _raw_spin_unlock <-clocksource_watchdog
1120                           <idle>-0     [001] .Ns3 21169.031485: sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock
1121
1122   userstacktrace
1123         This option changes the trace. It records a
1124         stacktrace of the current user space thread after
1125         each trace event.
1126
1127   sym-userobj
1128         when user stacktrace are enabled, look up which
1129         object the address belongs to, and print a
1130         relative address. This is especially useful when
1131         ASLR is on, otherwise you don't get a chance to
1132         resolve the address to object/file/line after
1133         the app is no longer running
1134
1135         The lookup is performed when you read
1136         trace,trace_pipe. Example::
1137
1138                   a.out-1623  [000] 40874.465068: /root/a.out[+0x480] <-/root/a.out[+0
1139                   x494] <- /root/a.out[+0x4a8] <- /lib/libc-2.7.so[+0x1e1a6]
1140
1141
1142   printk-msg-only
1143         When set, trace_printk()s will only show the format
1144         and not their parameters (if trace_bprintk() or
1145         trace_bputs() was used to save the trace_printk()).
1146
1147   context-info
1148         Show only the event data. Hides the comm, PID,
1149         timestamp, CPU, and other useful data.
1150
1151   latency-format
1152         This option changes the trace output. When it is enabled,
1153         the trace displays additional information about the
1154         latency, as described in "Latency trace format".
1155
1156   pause-on-trace
1157         When set, opening the trace file for read, will pause
1158         writing to the ring buffer (as if tracing_on was set to zero).
1159         This simulates the original behavior of the trace file.
1160         When the file is closed, tracing will be enabled again.
1161
1162   record-cmd
1163         When any event or tracer is enabled, a hook is enabled
1164         in the sched_switch trace point to fill comm cache
1165         with mapped pids and comms. But this may cause some
1166         overhead, and if you only care about pids, and not the
1167         name of the task, disabling this option can lower the
1168         impact of tracing. See "saved_cmdlines".
1169
1170   record-tgid
1171         When any event or tracer is enabled, a hook is enabled
1172         in the sched_switch trace point to fill the cache of
1173         mapped Thread Group IDs (TGID) mapping to pids. See
1174         "saved_tgids".
1175
1176   overwrite
1177         This controls what happens when the trace buffer is
1178         full. If "1" (default), the oldest events are
1179         discarded and overwritten. If "0", then the newest
1180         events are discarded.
1181         (see per_cpu/cpu0/stats for overrun and dropped)
1182
1183   disable_on_free
1184         When the free_buffer is closed, tracing will
1185         stop (tracing_on set to 0).
1186
1187   irq-info
1188         Shows the interrupt, preempt count, need resched data.
1189         When disabled, the trace looks like::
1190
1191                 # tracer: function
1192                 #
1193                 # entries-in-buffer/entries-written: 144405/9452052   #P:4
1194                 #
1195                 #           TASK-PID   CPU#      TIMESTAMP  FUNCTION
1196                 #              | |       |          |         |
1197                           <idle>-0     [002]  23636.756054: ttwu_do_activate.constprop.89 <-try_to_wake_up
1198                           <idle>-0     [002]  23636.756054: activate_task <-ttwu_do_activate.constprop.89
1199                           <idle>-0     [002]  23636.756055: enqueue_task <-activate_task
1200
1201
1202   markers
1203         When set, the trace_marker is writable (only by root).
1204         When disabled, the trace_marker will error with EINVAL
1205         on write.
1206
1207   event-fork
1208         When set, tasks with PIDs listed in set_event_pid will have
1209         the PIDs of their children added to set_event_pid when those
1210         tasks fork. Also, when tasks with PIDs in set_event_pid exit,
1211         their PIDs will be removed from the file.
1212
1213         This affects PIDs listed in set_event_notrace_pid as well.
1214
1215   function-trace
1216         The latency tracers will enable function tracing
1217         if this option is enabled (default it is). When
1218         it is disabled, the latency tracers do not trace
1219         functions. This keeps the overhead of the tracer down
1220         when performing latency tests.
1221
1222   function-fork
1223         When set, tasks with PIDs listed in set_ftrace_pid will
1224         have the PIDs of their children added to set_ftrace_pid
1225         when those tasks fork. Also, when tasks with PIDs in
1226         set_ftrace_pid exit, their PIDs will be removed from the
1227         file.
1228
1229         This affects PIDs in set_ftrace_notrace_pid as well.
1230
1231   display-graph
1232         When set, the latency tracers (irqsoff, wakeup, etc) will
1233         use function graph tracing instead of function tracing.
1234
1235   stacktrace
1236         When set, a stack trace is recorded after any trace event
1237         is recorded.
1238
1239   branch
1240         Enable branch tracing with the tracer. This enables branch
1241         tracer along with the currently set tracer. Enabling this
1242         with the "nop" tracer is the same as just enabling the
1243         "branch" tracer.
1244
1245 .. tip:: Some tracers have their own options. They only appear in this
1246        file when the tracer is active. They always appear in the
1247        options directory.
1248
1249
1250 Here are the per tracer options:
1251
1252 Options for function tracer:
1253
1254   func_stack_trace
1255         When set, a stack trace is recorded after every
1256         function that is recorded. NOTE! Limit the functions
1257         that are recorded before enabling this, with
1258         "set_ftrace_filter" otherwise the system performance
1259         will be critically degraded. Remember to disable
1260         this option before clearing the function filter.
1261
1262 Options for function_graph tracer:
1263
1264  Since the function_graph tracer has a slightly different output
1265  it has its own options to control what is displayed.
1266
1267   funcgraph-overrun
1268         When set, the "overrun" of the graph stack is
1269         displayed after each function traced. The
1270         overrun, is when the stack depth of the calls
1271         is greater than what is reserved for each task.
1272         Each task has a fixed array of functions to
1273         trace in the call graph. If the depth of the
1274         calls exceeds that, the function is not traced.
1275         The overrun is the number of functions missed
1276         due to exceeding this array.
1277
1278   funcgraph-cpu
1279         When set, the CPU number of the CPU where the trace
1280         occurred is displayed.
1281
1282   funcgraph-overhead
1283         When set, if the function takes longer than
1284         A certain amount, then a delay marker is
1285         displayed. See "delay" above, under the
1286         header description.
1287
1288   funcgraph-proc
1289         Unlike other tracers, the process' command line
1290         is not displayed by default, but instead only
1291         when a task is traced in and out during a context
1292         switch. Enabling this options has the command
1293         of each process displayed at every line.
1294
1295   funcgraph-duration
1296         At the end of each function (the return)
1297         the duration of the amount of time in the
1298         function is displayed in microseconds.
1299
1300   funcgraph-abstime
1301         When set, the timestamp is displayed at each line.
1302
1303   funcgraph-irqs
1304         When disabled, functions that happen inside an
1305         interrupt will not be traced.
1306
1307   funcgraph-tail
1308         When set, the return event will include the function
1309         that it represents. By default this is off, and
1310         only a closing curly bracket "}" is displayed for
1311         the return of a function.
1312
1313   sleep-time
1314         When running function graph tracer, to include
1315         the time a task schedules out in its function.
1316         When enabled, it will account time the task has been
1317         scheduled out as part of the function call.
1318
1319   graph-time
1320         When running function profiler with function graph tracer,
1321         to include the time to call nested functions. When this is
1322         not set, the time reported for the function will only
1323         include the time the function itself executed for, not the
1324         time for functions that it called.
1325
1326 Options for blk tracer:
1327
1328   blk_classic
1329         Shows a more minimalistic output.
1330
1331
1332 irqsoff
1333 -------
1334
1335 When interrupts are disabled, the CPU can not react to any other
1336 external event (besides NMIs and SMIs). This prevents the timer
1337 interrupt from triggering or the mouse interrupt from letting
1338 the kernel know of a new mouse event. The result is a latency
1339 with the reaction time.
1340
1341 The irqsoff tracer tracks the time for which interrupts are
1342 disabled. When a new maximum latency is hit, the tracer saves
1343 the trace leading up to that latency point so that every time a
1344 new maximum is reached, the old saved trace is discarded and the
1345 new trace is saved.
1346
1347 To reset the maximum, echo 0 into tracing_max_latency. Here is
1348 an example::
1349
1350   # echo 0 > options/function-trace
1351   # echo irqsoff > current_tracer
1352   # echo 1 > tracing_on
1353   # echo 0 > tracing_max_latency
1354   # ls -ltr
1355   [...]
1356   # echo 0 > tracing_on
1357   # cat trace
1358   # tracer: irqsoff
1359   #
1360   # irqsoff latency trace v1.1.5 on 3.8.0-test+
1361   # --------------------------------------------------------------------
1362   # latency: 16 us, #4/4, CPU#0 | (M:preempt VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
1363   #    -----------------
1364   #    | task: swapper/0-0 (uid:0 nice:0 policy:0 rt_prio:0)
1365   #    -----------------
1366   #  => started at: run_timer_softirq
1367   #  => ended at:   run_timer_softirq
1368   #
1369   #
1370   #                  _------=> CPU#            
1371   #                 / _-----=> irqs-off        
1372   #                | / _----=> need-resched    
1373   #                || / _---=> hardirq/softirq 
1374   #                ||| / _--=> preempt-depth   
1375   #                |||| /     delay             
1376   #  cmd     pid   ||||| time  |   caller      
1377   #     \   /      |||||  \    |   /           
1378     <idle>-0       0d.s2    0us+: _raw_spin_lock_irq <-run_timer_softirq
1379     <idle>-0       0dNs3   17us : _raw_spin_unlock_irq <-run_timer_softirq
1380     <idle>-0       0dNs3   17us+: trace_hardirqs_on <-run_timer_softirq
1381     <idle>-0       0dNs3   25us : <stack trace>
1382    => _raw_spin_unlock_irq
1383    => run_timer_softirq
1384    => __do_softirq
1385    => call_softirq
1386    => do_softirq
1387    => irq_exit
1388    => smp_apic_timer_interrupt
1389    => apic_timer_interrupt
1390    => rcu_idle_exit
1391    => cpu_idle
1392    => rest_init
1393    => start_kernel
1394    => x86_64_start_reservations
1395    => x86_64_start_kernel
1396
1397 Here we see that we had a latency of 16 microseconds (which is
1398 very good). The _raw_spin_lock_irq in run_timer_softirq disabled
1399 interrupts. The difference between the 16 and the displayed
1400 timestamp 25us occurred because the clock was incremented
1401 between the time of recording the max latency and the time of
1402 recording the function that had that latency.
1403
1404 Note the above example had function-trace not set. If we set
1405 function-trace, we get a much larger output::
1406
1407  with echo 1 > options/function-trace
1408
1409   # tracer: irqsoff
1410   #
1411   # irqsoff latency trace v1.1.5 on 3.8.0-test+
1412   # --------------------------------------------------------------------
1413   # latency: 71 us, #168/168, CPU#3 | (M:preempt VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
1414   #    -----------------
1415   #    | task: bash-2042 (uid:0 nice:0 policy:0 rt_prio:0)
1416   #    -----------------
1417   #  => started at: ata_scsi_queuecmd
1418   #  => ended at:   ata_scsi_queuecmd
1419   #
1420   #
1421   #                  _------=> CPU#            
1422   #                 / _-----=> irqs-off        
1423   #                | / _----=> need-resched    
1424   #                || / _---=> hardirq/softirq 
1425   #                ||| / _--=> preempt-depth   
1426   #                |||| /     delay             
1427   #  cmd     pid   ||||| time  |   caller      
1428   #     \   /      |||||  \    |   /           
1429       bash-2042    3d...    0us : _raw_spin_lock_irqsave <-ata_scsi_queuecmd
1430       bash-2042    3d...    0us : add_preempt_count <-_raw_spin_lock_irqsave
1431       bash-2042    3d..1    1us : ata_scsi_find_dev <-ata_scsi_queuecmd
1432       bash-2042    3d..1    1us : __ata_scsi_find_dev <-ata_scsi_find_dev
1433       bash-2042    3d..1    2us : ata_find_dev.part.14 <-__ata_scsi_find_dev
1434       bash-2042    3d..1    2us : ata_qc_new_init <-__ata_scsi_queuecmd
1435       bash-2042    3d..1    3us : ata_sg_init <-__ata_scsi_queuecmd
1436       bash-2042    3d..1    4us : ata_scsi_rw_xlat <-__ata_scsi_queuecmd
1437       bash-2042    3d..1    4us : ata_build_rw_tf <-ata_scsi_rw_xlat
1438   [...]
1439       bash-2042    3d..1   67us : delay_tsc <-__delay
1440       bash-2042    3d..1   67us : add_preempt_count <-delay_tsc
1441       bash-2042    3d..2   67us : sub_preempt_count <-delay_tsc
1442       bash-2042    3d..1   67us : add_preempt_count <-delay_tsc
1443       bash-2042    3d..2   68us : sub_preempt_count <-delay_tsc
1444       bash-2042    3d..1   68us+: ata_bmdma_start <-ata_bmdma_qc_issue
1445       bash-2042    3d..1   71us : _raw_spin_unlock_irqrestore <-ata_scsi_queuecmd
1446       bash-2042    3d..1   71us : _raw_spin_unlock_irqrestore <-ata_scsi_queuecmd
1447       bash-2042    3d..1   72us+: trace_hardirqs_on <-ata_scsi_queuecmd
1448       bash-2042    3d..1  120us : <stack trace>
1449    => _raw_spin_unlock_irqrestore
1450    => ata_scsi_queuecmd
1451    => scsi_dispatch_cmd
1452    => scsi_request_fn
1453    => __blk_run_queue_uncond
1454    => __blk_run_queue
1455    => blk_queue_bio
1456    => submit_bio_noacct
1457    => submit_bio
1458    => submit_bh
1459    => __ext3_get_inode_loc
1460    => ext3_iget
1461    => ext3_lookup
1462    => lookup_real
1463    => __lookup_hash
1464    => walk_component
1465    => lookup_last
1466    => path_lookupat
1467    => filename_lookup
1468    => user_path_at_empty
1469    => user_path_at
1470    => vfs_fstatat
1471    => vfs_stat
1472    => sys_newstat
1473    => system_call_fastpath
1474
1475
1476 Here we traced a 71 microsecond latency. But we also see all the
1477 functions that were called during that time. Note that by
1478 enabling function tracing, we incur an added overhead. This
1479 overhead may extend the latency times. But nevertheless, this
1480 trace has provided some very helpful debugging information.
1481
1482 If we prefer function graph output instead of function, we can set
1483 display-graph option::
1484
1485  with echo 1 > options/display-graph
1486
1487   # tracer: irqsoff
1488   #
1489   # irqsoff latency trace v1.1.5 on 4.20.0-rc6+
1490   # --------------------------------------------------------------------
1491   # latency: 3751 us, #274/274, CPU#0 | (M:desktop VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
1492   #    -----------------
1493   #    | task: bash-1507 (uid:0 nice:0 policy:0 rt_prio:0)
1494   #    -----------------
1495   #  => started at: free_debug_processing
1496   #  => ended at:   return_to_handler
1497   #
1498   #
1499   #                                       _-----=> irqs-off
1500   #                                      / _----=> need-resched
1501   #                                     | / _---=> hardirq/softirq
1502   #                                     || / _--=> preempt-depth
1503   #                                     ||| /
1504   #   REL TIME      CPU  TASK/PID       ||||     DURATION                  FUNCTION CALLS
1505   #      |          |     |    |        ||||      |   |                     |   |   |   |
1506           0 us |   0)   bash-1507    |  d... |   0.000 us    |  _raw_spin_lock_irqsave();
1507           0 us |   0)   bash-1507    |  d..1 |   0.378 us    |    do_raw_spin_trylock();
1508           1 us |   0)   bash-1507    |  d..2 |               |    set_track() {
1509           2 us |   0)   bash-1507    |  d..2 |               |      save_stack_trace() {
1510           2 us |   0)   bash-1507    |  d..2 |               |        __save_stack_trace() {
1511           3 us |   0)   bash-1507    |  d..2 |               |          __unwind_start() {
1512           3 us |   0)   bash-1507    |  d..2 |               |            get_stack_info() {
1513           3 us |   0)   bash-1507    |  d..2 |   0.351 us    |              in_task_stack();
1514           4 us |   0)   bash-1507    |  d..2 |   1.107 us    |            }
1515   [...]
1516        3750 us |   0)   bash-1507    |  d..1 |   0.516 us    |      do_raw_spin_unlock();
1517        3750 us |   0)   bash-1507    |  d..1 |   0.000 us    |  _raw_spin_unlock_irqrestore();
1518        3764 us |   0)   bash-1507    |  d..1 |   0.000 us    |  tracer_hardirqs_on();
1519       bash-1507    0d..1 3792us : <stack trace>
1520    => free_debug_processing
1521    => __slab_free
1522    => kmem_cache_free
1523    => vm_area_free
1524    => remove_vma
1525    => exit_mmap
1526    => mmput
1527    => begin_new_exec
1528    => load_elf_binary
1529    => search_binary_handler
1530    => __do_execve_file.isra.32
1531    => __x64_sys_execve
1532    => do_syscall_64
1533    => entry_SYSCALL_64_after_hwframe
1534
1535 preemptoff
1536 ----------
1537
1538 When preemption is disabled, we may be able to receive
1539 interrupts but the task cannot be preempted and a higher
1540 priority task must wait for preemption to be enabled again
1541 before it can preempt a lower priority task.
1542
1543 The preemptoff tracer traces the places that disable preemption.
1544 Like the irqsoff tracer, it records the maximum latency for
1545 which preemption was disabled. The control of preemptoff tracer
1546 is much like the irqsoff tracer.
1547 ::
1548
1549   # echo 0 > options/function-trace
1550   # echo preemptoff > current_tracer
1551   # echo 1 > tracing_on
1552   # echo 0 > tracing_max_latency
1553   # ls -ltr
1554   [...]
1555   # echo 0 > tracing_on
1556   # cat trace
1557   # tracer: preemptoff
1558   #
1559   # preemptoff latency trace v1.1.5 on 3.8.0-test+
1560   # --------------------------------------------------------------------
1561   # latency: 46 us, #4/4, CPU#1 | (M:preempt VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
1562   #    -----------------
1563   #    | task: sshd-1991 (uid:0 nice:0 policy:0 rt_prio:0)
1564   #    -----------------
1565   #  => started at: do_IRQ
1566   #  => ended at:   do_IRQ
1567   #
1568   #
1569   #                  _------=> CPU#            
1570   #                 / _-----=> irqs-off        
1571   #                | / _----=> need-resched    
1572   #                || / _---=> hardirq/softirq 
1573   #                ||| / _--=> preempt-depth   
1574   #                |||| /     delay             
1575   #  cmd     pid   ||||| time  |   caller      
1576   #     \   /      |||||  \    |   /           
1577       sshd-1991    1d.h.    0us+: irq_enter <-do_IRQ
1578       sshd-1991    1d..1   46us : irq_exit <-do_IRQ
1579       sshd-1991    1d..1   47us+: trace_preempt_on <-do_IRQ
1580       sshd-1991    1d..1   52us : <stack trace>
1581    => sub_preempt_count
1582    => irq_exit
1583    => do_IRQ
1584    => ret_from_intr
1585
1586
1587 This has some more changes. Preemption was disabled when an
1588 interrupt came in (notice the 'h'), and was enabled on exit.
1589 But we also see that interrupts have been disabled when entering
1590 the preempt off section and leaving it (the 'd'). We do not know if
1591 interrupts were enabled in the mean time or shortly after this
1592 was over.
1593 ::
1594
1595   # tracer: preemptoff
1596   #
1597   # preemptoff latency trace v1.1.5 on 3.8.0-test+
1598   # --------------------------------------------------------------------
1599   # latency: 83 us, #241/241, CPU#1 | (M:preempt VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
1600   #    -----------------
1601   #    | task: bash-1994 (uid:0 nice:0 policy:0 rt_prio:0)
1602   #    -----------------
1603   #  => started at: wake_up_new_task
1604   #  => ended at:   task_rq_unlock
1605   #
1606   #
1607   #                  _------=> CPU#            
1608   #                 / _-----=> irqs-off        
1609   #                | / _----=> need-resched    
1610   #                || / _---=> hardirq/softirq 
1611   #                ||| / _--=> preempt-depth   
1612   #                |||| /     delay             
1613   #  cmd     pid   ||||| time  |   caller      
1614   #     \   /      |||||  \    |   /           
1615       bash-1994    1d..1    0us : _raw_spin_lock_irqsave <-wake_up_new_task
1616       bash-1994    1d..1    0us : select_task_rq_fair <-select_task_rq
1617       bash-1994    1d..1    1us : __rcu_read_lock <-select_task_rq_fair
1618       bash-1994    1d..1    1us : source_load <-select_task_rq_fair
1619       bash-1994    1d..1    1us : source_load <-select_task_rq_fair
1620   [...]
1621       bash-1994    1d..1   12us : irq_enter <-smp_apic_timer_interrupt
1622       bash-1994    1d..1   12us : rcu_irq_enter <-irq_enter
1623       bash-1994    1d..1   13us : add_preempt_count <-irq_enter
1624       bash-1994    1d.h1   13us : exit_idle <-smp_apic_timer_interrupt
1625       bash-1994    1d.h1   13us : hrtimer_interrupt <-smp_apic_timer_interrupt
1626       bash-1994    1d.h1   13us : _raw_spin_lock <-hrtimer_interrupt
1627       bash-1994    1d.h1   14us : add_preempt_count <-_raw_spin_lock
1628       bash-1994    1d.h2   14us : ktime_get_update_offsets <-hrtimer_interrupt
1629   [...]
1630       bash-1994    1d.h1   35us : lapic_next_event <-clockevents_program_event
1631       bash-1994    1d.h1   35us : irq_exit <-smp_apic_timer_interrupt
1632       bash-1994    1d.h1   36us : sub_preempt_count <-irq_exit
1633       bash-1994    1d..2   36us : do_softirq <-irq_exit
1634       bash-1994    1d..2   36us : __do_softirq <-call_softirq
1635       bash-1994    1d..2   36us : __local_bh_disable <-__do_softirq
1636       bash-1994    1d.s2   37us : add_preempt_count <-_raw_spin_lock_irq
1637       bash-1994    1d.s3   38us : _raw_spin_unlock <-run_timer_softirq
1638       bash-1994    1d.s3   39us : sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock
1639       bash-1994    1d.s2   39us : call_timer_fn <-run_timer_softirq
1640   [...]
1641       bash-1994    1dNs2   81us : cpu_needs_another_gp <-rcu_process_callbacks
1642       bash-1994    1dNs2   82us : __local_bh_enable <-__do_softirq
1643       bash-1994    1dNs2   82us : sub_preempt_count <-__local_bh_enable
1644       bash-1994    1dN.2   82us : idle_cpu <-irq_exit
1645       bash-1994    1dN.2   83us : rcu_irq_exit <-irq_exit
1646       bash-1994    1dN.2   83us : sub_preempt_count <-irq_exit
1647       bash-1994    1.N.1   84us : _raw_spin_unlock_irqrestore <-task_rq_unlock
1648       bash-1994    1.N.1   84us+: trace_preempt_on <-task_rq_unlock
1649       bash-1994    1.N.1  104us : <stack trace>
1650    => sub_preempt_count
1651    => _raw_spin_unlock_irqrestore
1652    => task_rq_unlock
1653    => wake_up_new_task
1654    => do_fork
1655    => sys_clone
1656    => stub_clone
1657
1658
1659 The above is an example of the preemptoff trace with
1660 function-trace set. Here we see that interrupts were not disabled
1661 the entire time. The irq_enter code lets us know that we entered
1662 an interrupt 'h'. Before that, the functions being traced still
1663 show that it is not in an interrupt, but we can see from the
1664 functions themselves that this is not the case.
1665
1666 preemptirqsoff
1667 --------------
1668
1669 Knowing the locations that have interrupts disabled or
1670 preemption disabled for the longest times is helpful. But
1671 sometimes we would like to know when either preemption and/or
1672 interrupts are disabled.
1673
1674 Consider the following code::
1675
1676     local_irq_disable();
1677     call_function_with_irqs_off();
1678     preempt_disable();
1679     call_function_with_irqs_and_preemption_off();
1680     local_irq_enable();
1681     call_function_with_preemption_off();
1682     preempt_enable();
1683
1684 The irqsoff tracer will record the total length of
1685 call_function_with_irqs_off() and
1686 call_function_with_irqs_and_preemption_off().
1687
1688 The preemptoff tracer will record the total length of
1689 call_function_with_irqs_and_preemption_off() and
1690 call_function_with_preemption_off().
1691
1692 But neither will trace the time that interrupts and/or
1693 preemption is disabled. This total time is the time that we can
1694 not schedule. To record this time, use the preemptirqsoff
1695 tracer.
1696
1697 Again, using this trace is much like the irqsoff and preemptoff
1698 tracers.
1699 ::
1700
1701   # echo 0 > options/function-trace
1702   # echo preemptirqsoff > current_tracer
1703   # echo 1 > tracing_on
1704   # echo 0 > tracing_max_latency
1705   # ls -ltr
1706   [...]
1707   # echo 0 > tracing_on
1708   # cat trace
1709   # tracer: preemptirqsoff
1710   #
1711   # preemptirqsoff latency trace v1.1.5 on 3.8.0-test+
1712   # --------------------------------------------------------------------
1713   # latency: 100 us, #4/4, CPU#3 | (M:preempt VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
1714   #    -----------------
1715   #    | task: ls-2230 (uid:0 nice:0 policy:0 rt_prio:0)
1716   #    -----------------
1717   #  => started at: ata_scsi_queuecmd
1718   #  => ended at:   ata_scsi_queuecmd
1719   #
1720   #
1721   #                  _------=> CPU#            
1722   #                 / _-----=> irqs-off        
1723   #                | / _----=> need-resched    
1724   #                || / _---=> hardirq/softirq 
1725   #                ||| / _--=> preempt-depth   
1726   #                |||| /     delay             
1727   #  cmd     pid   ||||| time  |   caller      
1728   #     \   /      |||||  \    |   /           
1729         ls-2230    3d...    0us+: _raw_spin_lock_irqsave <-ata_scsi_queuecmd
1730         ls-2230    3...1  100us : _raw_spin_unlock_irqrestore <-ata_scsi_queuecmd
1731         ls-2230    3...1  101us+: trace_preempt_on <-ata_scsi_queuecmd
1732         ls-2230    3...1  111us : <stack trace>
1733    => sub_preempt_count
1734    => _raw_spin_unlock_irqrestore
1735    => ata_scsi_queuecmd
1736    => scsi_dispatch_cmd
1737    => scsi_request_fn
1738    => __blk_run_queue_uncond
1739    => __blk_run_queue
1740    => blk_queue_bio
1741    => submit_bio_noacct
1742    => submit_bio
1743    => submit_bh
1744    => ext3_bread
1745    => ext3_dir_bread
1746    => htree_dirblock_to_tree
1747    => ext3_htree_fill_tree
1748    => ext3_readdir
1749    => vfs_readdir
1750    => sys_getdents
1751    => system_call_fastpath
1752
1753
1754 The trace_hardirqs_off_thunk is called from assembly on x86 when
1755 interrupts are disabled in the assembly code. Without the
1756 function tracing, we do not know if interrupts were enabled
1757 within the preemption points. We do see that it started with
1758 preemption enabled.
1759
1760 Here is a trace with function-trace set::
1761
1762   # tracer: preemptirqsoff
1763   #
1764   # preemptirqsoff latency trace v1.1.5 on 3.8.0-test+
1765   # --------------------------------------------------------------------
1766   # latency: 161 us, #339/339, CPU#3 | (M:preempt VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
1767   #    -----------------
1768   #    | task: ls-2269 (uid:0 nice:0 policy:0 rt_prio:0)
1769   #    -----------------
1770   #  => started at: schedule
1771   #  => ended at:   mutex_unlock
1772   #
1773   #
1774   #                  _------=> CPU#            
1775   #                 / _-----=> irqs-off        
1776   #                | / _----=> need-resched    
1777   #                || / _---=> hardirq/softirq 
1778   #                ||| / _--=> preempt-depth   
1779   #                |||| /     delay             
1780   #  cmd     pid   ||||| time  |   caller      
1781   #     \   /      |||||  \    |   /           
1782   kworker/-59      3...1    0us : __schedule <-schedule
1783   kworker/-59      3d..1    0us : rcu_preempt_qs <-rcu_note_context_switch
1784   kworker/-59      3d..1    1us : add_preempt_count <-_raw_spin_lock_irq
1785   kworker/-59      3d..2    1us : deactivate_task <-__schedule
1786   kworker/-59      3d..2    1us : dequeue_task <-deactivate_task
1787   kworker/-59      3d..2    2us : update_rq_clock <-dequeue_task
1788   kworker/-59      3d..2    2us : dequeue_task_fair <-dequeue_task
1789   kworker/-59      3d..2    2us : update_curr <-dequeue_task_fair
1790   kworker/-59      3d..2    2us : update_min_vruntime <-update_curr
1791   kworker/-59      3d..2    3us : cpuacct_charge <-update_curr
1792   kworker/-59      3d..2    3us : __rcu_read_lock <-cpuacct_charge
1793   kworker/-59      3d..2    3us : __rcu_read_unlock <-cpuacct_charge
1794   kworker/-59      3d..2    3us : update_cfs_rq_blocked_load <-dequeue_task_fair
1795   kworker/-59      3d..2    4us : clear_buddies <-dequeue_task_fair
1796   kworker/-59      3d..2    4us : account_entity_dequeue <-dequeue_task_fair
1797   kworker/-59      3d..2    4us : update_min_vruntime <-dequeue_task_fair
1798   kworker/-59      3d..2    4us : update_cfs_shares <-dequeue_task_fair
1799   kworker/-59      3d..2    5us : hrtick_update <-dequeue_task_fair
1800   kworker/-59      3d..2    5us : wq_worker_sleeping <-__schedule
1801   kworker/-59      3d..2    5us : kthread_data <-wq_worker_sleeping
1802   kworker/-59      3d..2    5us : put_prev_task_fair <-__schedule
1803   kworker/-59      3d..2    6us : pick_next_task_fair <-pick_next_task
1804   kworker/-59      3d..2    6us : clear_buddies <-pick_next_task_fair
1805   kworker/-59      3d..2    6us : set_next_entity <-pick_next_task_fair
1806   kworker/-59      3d..2    6us : update_stats_wait_end <-set_next_entity
1807         ls-2269    3d..2    7us : finish_task_switch <-__schedule
1808         ls-2269    3d..2    7us : _raw_spin_unlock_irq <-finish_task_switch
1809         ls-2269    3d..2    8us : do_IRQ <-ret_from_intr
1810         ls-2269    3d..2    8us : irq_enter <-do_IRQ
1811         ls-2269    3d..2    8us : rcu_irq_enter <-irq_enter
1812         ls-2269    3d..2    9us : add_preempt_count <-irq_enter
1813         ls-2269    3d.h2    9us : exit_idle <-do_IRQ
1814   [...]
1815         ls-2269    3d.h3   20us : sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock
1816         ls-2269    3d.h2   20us : irq_exit <-do_IRQ
1817         ls-2269    3d.h2   21us : sub_preempt_count <-irq_exit
1818         ls-2269    3d..3   21us : do_softirq <-irq_exit
1819         ls-2269    3d..3   21us : __do_softirq <-call_softirq
1820         ls-2269    3d..3   21us+: __local_bh_disable <-__do_softirq
1821         ls-2269    3d.s4   29us : sub_preempt_count <-_local_bh_enable_ip
1822         ls-2269    3d.s5   29us : sub_preempt_count <-_local_bh_enable_ip
1823         ls-2269    3d.s5   31us : do_IRQ <-ret_from_intr
1824         ls-2269    3d.s5   31us : irq_enter <-do_IRQ
1825         ls-2269    3d.s5   31us : rcu_irq_enter <-irq_enter
1826   [...]
1827         ls-2269    3d.s5   31us : rcu_irq_enter <-irq_enter
1828         ls-2269    3d.s5   32us : add_preempt_count <-irq_enter
1829         ls-2269    3d.H5   32us : exit_idle <-do_IRQ
1830         ls-2269    3d.H5   32us : handle_irq <-do_IRQ
1831         ls-2269    3d.H5   32us : irq_to_desc <-handle_irq
1832         ls-2269    3d.H5   33us : handle_fasteoi_irq <-handle_irq
1833   [...]
1834         ls-2269    3d.s5  158us : _raw_spin_unlock_irqrestore <-rtl8139_poll
1835         ls-2269    3d.s3  158us : net_rps_action_and_irq_enable.isra.65 <-net_rx_action
1836         ls-2269    3d.s3  159us : __local_bh_enable <-__do_softirq
1837         ls-2269    3d.s3  159us : sub_preempt_count <-__local_bh_enable
1838         ls-2269    3d..3  159us : idle_cpu <-irq_exit
1839         ls-2269    3d..3  159us : rcu_irq_exit <-irq_exit
1840         ls-2269    3d..3  160us : sub_preempt_count <-irq_exit
1841         ls-2269    3d...  161us : __mutex_unlock_slowpath <-mutex_unlock
1842         ls-2269    3d...  162us+: trace_hardirqs_on <-mutex_unlock
1843         ls-2269    3d...  186us : <stack trace>
1844    => __mutex_unlock_slowpath
1845    => mutex_unlock
1846    => process_output
1847    => n_tty_write
1848    => tty_write
1849    => vfs_write
1850    => sys_write
1851    => system_call_fastpath
1852
1853 This is an interesting trace. It started with kworker running and
1854 scheduling out and ls taking over. But as soon as ls released the
1855 rq lock and enabled interrupts (but not preemption) an interrupt
1856 triggered. When the interrupt finished, it started running softirqs.
1857 But while the softirq was running, another interrupt triggered.
1858 When an interrupt is running inside a softirq, the annotation is 'H'.
1859
1860
1861 wakeup
1862 ------
1863
1864 One common case that people are interested in tracing is the
1865 time it takes for a task that is woken to actually wake up.
1866 Now for non Real-Time tasks, this can be arbitrary. But tracing
1867 it none the less can be interesting. 
1868
1869 Without function tracing::
1870
1871   # echo 0 > options/function-trace
1872   # echo wakeup > current_tracer
1873   # echo 1 > tracing_on
1874   # echo 0 > tracing_max_latency
1875   # chrt -f 5 sleep 1
1876   # echo 0 > tracing_on
1877   # cat trace
1878   # tracer: wakeup
1879   #
1880   # wakeup latency trace v1.1.5 on 3.8.0-test+
1881   # --------------------------------------------------------------------
1882   # latency: 15 us, #4/4, CPU#3 | (M:preempt VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
1883   #    -----------------
1884   #    | task: kworker/3:1H-312 (uid:0 nice:-20 policy:0 rt_prio:0)
1885   #    -----------------
1886   #
1887   #                  _------=> CPU#            
1888   #                 / _-----=> irqs-off        
1889   #                | / _----=> need-resched    
1890   #                || / _---=> hardirq/softirq 
1891   #                ||| / _--=> preempt-depth   
1892   #                |||| /     delay             
1893   #  cmd     pid   ||||| time  |   caller      
1894   #     \   /      |||||  \    |   /           
1895     <idle>-0       3dNs7    0us :      0:120:R   + [003]   312:100:R kworker/3:1H
1896     <idle>-0       3dNs7    1us+: ttwu_do_activate.constprop.87 <-try_to_wake_up
1897     <idle>-0       3d..3   15us : __schedule <-schedule
1898     <idle>-0       3d..3   15us :      0:120:R ==> [003]   312:100:R kworker/3:1H
1899
1900 The tracer only traces the highest priority task in the system
1901 to avoid tracing the normal circumstances. Here we see that
1902 the kworker with a nice priority of -20 (not very nice), took
1903 just 15 microseconds from the time it woke up, to the time it
1904 ran.
1905
1906 Non Real-Time tasks are not that interesting. A more interesting
1907 trace is to concentrate only on Real-Time tasks.
1908
1909 wakeup_rt
1910 ---------
1911
1912 In a Real-Time environment it is very important to know the
1913 wakeup time it takes for the highest priority task that is woken
1914 up to the time that it executes. This is also known as "schedule
1915 latency". I stress the point that this is about RT tasks. It is
1916 also important to know the scheduling latency of non-RT tasks,
1917 but the average schedule latency is better for non-RT tasks.
1918 Tools like LatencyTop are more appropriate for such
1919 measurements.
1920
1921 Real-Time environments are interested in the worst case latency.
1922 That is the longest latency it takes for something to happen,
1923 and not the average. We can have a very fast scheduler that may
1924 only have a large latency once in a while, but that would not
1925 work well with Real-Time tasks.  The wakeup_rt tracer was designed
1926 to record the worst case wakeups of RT tasks. Non-RT tasks are
1927 not recorded because the tracer only records one worst case and
1928 tracing non-RT tasks that are unpredictable will overwrite the
1929 worst case latency of RT tasks (just run the normal wakeup
1930 tracer for a while to see that effect).
1931
1932 Since this tracer only deals with RT tasks, we will run this
1933 slightly differently than we did with the previous tracers.
1934 Instead of performing an 'ls', we will run 'sleep 1' under
1935 'chrt' which changes the priority of the task.
1936 ::
1937
1938   # echo 0 > options/function-trace
1939   # echo wakeup_rt > current_tracer
1940   # echo 1 > tracing_on
1941   # echo 0 > tracing_max_latency
1942   # chrt -f 5 sleep 1
1943   # echo 0 > tracing_on
1944   # cat trace
1945   # tracer: wakeup
1946   #
1947   # tracer: wakeup_rt
1948   #
1949   # wakeup_rt latency trace v1.1.5 on 3.8.0-test+
1950   # --------------------------------------------------------------------
1951   # latency: 5 us, #4/4, CPU#3 | (M:preempt VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
1952   #    -----------------
1953   #    | task: sleep-2389 (uid:0 nice:0 policy:1 rt_prio:5)
1954   #    -----------------
1955   #
1956   #                  _------=> CPU#            
1957   #                 / _-----=> irqs-off        
1958   #                | / _----=> need-resched    
1959   #                || / _---=> hardirq/softirq 
1960   #                ||| / _--=> preempt-depth   
1961   #                |||| /     delay             
1962   #  cmd     pid   ||||| time  |   caller      
1963   #     \   /      |||||  \    |   /           
1964     <idle>-0       3d.h4    0us :      0:120:R   + [003]  2389: 94:R sleep
1965     <idle>-0       3d.h4    1us+: ttwu_do_activate.constprop.87 <-try_to_wake_up
1966     <idle>-0       3d..3    5us : __schedule <-schedule
1967     <idle>-0       3d..3    5us :      0:120:R ==> [003]  2389: 94:R sleep
1968
1969
1970 Running this on an idle system, we see that it only took 5 microseconds
1971 to perform the task switch.  Note, since the trace point in the schedule
1972 is before the actual "switch", we stop the tracing when the recorded task
1973 is about to schedule in. This may change if we add a new marker at the
1974 end of the scheduler.
1975
1976 Notice that the recorded task is 'sleep' with the PID of 2389
1977 and it has an rt_prio of 5. This priority is user-space priority
1978 and not the internal kernel priority. The policy is 1 for
1979 SCHED_FIFO and 2 for SCHED_RR.
1980
1981 Note, that the trace data shows the internal priority (99 - rtprio).
1982 ::
1983
1984   <idle>-0       3d..3    5us :      0:120:R ==> [003]  2389: 94:R sleep
1985
1986 The 0:120:R means idle was running with a nice priority of 0 (120 - 120)
1987 and in the running state 'R'. The sleep task was scheduled in with
1988 2389: 94:R. That is the priority is the kernel rtprio (99 - 5 = 94)
1989 and it too is in the running state.
1990
1991 Doing the same with chrt -r 5 and function-trace set.
1992 ::
1993
1994   echo 1 > options/function-trace
1995
1996   # tracer: wakeup_rt
1997   #
1998   # wakeup_rt latency trace v1.1.5 on 3.8.0-test+
1999   # --------------------------------------------------------------------
2000   # latency: 29 us, #85/85, CPU#3 | (M:preempt VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
2001   #    -----------------
2002   #    | task: sleep-2448 (uid:0 nice:0 policy:1 rt_prio:5)
2003   #    -----------------
2004   #
2005   #                  _------=> CPU#            
2006   #                 / _-----=> irqs-off        
2007   #                | / _----=> need-resched    
2008   #                || / _---=> hardirq/softirq 
2009   #                ||| / _--=> preempt-depth   
2010   #                |||| /     delay             
2011   #  cmd     pid   ||||| time  |   caller      
2012   #     \   /      |||||  \    |   /           
2013     <idle>-0       3d.h4    1us+:      0:120:R   + [003]  2448: 94:R sleep
2014     <idle>-0       3d.h4    2us : ttwu_do_activate.constprop.87 <-try_to_wake_up
2015     <idle>-0       3d.h3    3us : check_preempt_curr <-ttwu_do_wakeup
2016     <idle>-0       3d.h3    3us : resched_curr <-check_preempt_curr
2017     <idle>-0       3dNh3    4us : task_woken_rt <-ttwu_do_wakeup
2018     <idle>-0       3dNh3    4us : _raw_spin_unlock <-try_to_wake_up
2019     <idle>-0       3dNh3    4us : sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock
2020     <idle>-0       3dNh2    5us : ttwu_stat <-try_to_wake_up
2021     <idle>-0       3dNh2    5us : _raw_spin_unlock_irqrestore <-try_to_wake_up
2022     <idle>-0       3dNh2    6us : sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock_irqrestore
2023     <idle>-0       3dNh1    6us : _raw_spin_lock <-__run_hrtimer
2024     <idle>-0       3dNh1    6us : add_preempt_count <-_raw_spin_lock
2025     <idle>-0       3dNh2    7us : _raw_spin_unlock <-hrtimer_interrupt
2026     <idle>-0       3dNh2    7us : sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock
2027     <idle>-0       3dNh1    7us : tick_program_event <-hrtimer_interrupt
2028     <idle>-0       3dNh1    7us : clockevents_program_event <-tick_program_event
2029     <idle>-0       3dNh1    8us : ktime_get <-clockevents_program_event
2030     <idle>-0       3dNh1    8us : lapic_next_event <-clockevents_program_event
2031     <idle>-0       3dNh1    8us : irq_exit <-smp_apic_timer_interrupt
2032     <idle>-0       3dNh1    9us : sub_preempt_count <-irq_exit
2033     <idle>-0       3dN.2    9us : idle_cpu <-irq_exit
2034     <idle>-0       3dN.2    9us : rcu_irq_exit <-irq_exit
2035     <idle>-0       3dN.2   10us : rcu_eqs_enter_common.isra.45 <-rcu_irq_exit
2036     <idle>-0       3dN.2   10us : sub_preempt_count <-irq_exit
2037     <idle>-0       3.N.1   11us : rcu_idle_exit <-cpu_idle
2038     <idle>-0       3dN.1   11us : rcu_eqs_exit_common.isra.43 <-rcu_idle_exit
2039     <idle>-0       3.N.1   11us : tick_nohz_idle_exit <-cpu_idle
2040     <idle>-0       3dN.1   12us : menu_hrtimer_cancel <-tick_nohz_idle_exit
2041     <idle>-0       3dN.1   12us : ktime_get <-tick_nohz_idle_exit
2042     <idle>-0       3dN.1   12us : tick_do_update_jiffies64 <-tick_nohz_idle_exit
2043     <idle>-0       3dN.1   13us : cpu_load_update_nohz <-tick_nohz_idle_exit
2044     <idle>-0       3dN.1   13us : _raw_spin_lock <-cpu_load_update_nohz
2045     <idle>-0       3dN.1   13us : add_preempt_count <-_raw_spin_lock
2046     <idle>-0       3dN.2   13us : __cpu_load_update <-cpu_load_update_nohz
2047     <idle>-0       3dN.2   14us : sched_avg_update <-__cpu_load_update
2048     <idle>-0       3dN.2   14us : _raw_spin_unlock <-cpu_load_update_nohz
2049     <idle>-0       3dN.2   14us : sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock
2050     <idle>-0       3dN.1   15us : calc_load_nohz_stop <-tick_nohz_idle_exit
2051     <idle>-0       3dN.1   15us : touch_softlockup_watchdog <-tick_nohz_idle_exit
2052     <idle>-0       3dN.1   15us : hrtimer_cancel <-tick_nohz_idle_exit
2053     <idle>-0       3dN.1   15us : hrtimer_try_to_cancel <-hrtimer_cancel
2054     <idle>-0       3dN.1   16us : lock_hrtimer_base.isra.18 <-hrtimer_try_to_cancel
2055     <idle>-0       3dN.1   16us : _raw_spin_lock_irqsave <-lock_hrtimer_base.isra.18
2056     <idle>-0       3dN.1   16us : add_preempt_count <-_raw_spin_lock_irqsave
2057     <idle>-0       3dN.2   17us : __remove_hrtimer <-remove_hrtimer.part.16
2058     <idle>-0       3dN.2   17us : hrtimer_force_reprogram <-__remove_hrtimer
2059     <idle>-0       3dN.2   17us : tick_program_event <-hrtimer_force_reprogram
2060     <idle>-0       3dN.2   18us : clockevents_program_event <-tick_program_event
2061     <idle>-0       3dN.2   18us : ktime_get <-clockevents_program_event
2062     <idle>-0       3dN.2   18us : lapic_next_event <-clockevents_program_event
2063     <idle>-0       3dN.2   19us : _raw_spin_unlock_irqrestore <-hrtimer_try_to_cancel
2064     <idle>-0       3dN.2   19us : sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock_irqrestore
2065     <idle>-0       3dN.1   19us : hrtimer_forward <-tick_nohz_idle_exit
2066     <idle>-0       3dN.1   20us : ktime_add_safe <-hrtimer_forward
2067     <idle>-0       3dN.1   20us : ktime_add_safe <-hrtimer_forward
2068     <idle>-0       3dN.1   20us : hrtimer_start_range_ns <-hrtimer_start_expires.constprop.11
2069     <idle>-0       3dN.1   20us : __hrtimer_start_range_ns <-hrtimer_start_range_ns
2070     <idle>-0       3dN.1   21us : lock_hrtimer_base.isra.18 <-__hrtimer_start_range_ns
2071     <idle>-0       3dN.1   21us : _raw_spin_lock_irqsave <-lock_hrtimer_base.isra.18
2072     <idle>-0       3dN.1   21us : add_preempt_count <-_raw_spin_lock_irqsave
2073     <idle>-0       3dN.2   22us : ktime_add_safe <-__hrtimer_start_range_ns
2074     <idle>-0       3dN.2   22us : enqueue_hrtimer <-__hrtimer_start_range_ns
2075     <idle>-0       3dN.2   22us : tick_program_event <-__hrtimer_start_range_ns
2076     <idle>-0       3dN.2   23us : clockevents_program_event <-tick_program_event
2077     <idle>-0       3dN.2   23us : ktime_get <-clockevents_program_event
2078     <idle>-0       3dN.2   23us : lapic_next_event <-clockevents_program_event
2079     <idle>-0       3dN.2   24us : _raw_spin_unlock_irqrestore <-__hrtimer_start_range_ns
2080     <idle>-0       3dN.2   24us : sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock_irqrestore
2081     <idle>-0       3dN.1   24us : account_idle_ticks <-tick_nohz_idle_exit
2082     <idle>-0       3dN.1   24us : account_idle_time <-account_idle_ticks
2083     <idle>-0       3.N.1   25us : sub_preempt_count <-cpu_idle
2084     <idle>-0       3.N..   25us : schedule <-cpu_idle
2085     <idle>-0       3.N..   25us : __schedule <-preempt_schedule
2086     <idle>-0       3.N..   26us : add_preempt_count <-__schedule
2087     <idle>-0       3.N.1   26us : rcu_note_context_switch <-__schedule
2088     <idle>-0       3.N.1   26us : rcu_sched_qs <-rcu_note_context_switch
2089     <idle>-0       3dN.1   27us : rcu_preempt_qs <-rcu_note_context_switch
2090     <idle>-0       3.N.1   27us : _raw_spin_lock_irq <-__schedule
2091     <idle>-0       3dN.1   27us : add_preempt_count <-_raw_spin_lock_irq
2092     <idle>-0       3dN.2   28us : put_prev_task_idle <-__schedule
2093     <idle>-0       3dN.2   28us : pick_next_task_stop <-pick_next_task
2094     <idle>-0       3dN.2   28us : pick_next_task_rt <-pick_next_task
2095     <idle>-0       3dN.2   29us : dequeue_pushable_task <-pick_next_task_rt
2096     <idle>-0       3d..3   29us : __schedule <-preempt_schedule
2097     <idle>-0       3d..3   30us :      0:120:R ==> [003]  2448: 94:R sleep
2098
2099 This isn't that big of a trace, even with function tracing enabled,
2100 so I included the entire trace.
2101
2102 The interrupt went off while when the system was idle. Somewhere
2103 before task_woken_rt() was called, the NEED_RESCHED flag was set,
2104 this is indicated by the first occurrence of the 'N' flag.
2105
2106 Latency tracing and events
2107 --------------------------
2108 As function tracing can induce a much larger latency, but without
2109 seeing what happens within the latency it is hard to know what
2110 caused it. There is a middle ground, and that is with enabling
2111 events.
2112 ::
2113
2114   # echo 0 > options/function-trace
2115   # echo wakeup_rt > current_tracer
2116   # echo 1 > events/enable
2117   # echo 1 > tracing_on
2118   # echo 0 > tracing_max_latency
2119   # chrt -f 5 sleep 1
2120   # echo 0 > tracing_on
2121   # cat trace
2122   # tracer: wakeup_rt
2123   #
2124   # wakeup_rt latency trace v1.1.5 on 3.8.0-test+
2125   # --------------------------------------------------------------------
2126   # latency: 6 us, #12/12, CPU#2 | (M:preempt VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
2127   #    -----------------
2128   #    | task: sleep-5882 (uid:0 nice:0 policy:1 rt_prio:5)
2129   #    -----------------
2130   #
2131   #                  _------=> CPU#            
2132   #                 / _-----=> irqs-off        
2133   #                | / _----=> need-resched    
2134   #                || / _---=> hardirq/softirq 
2135   #                ||| / _--=> preempt-depth   
2136   #                |||| /     delay             
2137   #  cmd     pid   ||||| time  |   caller      
2138   #     \   /      |||||  \    |   /           
2139     <idle>-0       2d.h4    0us :      0:120:R   + [002]  5882: 94:R sleep
2140     <idle>-0       2d.h4    0us : ttwu_do_activate.constprop.87 <-try_to_wake_up
2141     <idle>-0       2d.h4    1us : sched_wakeup: comm=sleep pid=5882 prio=94 success=1 target_cpu=002
2142     <idle>-0       2dNh2    1us : hrtimer_expire_exit: hrtimer=ffff88007796feb8
2143     <idle>-0       2.N.2    2us : power_end: cpu_id=2
2144     <idle>-0       2.N.2    3us : cpu_idle: state=4294967295 cpu_id=2
2145     <idle>-0       2dN.3    4us : hrtimer_cancel: hrtimer=ffff88007d50d5e0
2146     <idle>-0       2dN.3    4us : hrtimer_start: hrtimer=ffff88007d50d5e0 function=tick_sched_timer expires=34311211000000 softexpires=34311211000000
2147     <idle>-0       2.N.2    5us : rcu_utilization: Start context switch
2148     <idle>-0       2.N.2    5us : rcu_utilization: End context switch
2149     <idle>-0       2d..3    6us : __schedule <-schedule
2150     <idle>-0       2d..3    6us :      0:120:R ==> [002]  5882: 94:R sleep
2151
2152
2153 Hardware Latency Detector
2154 -------------------------
2155
2156 The hardware latency detector is executed by enabling the "hwlat" tracer.
2157
2158 NOTE, this tracer will affect the performance of the system as it will
2159 periodically make a CPU constantly busy with interrupts disabled.
2160 ::
2161
2162   # echo hwlat > current_tracer
2163   # sleep 100
2164   # cat trace
2165   # tracer: hwlat
2166   #
2167   # entries-in-buffer/entries-written: 13/13   #P:8
2168   #
2169   #                              _-----=> irqs-off
2170   #                             / _----=> need-resched
2171   #                            | / _---=> hardirq/softirq
2172   #                            || / _--=> preempt-depth
2173   #                            ||| /     delay
2174   #           TASK-PID   CPU#  ||||    TIMESTAMP  FUNCTION
2175   #              | |       |   ||||       |         |
2176              <...>-1729  [001] d...   678.473449: #1     inner/outer(us):   11/12    ts:1581527483.343962693 count:6
2177              <...>-1729  [004] d...   689.556542: #2     inner/outer(us):   16/9     ts:1581527494.889008092 count:1
2178              <...>-1729  [005] d...   714.756290: #3     inner/outer(us):   16/16    ts:1581527519.678961629 count:5
2179              <...>-1729  [001] d...   718.788247: #4     inner/outer(us):    9/17    ts:1581527523.889012713 count:1
2180              <...>-1729  [002] d...   719.796341: #5     inner/outer(us):   13/9     ts:1581527524.912872606 count:1
2181              <...>-1729  [006] d...   844.787091: #6     inner/outer(us):    9/12    ts:1581527649.889048502 count:2
2182              <...>-1729  [003] d...   849.827033: #7     inner/outer(us):   18/9     ts:1581527654.889013793 count:1
2183              <...>-1729  [007] d...   853.859002: #8     inner/outer(us):    9/12    ts:1581527658.889065736 count:1
2184              <...>-1729  [001] d...   855.874978: #9     inner/outer(us):    9/11    ts:1581527660.861991877 count:1
2185              <...>-1729  [001] d...   863.938932: #10    inner/outer(us):    9/11    ts:1581527668.970010500 count:1 nmi-total:7 nmi-count:1
2186              <...>-1729  [007] d...   878.050780: #11    inner/outer(us):    9/12    ts:1581527683.385002600 count:1 nmi-total:5 nmi-count:1
2187              <...>-1729  [007] d...   886.114702: #12    inner/outer(us):    9/12    ts:1581527691.385001600 count:1
2188
2189
2190 The above output is somewhat the same in the header. All events will have
2191 interrupts disabled 'd'. Under the FUNCTION title there is:
2192
2193  #1
2194         This is the count of events recorded that were greater than the
2195         tracing_threshold (See below).
2196
2197  inner/outer(us):   11/11
2198
2199       This shows two numbers as "inner latency" and "outer latency". The test
2200       runs in a loop checking a timestamp twice. The latency detected within
2201       the two timestamps is the "inner latency" and the latency detected
2202       after the previous timestamp and the next timestamp in the loop is
2203       the "outer latency".
2204
2205  ts:1581527483.343962693
2206
2207       The absolute timestamp that the first latency was recorded in the window.
2208
2209  count:6
2210
2211       The number of times a latency was detected during the window.
2212
2213  nmi-total:7 nmi-count:1
2214
2215       On architectures that support it, if an NMI comes in during the
2216       test, the time spent in NMI is reported in "nmi-total" (in
2217       microseconds).
2218
2219       All architectures that have NMIs will show the "nmi-count" if an
2220       NMI comes in during the test.
2221
2222 hwlat files:
2223
2224   tracing_threshold
2225         This gets automatically set to "10" to represent 10
2226         microseconds. This is the threshold of latency that
2227         needs to be detected before the trace will be recorded.
2228
2229         Note, when hwlat tracer is finished (another tracer is
2230         written into "current_tracer"), the original value for
2231         tracing_threshold is placed back into this file.
2232
2233   hwlat_detector/width
2234         The length of time the test runs with interrupts disabled.
2235
2236   hwlat_detector/window
2237         The length of time of the window which the test
2238         runs. That is, the test will run for "width"
2239         microseconds per "window" microseconds
2240
2241   tracing_cpumask
2242         When the test is started. A kernel thread is created that
2243         runs the test. This thread will alternate between CPUs
2244         listed in the tracing_cpumask between each period
2245         (one "window"). To limit the test to specific CPUs
2246         set the mask in this file to only the CPUs that the test
2247         should run on.
2248
2249 function
2250 --------
2251
2252 This tracer is the function tracer. Enabling the function tracer
2253 can be done from the debug file system. Make sure the
2254 ftrace_enabled is set; otherwise this tracer is a nop.
2255 See the "ftrace_enabled" section below.
2256 ::
2257
2258   # sysctl kernel.ftrace_enabled=1
2259   # echo function > current_tracer
2260   # echo 1 > tracing_on
2261   # usleep 1
2262   # echo 0 > tracing_on
2263   # cat trace
2264   # tracer: function
2265   #
2266   # entries-in-buffer/entries-written: 24799/24799   #P:4
2267   #
2268   #                              _-----=> irqs-off
2269   #                             / _----=> need-resched
2270   #                            | / _---=> hardirq/softirq
2271   #                            || / _--=> preempt-depth
2272   #                            ||| /     delay
2273   #           TASK-PID   CPU#  ||||    TIMESTAMP  FUNCTION
2274   #              | |       |   ||||       |         |
2275               bash-1994  [002] ....  3082.063030: mutex_unlock <-rb_simple_write
2276               bash-1994  [002] ....  3082.063031: __mutex_unlock_slowpath <-mutex_unlock
2277               bash-1994  [002] ....  3082.063031: __fsnotify_parent <-fsnotify_modify
2278               bash-1994  [002] ....  3082.063032: fsnotify <-fsnotify_modify
2279               bash-1994  [002] ....  3082.063032: __srcu_read_lock <-fsnotify
2280               bash-1994  [002] ....  3082.063032: add_preempt_count <-__srcu_read_lock
2281               bash-1994  [002] ...1  3082.063032: sub_preempt_count <-__srcu_read_lock
2282               bash-1994  [002] ....  3082.063033: __srcu_read_unlock <-fsnotify
2283   [...]
2284
2285
2286 Note: function tracer uses ring buffers to store the above
2287 entries. The newest data may overwrite the oldest data.
2288 Sometimes using echo to stop the trace is not sufficient because
2289 the tracing could have overwritten the data that you wanted to
2290 record. For this reason, it is sometimes better to disable
2291 tracing directly from a program. This allows you to stop the
2292 tracing at the point that you hit the part that you are
2293 interested in. To disable the tracing directly from a C program,
2294 something like following code snippet can be used::
2295
2296         int trace_fd;
2297         [...]
2298         int main(int argc, char *argv[]) {
2299                 [...]
2300                 trace_fd = open(tracing_file("tracing_on"), O_WRONLY);
2301                 [...]
2302                 if (condition_hit()) {
2303                         write(trace_fd, "0", 1);
2304                 }
2305                 [...]
2306         }
2307
2308
2309 Single thread tracing
2310 ---------------------
2311
2312 By writing into set_ftrace_pid you can trace a
2313 single thread. For example::
2314
2315   # cat set_ftrace_pid
2316   no pid
2317   # echo 3111 > set_ftrace_pid
2318   # cat set_ftrace_pid
2319   3111
2320   # echo function > current_tracer
2321   # cat trace | head
2322   # tracer: function
2323   #
2324   #           TASK-PID    CPU#    TIMESTAMP  FUNCTION
2325   #              | |       |          |         |
2326       yum-updatesd-3111  [003]  1637.254676: finish_task_switch <-thread_return
2327       yum-updatesd-3111  [003]  1637.254681: hrtimer_cancel <-schedule_hrtimeout_range
2328       yum-updatesd-3111  [003]  1637.254682: hrtimer_try_to_cancel <-hrtimer_cancel
2329       yum-updatesd-3111  [003]  1637.254683: lock_hrtimer_base <-hrtimer_try_to_cancel
2330       yum-updatesd-3111  [003]  1637.254685: fget_light <-do_sys_poll
2331       yum-updatesd-3111  [003]  1637.254686: pipe_poll <-do_sys_poll
2332   # echo > set_ftrace_pid
2333   # cat trace |head
2334   # tracer: function
2335   #
2336   #           TASK-PID    CPU#    TIMESTAMP  FUNCTION
2337   #              | |       |          |         |
2338   ##### CPU 3 buffer started ####
2339       yum-updatesd-3111  [003]  1701.957688: free_poll_entry <-poll_freewait
2340       yum-updatesd-3111  [003]  1701.957689: remove_wait_queue <-free_poll_entry
2341       yum-updatesd-3111  [003]  1701.957691: fput <-free_poll_entry
2342       yum-updatesd-3111  [003]  1701.957692: audit_syscall_exit <-sysret_audit
2343       yum-updatesd-3111  [003]  1701.957693: path_put <-audit_syscall_exit
2344
2345 If you want to trace a function when executing, you could use
2346 something like this simple program.
2347 ::
2348
2349         #include <stdio.h>
2350         #include <stdlib.h>
2351         #include <sys/types.h>
2352         #include <sys/stat.h>
2353         #include <fcntl.h>
2354         #include <unistd.h>
2355         #include <string.h>
2356
2357         #define _STR(x) #x
2358         #define STR(x) _STR(x)
2359         #define MAX_PATH 256
2360
2361         const char *find_tracefs(void)
2362         {
2363                static char tracefs[MAX_PATH+1];
2364                static int tracefs_found;
2365                char type[100];
2366                FILE *fp;
2367
2368                if (tracefs_found)
2369                        return tracefs;
2370
2371                if ((fp = fopen("/proc/mounts","r")) == NULL) {
2372                        perror("/proc/mounts");
2373                        return NULL;
2374                }
2375
2376                while (fscanf(fp, "%*s %"
2377                              STR(MAX_PATH)
2378                              "s %99s %*s %*d %*d\n",
2379                              tracefs, type) == 2) {
2380                        if (strcmp(type, "tracefs") == 0)
2381                                break;
2382                }
2383                fclose(fp);
2384
2385                if (strcmp(type, "tracefs") != 0) {
2386                        fprintf(stderr, "tracefs not mounted");
2387                        return NULL;
2388                }
2389
2390                strcat(tracefs, "/tracing/");
2391                tracefs_found = 1;
2392
2393                return tracefs;
2394         }
2395
2396         const char *tracing_file(const char *file_name)
2397         {
2398                static char trace_file[MAX_PATH+1];
2399                snprintf(trace_file, MAX_PATH, "%s/%s", find_tracefs(), file_name);
2400                return trace_file;
2401         }
2402
2403         int main (int argc, char **argv)
2404         {
2405                 if (argc < 1)
2406                         exit(-1);
2407
2408                 if (fork() > 0) {
2409                         int fd, ffd;
2410                         char line[64];
2411                         int s;
2412
2413                         ffd = open(tracing_file("current_tracer"), O_WRONLY);
2414                         if (ffd < 0)
2415                                 exit(-1);
2416                         write(ffd, "nop", 3);
2417
2418                         fd = open(tracing_file("set_ftrace_pid"), O_WRONLY);
2419                         s = sprintf(line, "%d\n", getpid());
2420                         write(fd, line, s);
2421
2422                         write(ffd, "function", 8);
2423
2424                         close(fd);
2425                         close(ffd);
2426
2427                         execvp(argv[1], argv+1);
2428                 }
2429
2430                 return 0;
2431         }
2432
2433 Or this simple script!
2434 ::
2435
2436   #!/bin/bash
2437
2438   tracefs=`sed -ne 's/^tracefs \(.*\) tracefs.*/\1/p' /proc/mounts`
2439   echo nop > $tracefs/tracing/current_tracer
2440   echo 0 > $tracefs/tracing/tracing_on
2441   echo $$ > $tracefs/tracing/set_ftrace_pid
2442   echo function > $tracefs/tracing/current_tracer
2443   echo 1 > $tracefs/tracing/tracing_on
2444   exec "$@"
2445
2446
2447 function graph tracer
2448 ---------------------------
2449
2450 This tracer is similar to the function tracer except that it
2451 probes a function on its entry and its exit. This is done by
2452 using a dynamically allocated stack of return addresses in each
2453 task_struct. On function entry the tracer overwrites the return
2454 address of each function traced to set a custom probe. Thus the
2455 original return address is stored on the stack of return address
2456 in the task_struct.
2457
2458 Probing on both ends of a function leads to special features
2459 such as:
2460
2461 - measure of a function's time execution
2462 - having a reliable call stack to draw function calls graph
2463
2464 This tracer is useful in several situations:
2465
2466 - you want to find the reason of a strange kernel behavior and
2467   need to see what happens in detail on any areas (or specific
2468   ones).
2469
2470 - you are experiencing weird latencies but it's difficult to
2471   find its origin.
2472
2473 - you want to find quickly which path is taken by a specific
2474   function
2475
2476 - you just want to peek inside a working kernel and want to see
2477   what happens there.
2478
2479 ::
2480
2481   # tracer: function_graph
2482   #
2483   # CPU  DURATION                  FUNCTION CALLS
2484   # |     |   |                     |   |   |   |
2485
2486    0)               |  sys_open() {
2487    0)               |    do_sys_open() {
2488    0)               |      getname() {
2489    0)               |        kmem_cache_alloc() {
2490    0)   1.382 us    |          __might_sleep();
2491    0)   2.478 us    |        }
2492    0)               |        strncpy_from_user() {
2493    0)               |          might_fault() {
2494    0)   1.389 us    |            __might_sleep();
2495    0)   2.553 us    |          }
2496    0)   3.807 us    |        }
2497    0)   7.876 us    |      }
2498    0)               |      alloc_fd() {
2499    0)   0.668 us    |        _spin_lock();
2500    0)   0.570 us    |        expand_files();
2501    0)   0.586 us    |        _spin_unlock();
2502
2503
2504 There are several columns that can be dynamically
2505 enabled/disabled. You can use every combination of options you
2506 want, depending on your needs.
2507
2508 - The cpu number on which the function executed is default
2509   enabled.  It is sometimes better to only trace one cpu (see
2510   tracing_cpu_mask file) or you might sometimes see unordered
2511   function calls while cpu tracing switch.
2512
2513         - hide: echo nofuncgraph-cpu > trace_options
2514         - show: echo funcgraph-cpu > trace_options
2515
2516 - The duration (function's time of execution) is displayed on
2517   the closing bracket line of a function or on the same line
2518   than the current function in case of a leaf one. It is default
2519   enabled.
2520
2521         - hide: echo nofuncgraph-duration > trace_options
2522         - show: echo funcgraph-duration > trace_options
2523
2524 - The overhead field precedes the duration field in case of
2525   reached duration thresholds.
2526
2527         - hide: echo nofuncgraph-overhead > trace_options
2528         - show: echo funcgraph-overhead > trace_options
2529         - depends on: funcgraph-duration
2530
2531   ie::
2532
2533     3) # 1837.709 us |          } /* __switch_to */
2534     3)               |          finish_task_switch() {
2535     3)   0.313 us    |            _raw_spin_unlock_irq();
2536     3)   3.177 us    |          }
2537     3) # 1889.063 us |        } /* __schedule */
2538     3) ! 140.417 us  |      } /* __schedule */
2539     3) # 2034.948 us |    } /* schedule */
2540     3) * 33998.59 us |  } /* schedule_preempt_disabled */
2541
2542     [...]
2543
2544     1)   0.260 us    |              msecs_to_jiffies();
2545     1)   0.313 us    |              __rcu_read_unlock();
2546     1) + 61.770 us   |            }
2547     1) + 64.479 us   |          }
2548     1)   0.313 us    |          rcu_bh_qs();
2549     1)   0.313 us    |          __local_bh_enable();
2550     1) ! 217.240 us  |        }
2551     1)   0.365 us    |        idle_cpu();
2552     1)               |        rcu_irq_exit() {
2553     1)   0.417 us    |          rcu_eqs_enter_common.isra.47();
2554     1)   3.125 us    |        }
2555     1) ! 227.812 us  |      }
2556     1) ! 457.395 us  |    }
2557     1) @ 119760.2 us |  }
2558
2559     [...]
2560
2561     2)               |    handle_IPI() {
2562     1)   6.979 us    |                  }
2563     2)   0.417 us    |      scheduler_ipi();
2564     1)   9.791 us    |                }
2565     1) + 12.917 us   |              }
2566     2)   3.490 us    |    }
2567     1) + 15.729 us   |            }
2568     1) + 18.542 us   |          }
2569     2) $ 3594274 us  |  }
2570
2571 Flags::
2572
2573   + means that the function exceeded 10 usecs.
2574   ! means that the function exceeded 100 usecs.
2575   # means that the function exceeded 1000 usecs.
2576   * means that the function exceeded 10 msecs.
2577   @ means that the function exceeded 100 msecs.
2578   $ means that the function exceeded 1 sec.
2579
2580
2581 - The task/pid field displays the thread cmdline and pid which
2582   executed the function. It is default disabled.
2583
2584         - hide: echo nofuncgraph-proc > trace_options
2585         - show: echo funcgraph-proc > trace_options
2586
2587   ie::
2588
2589     # tracer: function_graph
2590     #
2591     # CPU  TASK/PID        DURATION                  FUNCTION CALLS
2592     # |    |    |           |   |                     |   |   |   |
2593     0)    sh-4802     |               |                  d_free() {
2594     0)    sh-4802     |               |                    call_rcu() {
2595     0)    sh-4802     |               |                      __call_rcu() {
2596     0)    sh-4802     |   0.616 us    |                        rcu_process_gp_end();
2597     0)    sh-4802     |   0.586 us    |                        check_for_new_grace_period();
2598     0)    sh-4802     |   2.899 us    |                      }
2599     0)    sh-4802     |   4.040 us    |                    }
2600     0)    sh-4802     |   5.151 us    |                  }
2601     0)    sh-4802     | + 49.370 us   |                }
2602
2603
2604 - The absolute time field is an absolute timestamp given by the
2605   system clock since it started. A snapshot of this time is
2606   given on each entry/exit of functions
2607
2608         - hide: echo nofuncgraph-abstime > trace_options
2609         - show: echo funcgraph-abstime > trace_options
2610
2611   ie::
2612
2613     #
2614     #      TIME       CPU  DURATION                  FUNCTION CALLS
2615     #       |         |     |   |                     |   |   |   |
2616     360.774522 |   1)   0.541 us    |                                          }
2617     360.774522 |   1)   4.663 us    |                                        }
2618     360.774523 |   1)   0.541 us    |                                        __wake_up_bit();
2619     360.774524 |   1)   6.796 us    |                                      }
2620     360.774524 |   1)   7.952 us    |                                    }
2621     360.774525 |   1)   9.063 us    |                                  }
2622     360.774525 |   1)   0.615 us    |                                  journal_mark_dirty();
2623     360.774527 |   1)   0.578 us    |                                  __brelse();
2624     360.774528 |   1)               |                                  reiserfs_prepare_for_journal() {
2625     360.774528 |   1)               |                                    unlock_buffer() {
2626     360.774529 |   1)               |                                      wake_up_bit() {
2627     360.774529 |   1)               |                                        bit_waitqueue() {
2628     360.774530 |   1)   0.594 us    |                                          __phys_addr();
2629
2630
2631 The function name is always displayed after the closing bracket
2632 for a function if the start of that function is not in the
2633 trace buffer.
2634
2635 Display of the function name after the closing bracket may be
2636 enabled for functions whose start is in the trace buffer,
2637 allowing easier searching with grep for function durations.
2638 It is default disabled.
2639
2640         - hide: echo nofuncgraph-tail > trace_options
2641         - show: echo funcgraph-tail > trace_options
2642
2643   Example with nofuncgraph-tail (default)::
2644
2645     0)               |      putname() {
2646     0)               |        kmem_cache_free() {
2647     0)   0.518 us    |          __phys_addr();
2648     0)   1.757 us    |        }
2649     0)   2.861 us    |      }
2650
2651   Example with funcgraph-tail::
2652
2653     0)               |      putname() {
2654     0)               |        kmem_cache_free() {
2655     0)   0.518 us    |          __phys_addr();
2656     0)   1.757 us    |        } /* kmem_cache_free() */
2657     0)   2.861 us    |      } /* putname() */
2658
2659 You can put some comments on specific functions by using
2660 trace_printk() For example, if you want to put a comment inside
2661 the __might_sleep() function, you just have to include
2662 <linux/ftrace.h> and call trace_printk() inside __might_sleep()::
2663
2664         trace_printk("I'm a comment!\n")
2665
2666 will produce::
2667
2668    1)               |             __might_sleep() {
2669    1)               |                /* I'm a comment! */
2670    1)   1.449 us    |             }
2671
2672
2673 You might find other useful features for this tracer in the
2674 following "dynamic ftrace" section such as tracing only specific
2675 functions or tasks.
2676
2677 dynamic ftrace
2678 --------------
2679
2680 If CONFIG_DYNAMIC_FTRACE is set, the system will run with
2681 virtually no overhead when function tracing is disabled. The way
2682 this works is the mcount function call (placed at the start of
2683 every kernel function, produced by the -pg switch in gcc),
2684 starts of pointing to a simple return. (Enabling FTRACE will
2685 include the -pg switch in the compiling of the kernel.)
2686
2687 At compile time every C file object is run through the
2688 recordmcount program (located in the scripts directory). This
2689 program will parse the ELF headers in the C object to find all
2690 the locations in the .text section that call mcount. Starting
2691 with gcc version 4.6, the -mfentry has been added for x86, which
2692 calls "__fentry__" instead of "mcount". Which is called before
2693 the creation of the stack frame.
2694
2695 Note, not all sections are traced. They may be prevented by either
2696 a notrace, or blocked another way and all inline functions are not
2697 traced. Check the "available_filter_functions" file to see what functions
2698 can be traced.
2699
2700 A section called "__mcount_loc" is created that holds
2701 references to all the mcount/fentry call sites in the .text section.
2702 The recordmcount program re-links this section back into the
2703 original object. The final linking stage of the kernel will add all these
2704 references into a single table.
2705
2706 On boot up, before SMP is initialized, the dynamic ftrace code
2707 scans this table and updates all the locations into nops. It
2708 also records the locations, which are added to the
2709 available_filter_functions list.  Modules are processed as they
2710 are loaded and before they are executed.  When a module is
2711 unloaded, it also removes its functions from the ftrace function
2712 list. This is automatic in the module unload code, and the
2713 module author does not need to worry about it.
2714
2715 When tracing is enabled, the process of modifying the function
2716 tracepoints is dependent on architecture. The old method is to use
2717 kstop_machine to prevent races with the CPUs executing code being
2718 modified (which can cause the CPU to do undesirable things, especially
2719 if the modified code crosses cache (or page) boundaries), and the nops are
2720 patched back to calls. But this time, they do not call mcount
2721 (which is just a function stub). They now call into the ftrace
2722 infrastructure.
2723
2724 The new method of modifying the function tracepoints is to place
2725 a breakpoint at the location to be modified, sync all CPUs, modify
2726 the rest of the instruction not covered by the breakpoint. Sync
2727 all CPUs again, and then remove the breakpoint with the finished
2728 version to the ftrace call site.
2729
2730 Some archs do not even need to monkey around with the synchronization,
2731 and can just slap the new code on top of the old without any
2732 problems with other CPUs executing it at the same time.
2733
2734 One special side-effect to the recording of the functions being
2735 traced is that we can now selectively choose which functions we
2736 wish to trace and which ones we want the mcount calls to remain
2737 as nops.
2738
2739 Two files are used, one for enabling and one for disabling the
2740 tracing of specified functions. They are:
2741
2742   set_ftrace_filter
2743
2744 and
2745
2746   set_ftrace_notrace
2747
2748 A list of available functions that you can add to these files is
2749 listed in:
2750
2751    available_filter_functions
2752
2753 ::
2754
2755   # cat available_filter_functions
2756   put_prev_task_idle
2757   kmem_cache_create
2758   pick_next_task_rt
2759   get_online_cpus
2760   pick_next_task_fair
2761   mutex_lock
2762   [...]
2763
2764 If I am only interested in sys_nanosleep and hrtimer_interrupt::
2765
2766   # echo sys_nanosleep hrtimer_interrupt > set_ftrace_filter
2767   # echo function > current_tracer
2768   # echo 1 > tracing_on
2769   # usleep 1
2770   # echo 0 > tracing_on
2771   # cat trace
2772   # tracer: function
2773   #
2774   # entries-in-buffer/entries-written: 5/5   #P:4
2775   #
2776   #                              _-----=> irqs-off
2777   #                             / _----=> need-resched
2778   #                            | / _---=> hardirq/softirq
2779   #                            || / _--=> preempt-depth
2780   #                            ||| /     delay
2781   #           TASK-PID   CPU#  ||||    TIMESTAMP  FUNCTION
2782   #              | |       |   ||||       |         |
2783             usleep-2665  [001] ....  4186.475355: sys_nanosleep <-system_call_fastpath
2784             <idle>-0     [001] d.h1  4186.475409: hrtimer_interrupt <-smp_apic_timer_interrupt
2785             usleep-2665  [001] d.h1  4186.475426: hrtimer_interrupt <-smp_apic_timer_interrupt
2786             <idle>-0     [003] d.h1  4186.475426: hrtimer_interrupt <-smp_apic_timer_interrupt
2787             <idle>-0     [002] d.h1  4186.475427: hrtimer_interrupt <-smp_apic_timer_interrupt
2788
2789 To see which functions are being traced, you can cat the file:
2790 ::
2791
2792   # cat set_ftrace_filter
2793   hrtimer_interrupt
2794   sys_nanosleep
2795
2796
2797 Perhaps this is not enough. The filters also allow glob(7) matching.
2798
2799   ``<match>*``
2800         will match functions that begin with <match>
2801   ``*<match>``
2802         will match functions that end with <match>
2803   ``*<match>*``
2804         will match functions that have <match> in it
2805   ``<match1>*<match2>``
2806         will match functions that begin with <match1> and end with <match2>
2807
2808 .. note::
2809       It is better to use quotes to enclose the wild cards,
2810       otherwise the shell may expand the parameters into names
2811       of files in the local directory.
2812
2813 ::
2814
2815   # echo 'hrtimer_*' > set_ftrace_filter
2816
2817 Produces::
2818
2819   # tracer: function
2820   #
2821   # entries-in-buffer/entries-written: 897/897   #P:4
2822   #
2823   #                              _-----=> irqs-off
2824   #                             / _----=> need-resched
2825   #                            | / _---=> hardirq/softirq
2826   #                            || / _--=> preempt-depth
2827   #                            ||| /     delay
2828   #           TASK-PID   CPU#  ||||    TIMESTAMP  FUNCTION
2829   #              | |       |   ||||       |         |
2830             <idle>-0     [003] dN.1  4228.547803: hrtimer_cancel <-tick_nohz_idle_exit
2831             <idle>-0     [003] dN.1  4228.547804: hrtimer_try_to_cancel <-hrtimer_cancel
2832             <idle>-0     [003] dN.2  4228.547805: hrtimer_force_reprogram <-__remove_hrtimer
2833             <idle>-0     [003] dN.1  4228.547805: hrtimer_forward <-tick_nohz_idle_exit
2834             <idle>-0     [003] dN.1  4228.547805: hrtimer_start_range_ns <-hrtimer_start_expires.constprop.11
2835             <idle>-0     [003] d..1  4228.547858: hrtimer_get_next_event <-get_next_timer_interrupt
2836             <idle>-0     [003] d..1  4228.547859: hrtimer_start <-__tick_nohz_idle_enter
2837             <idle>-0     [003] d..2  4228.547860: hrtimer_force_reprogram <-__rem
2838
2839 Notice that we lost the sys_nanosleep.
2840 ::
2841
2842   # cat set_ftrace_filter
2843   hrtimer_run_queues
2844   hrtimer_run_pending
2845   hrtimer_init
2846   hrtimer_cancel
2847   hrtimer_try_to_cancel
2848   hrtimer_forward
2849   hrtimer_start
2850   hrtimer_reprogram
2851   hrtimer_force_reprogram
2852   hrtimer_get_next_event
2853   hrtimer_interrupt
2854   hrtimer_nanosleep
2855   hrtimer_wakeup
2856   hrtimer_get_remaining
2857   hrtimer_get_res
2858   hrtimer_init_sleeper
2859
2860
2861 This is because the '>' and '>>' act just like they do in bash.
2862 To rewrite the filters, use '>'
2863 To append to the filters, use '>>'
2864
2865 To clear out a filter so that all functions will be recorded
2866 again::
2867
2868  # echo > set_ftrace_filter
2869  # cat set_ftrace_filter
2870  #
2871
2872 Again, now we want to append.
2873
2874 ::
2875
2876   # echo sys_nanosleep > set_ftrace_filter
2877   # cat set_ftrace_filter
2878   sys_nanosleep
2879   # echo 'hrtimer_*' >> set_ftrace_filter
2880   # cat set_ftrace_filter
2881   hrtimer_run_queues
2882   hrtimer_run_pending
2883   hrtimer_init
2884   hrtimer_cancel
2885   hrtimer_try_to_cancel
2886   hrtimer_forward
2887   hrtimer_start
2888   hrtimer_reprogram
2889   hrtimer_force_reprogram
2890   hrtimer_get_next_event
2891   hrtimer_interrupt
2892   sys_nanosleep
2893   hrtimer_nanosleep
2894   hrtimer_wakeup
2895   hrtimer_get_remaining
2896   hrtimer_get_res
2897   hrtimer_init_sleeper
2898
2899
2900 The set_ftrace_notrace prevents those functions from being
2901 traced.
2902 ::
2903
2904   # echo '*preempt*' '*lock*' > set_ftrace_notrace
2905
2906 Produces::
2907
2908   # tracer: function
2909   #
2910   # entries-in-buffer/entries-written: 39608/39608   #P:4
2911   #
2912   #                              _-----=> irqs-off
2913   #                             / _----=> need-resched
2914   #                            | / _---=> hardirq/softirq
2915   #                            || / _--=> preempt-depth
2916   #                            ||| /     delay
2917   #           TASK-PID   CPU#  ||||    TIMESTAMP  FUNCTION
2918   #              | |       |   ||||       |         |
2919               bash-1994  [000] ....  4342.324896: file_ra_state_init <-do_dentry_open
2920               bash-1994  [000] ....  4342.324897: open_check_o_direct <-do_last
2921               bash-1994  [000] ....  4342.324897: ima_file_check <-do_last
2922               bash-1994  [000] ....  4342.324898: process_measurement <-ima_file_check
2923               bash-1994  [000] ....  4342.324898: ima_get_action <-process_measurement
2924               bash-1994  [000] ....  4342.324898: ima_match_policy <-ima_get_action
2925               bash-1994  [000] ....  4342.324899: do_truncate <-do_last
2926               bash-1994  [000] ....  4342.324899: should_remove_suid <-do_truncate
2927               bash-1994  [000] ....  4342.324899: notify_change <-do_truncate
2928               bash-1994  [000] ....  4342.324900: current_fs_time <-notify_change
2929               bash-1994  [000] ....  4342.324900: current_kernel_time <-current_fs_time
2930               bash-1994  [000] ....  4342.324900: timespec_trunc <-current_fs_time
2931
2932 We can see that there's no more lock or preempt tracing.
2933
2934 Selecting function filters via index
2935 ------------------------------------
2936
2937 Because processing of strings is expensive (the address of the function
2938 needs to be looked up before comparing to the string being passed in),
2939 an index can be used as well to enable functions. This is useful in the
2940 case of setting thousands of specific functions at a time. By passing
2941 in a list of numbers, no string processing will occur. Instead, the function
2942 at the specific location in the internal array (which corresponds to the
2943 functions in the "available_filter_functions" file), is selected.
2944
2945 ::
2946
2947   # echo 1 > set_ftrace_filter
2948
2949 Will select the first function listed in "available_filter_functions"
2950
2951 ::
2952
2953   # head -1 available_filter_functions
2954   trace_initcall_finish_cb
2955
2956   # cat set_ftrace_filter
2957   trace_initcall_finish_cb
2958
2959   # head -50 available_filter_functions | tail -1
2960   x86_pmu_commit_txn
2961
2962   # echo 1 50 > set_ftrace_filter
2963   # cat set_ftrace_filter
2964   trace_initcall_finish_cb
2965   x86_pmu_commit_txn
2966
2967 Dynamic ftrace with the function graph tracer
2968 ---------------------------------------------
2969
2970 Although what has been explained above concerns both the
2971 function tracer and the function-graph-tracer, there are some
2972 special features only available in the function-graph tracer.
2973
2974 If you want to trace only one function and all of its children,
2975 you just have to echo its name into set_graph_function::
2976
2977  echo __do_fault > set_graph_function
2978
2979 will produce the following "expanded" trace of the __do_fault()
2980 function::
2981
2982    0)               |  __do_fault() {
2983    0)               |    filemap_fault() {
2984    0)               |      find_lock_page() {
2985    0)   0.804 us    |        find_get_page();
2986    0)               |        __might_sleep() {
2987    0)   1.329 us    |        }
2988    0)   3.904 us    |      }
2989    0)   4.979 us    |    }
2990    0)   0.653 us    |    _spin_lock();
2991    0)   0.578 us    |    page_add_file_rmap();
2992    0)   0.525 us    |    native_set_pte_at();
2993    0)   0.585 us    |    _spin_unlock();
2994    0)               |    unlock_page() {
2995    0)   0.541 us    |      page_waitqueue();
2996    0)   0.639 us    |      __wake_up_bit();
2997    0)   2.786 us    |    }
2998    0) + 14.237 us   |  }
2999    0)               |  __do_fault() {
3000    0)               |    filemap_fault() {
3001    0)               |      find_lock_page() {
3002    0)   0.698 us    |        find_get_page();
3003    0)               |        __might_sleep() {
3004    0)   1.412 us    |        }
3005    0)   3.950 us    |      }
3006    0)   5.098 us    |    }
3007    0)   0.631 us    |    _spin_lock();
3008    0)   0.571 us    |    page_add_file_rmap();
3009    0)   0.526 us    |    native_set_pte_at();
3010    0)   0.586 us    |    _spin_unlock();
3011    0)               |    unlock_page() {
3012    0)   0.533 us    |      page_waitqueue();
3013    0)   0.638 us    |      __wake_up_bit();
3014    0)   2.793 us    |    }
3015    0) + 14.012 us   |  }
3016
3017 You can also expand several functions at once::
3018
3019  echo sys_open > set_graph_function
3020  echo sys_close >> set_graph_function
3021
3022 Now if you want to go back to trace all functions you can clear
3023 this special filter via::
3024
3025  echo > set_graph_function
3026
3027
3028 ftrace_enabled
3029 --------------
3030
3031 Note, the proc sysctl ftrace_enable is a big on/off switch for the
3032 function tracer. By default it is enabled (when function tracing is
3033 enabled in the kernel). If it is disabled, all function tracing is
3034 disabled. This includes not only the function tracers for ftrace, but
3035 also for any other uses (perf, kprobes, stack tracing, profiling, etc). It
3036 cannot be disabled if there is a callback with FTRACE_OPS_FL_PERMANENT set
3037 registered.
3038
3039 Please disable this with care.
3040
3041 This can be disable (and enabled) with::
3042
3043   sysctl kernel.ftrace_enabled=0
3044   sysctl kernel.ftrace_enabled=1
3045
3046  or
3047
3048   echo 0 > /proc/sys/kernel/ftrace_enabled
3049   echo 1 > /proc/sys/kernel/ftrace_enabled
3050
3051
3052 Filter commands
3053 ---------------
3054
3055 A few commands are supported by the set_ftrace_filter interface.
3056 Trace commands have the following format::
3057
3058   <function>:<command>:<parameter>
3059
3060 The following commands are supported:
3061
3062 - mod:
3063   This command enables function filtering per module. The
3064   parameter defines the module. For example, if only the write*
3065   functions in the ext3 module are desired, run:
3066
3067    echo 'write*:mod:ext3' > set_ftrace_filter
3068
3069   This command interacts with the filter in the same way as
3070   filtering based on function names. Thus, adding more functions
3071   in a different module is accomplished by appending (>>) to the
3072   filter file. Remove specific module functions by prepending
3073   '!'::
3074
3075    echo '!writeback*:mod:ext3' >> set_ftrace_filter
3076
3077   Mod command supports module globbing. Disable tracing for all
3078   functions except a specific module::
3079
3080    echo '!*:mod:!ext3' >> set_ftrace_filter
3081
3082   Disable tracing for all modules, but still trace kernel::
3083
3084    echo '!*:mod:*' >> set_ftrace_filter
3085
3086   Enable filter only for kernel::
3087
3088    echo '*write*:mod:!*' >> set_ftrace_filter
3089
3090   Enable filter for module globbing::
3091
3092    echo '*write*:mod:*snd*' >> set_ftrace_filter
3093
3094 - traceon/traceoff:
3095   These commands turn tracing on and off when the specified
3096   functions are hit. The parameter determines how many times the
3097   tracing system is turned on and off. If unspecified, there is
3098   no limit. For example, to disable tracing when a schedule bug
3099   is hit the first 5 times, run::
3100
3101    echo '__schedule_bug:traceoff:5' > set_ftrace_filter
3102
3103   To always disable tracing when __schedule_bug is hit::
3104
3105    echo '__schedule_bug:traceoff' > set_ftrace_filter
3106
3107   These commands are cumulative whether or not they are appended
3108   to set_ftrace_filter. To remove a command, prepend it by '!'
3109   and drop the parameter::
3110
3111    echo '!__schedule_bug:traceoff:0' > set_ftrace_filter
3112
3113   The above removes the traceoff command for __schedule_bug
3114   that have a counter. To remove commands without counters::
3115
3116    echo '!__schedule_bug:traceoff' > set_ftrace_filter
3117
3118 - snapshot:
3119   Will cause a snapshot to be triggered when the function is hit.
3120   ::
3121
3122    echo 'native_flush_tlb_others:snapshot' > set_ftrace_filter
3123
3124   To only snapshot once:
3125   ::
3126
3127    echo 'native_flush_tlb_others:snapshot:1' > set_ftrace_filter
3128
3129   To remove the above commands::
3130
3131    echo '!native_flush_tlb_others:snapshot' > set_ftrace_filter
3132    echo '!native_flush_tlb_others:snapshot:0' > set_ftrace_filter
3133
3134 - enable_event/disable_event:
3135   These commands can enable or disable a trace event. Note, because
3136   function tracing callbacks are very sensitive, when these commands
3137   are registered, the trace point is activated, but disabled in
3138   a "soft" mode. That is, the tracepoint will be called, but
3139   just will not be traced. The event tracepoint stays in this mode
3140   as long as there's a command that triggers it.
3141   ::
3142
3143    echo 'try_to_wake_up:enable_event:sched:sched_switch:2' > \
3144          set_ftrace_filter
3145
3146   The format is::
3147
3148     <function>:enable_event:<system>:<event>[:count]
3149     <function>:disable_event:<system>:<event>[:count]
3150
3151   To remove the events commands::
3152
3153    echo '!try_to_wake_up:enable_event:sched:sched_switch:0' > \
3154          set_ftrace_filter
3155    echo '!schedule:disable_event:sched:sched_switch' > \
3156          set_ftrace_filter
3157
3158 - dump:
3159   When the function is hit, it will dump the contents of the ftrace
3160   ring buffer to the console. This is useful if you need to debug
3161   something, and want to dump the trace when a certain function
3162   is hit. Perhaps it's a function that is called before a triple
3163   fault happens and does not allow you to get a regular dump.
3164
3165 - cpudump:
3166   When the function is hit, it will dump the contents of the ftrace
3167   ring buffer for the current CPU to the console. Unlike the "dump"
3168   command, it only prints out the contents of the ring buffer for the
3169   CPU that executed the function that triggered the dump.
3170
3171 - stacktrace:
3172   When the function is hit, a stack trace is recorded.
3173
3174 trace_pipe
3175 ----------
3176
3177 The trace_pipe outputs the same content as the trace file, but
3178 the effect on the tracing is different. Every read from
3179 trace_pipe is consumed. This means that subsequent reads will be
3180 different. The trace is live.
3181 ::
3182
3183   # echo function > current_tracer
3184   # cat trace_pipe > /tmp/trace.out &
3185   [1] 4153
3186   # echo 1 > tracing_on
3187   # usleep 1
3188   # echo 0 > tracing_on
3189   # cat trace
3190   # tracer: function
3191   #
3192   # entries-in-buffer/entries-written: 0/0   #P:4
3193   #
3194   #                              _-----=> irqs-off
3195   #                             / _----=> need-resched
3196   #                            | / _---=> hardirq/softirq
3197   #                            || / _--=> preempt-depth
3198   #                            ||| /     delay
3199   #           TASK-PID   CPU#  ||||    TIMESTAMP  FUNCTION
3200   #              | |       |   ||||       |         |
3201
3202   #
3203   # cat /tmp/trace.out
3204              bash-1994  [000] ....  5281.568961: mutex_unlock <-rb_simple_write
3205              bash-1994  [000] ....  5281.568963: __mutex_unlock_slowpath <-mutex_unlock
3206              bash-1994  [000] ....  5281.568963: __fsnotify_parent <-fsnotify_modify
3207              bash-1994  [000] ....  5281.568964: fsnotify <-fsnotify_modify
3208              bash-1994  [000] ....  5281.568964: __srcu_read_lock <-fsnotify
3209              bash-1994  [000] ....  5281.568964: add_preempt_count <-__srcu_read_lock
3210              bash-1994  [000] ...1  5281.568965: sub_preempt_count <-__srcu_read_lock
3211              bash-1994  [000] ....  5281.568965: __srcu_read_unlock <-fsnotify
3212              bash-1994  [000] ....  5281.568967: sys_dup2 <-system_call_fastpath
3213
3214
3215 Note, reading the trace_pipe file will block until more input is
3216 added. This is contrary to the trace file. If any process opened
3217 the trace file for reading, it will actually disable tracing and
3218 prevent new entries from being added. The trace_pipe file does
3219 not have this limitation.
3220
3221 trace entries
3222 -------------
3223
3224 Having too much or not enough data can be troublesome in
3225 diagnosing an issue in the kernel. The file buffer_size_kb is
3226 used to modify the size of the internal trace buffers. The
3227 number listed is the number of entries that can be recorded per
3228 CPU. To know the full size, multiply the number of possible CPUs
3229 with the number of entries.
3230 ::
3231
3232   # cat buffer_size_kb
3233   1408 (units kilobytes)
3234
3235 Or simply read buffer_total_size_kb
3236 ::
3237
3238   # cat buffer_total_size_kb 
3239   5632
3240
3241 To modify the buffer, simple echo in a number (in 1024 byte segments).
3242 ::
3243
3244   # echo 10000 > buffer_size_kb
3245   # cat buffer_size_kb
3246   10000 (units kilobytes)
3247
3248 It will try to allocate as much as possible. If you allocate too
3249 much, it can cause Out-Of-Memory to trigger.
3250 ::
3251
3252   # echo 1000000000000 > buffer_size_kb
3253   -bash: echo: write error: Cannot allocate memory
3254   # cat buffer_size_kb
3255   85
3256
3257 The per_cpu buffers can be changed individually as well:
3258 ::
3259
3260   # echo 10000 > per_cpu/cpu0/buffer_size_kb
3261   # echo 100 > per_cpu/cpu1/buffer_size_kb
3262
3263 When the per_cpu buffers are not the same, the buffer_size_kb
3264 at the top level will just show an X
3265 ::
3266
3267   # cat buffer_size_kb
3268   X
3269
3270 This is where the buffer_total_size_kb is useful:
3271 ::
3272
3273   # cat buffer_total_size_kb 
3274   12916
3275
3276 Writing to the top level buffer_size_kb will reset all the buffers
3277 to be the same again.
3278
3279 Snapshot
3280 --------
3281 CONFIG_TRACER_SNAPSHOT makes a generic snapshot feature
3282 available to all non latency tracers. (Latency tracers which
3283 record max latency, such as "irqsoff" or "wakeup", can't use
3284 this feature, since those are already using the snapshot
3285 mechanism internally.)
3286
3287 Snapshot preserves a current trace buffer at a particular point
3288 in time without stopping tracing. Ftrace swaps the current
3289 buffer with a spare buffer, and tracing continues in the new
3290 current (=previous spare) buffer.
3291
3292 The following tracefs files in "tracing" are related to this
3293 feature:
3294
3295   snapshot:
3296
3297         This is used to take a snapshot and to read the output
3298         of the snapshot. Echo 1 into this file to allocate a
3299         spare buffer and to take a snapshot (swap), then read
3300         the snapshot from this file in the same format as
3301         "trace" (described above in the section "The File
3302         System"). Both reads snapshot and tracing are executable
3303         in parallel. When the spare buffer is allocated, echoing
3304         0 frees it, and echoing else (positive) values clear the
3305         snapshot contents.
3306         More details are shown in the table below.
3307
3308         +--------------+------------+------------+------------+
3309         |status\\input |     0      |     1      |    else    |
3310         +==============+============+============+============+
3311         |not allocated |(do nothing)| alloc+swap |(do nothing)|
3312         +--------------+------------+------------+------------+
3313         |allocated     |    free    |    swap    |   clear    |
3314         +--------------+------------+------------+------------+
3315
3316 Here is an example of using the snapshot feature.
3317 ::
3318
3319   # echo 1 > events/sched/enable
3320   # echo 1 > snapshot
3321   # cat snapshot
3322   # tracer: nop
3323   #
3324   # entries-in-buffer/entries-written: 71/71   #P:8
3325   #
3326   #                              _-----=> irqs-off
3327   #                             / _----=> need-resched
3328   #                            | / _---=> hardirq/softirq
3329   #                            || / _--=> preempt-depth
3330   #                            ||| /     delay
3331   #           TASK-PID   CPU#  ||||    TIMESTAMP  FUNCTION
3332   #              | |       |   ||||       |         |
3333             <idle>-0     [005] d...  2440.603828: sched_switch: prev_comm=swapper/5 prev_pid=0 prev_prio=120   prev_state=R ==> next_comm=snapshot-test-2 next_pid=2242 next_prio=120
3334              sleep-2242  [005] d...  2440.603846: sched_switch: prev_comm=snapshot-test-2 prev_pid=2242 prev_prio=120   prev_state=R ==> next_comm=kworker/5:1 next_pid=60 next_prio=120
3335   [...]
3336           <idle>-0     [002] d...  2440.707230: sched_switch: prev_comm=swapper/2 prev_pid=0 prev_prio=120 prev_state=R ==> next_comm=snapshot-test-2 next_pid=2229 next_prio=120  
3337
3338   # cat trace  
3339   # tracer: nop
3340   #
3341   # entries-in-buffer/entries-written: 77/77   #P:8
3342   #
3343   #                              _-----=> irqs-off
3344   #                             / _----=> need-resched
3345   #                            | / _---=> hardirq/softirq
3346   #                            || / _--=> preempt-depth
3347   #                            ||| /     delay
3348   #           TASK-PID   CPU#  ||||    TIMESTAMP  FUNCTION
3349   #              | |       |   ||||       |         |
3350             <idle>-0     [007] d...  2440.707395: sched_switch: prev_comm=swapper/7 prev_pid=0 prev_prio=120 prev_state=R ==> next_comm=snapshot-test-2 next_pid=2243 next_prio=120
3351    snapshot-test-2-2229  [002] d...  2440.707438: sched_switch: prev_comm=snapshot-test-2 prev_pid=2229 prev_prio=120 prev_state=S ==> next_comm=swapper/2 next_pid=0 next_prio=120
3352   [...]
3353
3354
3355 If you try to use this snapshot feature when current tracer is
3356 one of the latency tracers, you will get the following results.
3357 ::
3358
3359   # echo wakeup > current_tracer
3360   # echo 1 > snapshot
3361   bash: echo: write error: Device or resource busy
3362   # cat snapshot
3363   cat: snapshot: Device or resource busy
3364
3365
3366 Instances
3367 ---------
3368 In the tracefs tracing directory is a directory called "instances".
3369 This directory can have new directories created inside of it using
3370 mkdir, and removing directories with rmdir. The directory created
3371 with mkdir in this directory will already contain files and other
3372 directories after it is created.
3373 ::
3374
3375   # mkdir instances/foo
3376   # ls instances/foo
3377   buffer_size_kb  buffer_total_size_kb  events  free_buffer  per_cpu
3378   set_event  snapshot  trace  trace_clock  trace_marker  trace_options
3379   trace_pipe  tracing_on
3380
3381 As you can see, the new directory looks similar to the tracing directory
3382 itself. In fact, it is very similar, except that the buffer and
3383 events are agnostic from the main directory, or from any other
3384 instances that are created.
3385
3386 The files in the new directory work just like the files with the
3387 same name in the tracing directory except the buffer that is used
3388 is a separate and new buffer. The files affect that buffer but do not
3389 affect the main buffer with the exception of trace_options. Currently,
3390 the trace_options affect all instances and the top level buffer
3391 the same, but this may change in future releases. That is, options
3392 may become specific to the instance they reside in.
3393
3394 Notice that none of the function tracer files are there, nor is
3395 current_tracer and available_tracers. This is because the buffers
3396 can currently only have events enabled for them.
3397 ::
3398
3399   # mkdir instances/foo
3400   # mkdir instances/bar
3401   # mkdir instances/zoot
3402   # echo 100000 > buffer_size_kb
3403   # echo 1000 > instances/foo/buffer_size_kb
3404   # echo 5000 > instances/bar/per_cpu/cpu1/buffer_size_kb
3405   # echo function > current_trace
3406   # echo 1 > instances/foo/events/sched/sched_wakeup/enable
3407   # echo 1 > instances/foo/events/sched/sched_wakeup_new/enable
3408   # echo 1 > instances/foo/events/sched/sched_switch/enable
3409   # echo 1 > instances/bar/events/irq/enable
3410   # echo 1 > instances/zoot/events/syscalls/enable
3411   # cat trace_pipe
3412   CPU:2 [LOST 11745 EVENTS]
3413               bash-2044  [002] .... 10594.481032: _raw_spin_lock_irqsave <-get_page_from_freelist
3414               bash-2044  [002] d... 10594.481032: add_preempt_count <-_raw_spin_lock_irqsave
3415               bash-2044  [002] d..1 10594.481032: __rmqueue <-get_page_from_freelist
3416               bash-2044  [002] d..1 10594.481033: _raw_spin_unlock <-get_page_from_freelist
3417               bash-2044  [002] d..1 10594.481033: sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock
3418               bash-2044  [002] d... 10594.481033: get_pageblock_flags_group <-get_pageblock_migratetype
3419               bash-2044  [002] d... 10594.481034: __mod_zone_page_state <-get_page_from_freelist
3420               bash-2044  [002] d... 10594.481034: zone_statistics <-get_page_from_freelist
3421               bash-2044  [002] d... 10594.481034: __inc_zone_state <-zone_statistics
3422               bash-2044  [002] d... 10594.481034: __inc_zone_state <-zone_statistics
3423               bash-2044  [002] .... 10594.481035: arch_dup_task_struct <-copy_process
3424   [...]
3425
3426   # cat instances/foo/trace_pipe
3427               bash-1998  [000] d..4   136.676759: sched_wakeup: comm=kworker/0:1 pid=59 prio=120 success=1 target_cpu=000
3428               bash-1998  [000] dN.4   136.676760: sched_wakeup: comm=bash pid=1998 prio=120 success=1 target_cpu=000
3429             <idle>-0     [003] d.h3   136.676906: sched_wakeup: comm=rcu_preempt pid=9 prio=120 success=1 target_cpu=003
3430             <idle>-0     [003] d..3   136.676909: sched_switch: prev_comm=swapper/3 prev_pid=0 prev_prio=120 prev_state=R ==> next_comm=rcu_preempt next_pid=9 next_prio=120
3431        rcu_preempt-9     [003] d..3   136.676916: sched_switch: prev_comm=rcu_preempt prev_pid=9 prev_prio=120 prev_state=S ==> next_comm=swapper/3 next_pid=0 next_prio=120
3432               bash-1998  [000] d..4   136.677014: sched_wakeup: comm=kworker/0:1 pid=59 prio=120 success=1 target_cpu=000
3433               bash-1998  [000] dN.4   136.677016: sched_wakeup: comm=bash pid=1998 prio=120 success=1 target_cpu=000
3434               bash-1998  [000] d..3   136.677018: sched_switch: prev_comm=bash prev_pid=1998 prev_prio=120 prev_state=R+ ==> next_comm=kworker/0:1 next_pid=59 next_prio=120
3435        kworker/0:1-59    [000] d..4   136.677022: sched_wakeup: comm=sshd pid=1995 prio=120 success=1 target_cpu=001
3436        kworker/0:1-59    [000] d..3   136.677025: sched_switch: prev_comm=kworker/0:1 prev_pid=59 prev_prio=120 prev_state=S ==> next_comm=bash next_pid=1998 next_prio=120
3437   [...]
3438
3439   # cat instances/bar/trace_pipe
3440        migration/1-14    [001] d.h3   138.732674: softirq_raise: vec=3 [action=NET_RX]
3441             <idle>-0     [001] dNh3   138.732725: softirq_raise: vec=3 [action=NET_RX]
3442               bash-1998  [000] d.h1   138.733101: softirq_raise: vec=1 [action=TIMER]
3443               bash-1998  [000] d.h1   138.733102: softirq_raise: vec=9 [action=RCU]
3444               bash-1998  [000] ..s2   138.733105: softirq_entry: vec=1 [action=TIMER]
3445               bash-1998  [000] ..s2   138.733106: softirq_exit: vec=1 [action=TIMER]
3446               bash-1998  [000] ..s2   138.733106: softirq_entry: vec=9 [action=RCU]
3447               bash-1998  [000] ..s2   138.733109: softirq_exit: vec=9 [action=RCU]
3448               sshd-1995  [001] d.h1   138.733278: irq_handler_entry: irq=21 name=uhci_hcd:usb4
3449               sshd-1995  [001] d.h1   138.733280: irq_handler_exit: irq=21 ret=unhandled
3450               sshd-1995  [001] d.h1   138.733281: irq_handler_entry: irq=21 name=eth0
3451               sshd-1995  [001] d.h1   138.733283: irq_handler_exit: irq=21 ret=handled
3452   [...]
3453
3454   # cat instances/zoot/trace
3455   # tracer: nop
3456   #
3457   # entries-in-buffer/entries-written: 18996/18996   #P:4
3458   #
3459   #                              _-----=> irqs-off
3460   #                             / _----=> need-resched
3461   #                            | / _---=> hardirq/softirq
3462   #                            || / _--=> preempt-depth
3463   #                            ||| /     delay
3464   #           TASK-PID   CPU#  ||||    TIMESTAMP  FUNCTION
3465   #              | |       |   ||||       |         |
3466               bash-1998  [000] d...   140.733501: sys_write -> 0x2
3467               bash-1998  [000] d...   140.733504: sys_dup2(oldfd: a, newfd: 1)
3468               bash-1998  [000] d...   140.733506: sys_dup2 -> 0x1
3469               bash-1998  [000] d...   140.733508: sys_fcntl(fd: a, cmd: 1, arg: 0)
3470               bash-1998  [000] d...   140.733509: sys_fcntl -> 0x1
3471               bash-1998  [000] d...   140.733510: sys_close(fd: a)
3472               bash-1998  [000] d...   140.733510: sys_close -> 0x0
3473               bash-1998  [000] d...   140.733514: sys_rt_sigprocmask(how: 0, nset: 0, oset: 6e2768, sigsetsize: 8)
3474               bash-1998  [000] d...   140.733515: sys_rt_sigprocmask -> 0x0
3475               bash-1998  [000] d...   140.733516: sys_rt_sigaction(sig: 2, act: 7fff718846f0, oact: 7fff71884650, sigsetsize: 8)
3476               bash-1998  [000] d...   140.733516: sys_rt_sigaction -> 0x0
3477
3478 You can see that the trace of the top most trace buffer shows only
3479 the function tracing. The foo instance displays wakeups and task
3480 switches.
3481
3482 To remove the instances, simply delete their directories:
3483 ::
3484
3485   # rmdir instances/foo
3486   # rmdir instances/bar
3487   # rmdir instances/zoot
3488
3489 Note, if a process has a trace file open in one of the instance
3490 directories, the rmdir will fail with EBUSY.
3491
3492
3493 Stack trace
3494 -----------
3495 Since the kernel has a fixed sized stack, it is important not to
3496 waste it in functions. A kernel developer must be conscience of
3497 what they allocate on the stack. If they add too much, the system
3498 can be in danger of a stack overflow, and corruption will occur,
3499 usually leading to a system panic.
3500
3501 There are some tools that check this, usually with interrupts
3502 periodically checking usage. But if you can perform a check
3503 at every function call that will become very useful. As ftrace provides
3504 a function tracer, it makes it convenient to check the stack size
3505 at every function call. This is enabled via the stack tracer.
3506
3507 CONFIG_STACK_TRACER enables the ftrace stack tracing functionality.
3508 To enable it, write a '1' into /proc/sys/kernel/stack_tracer_enabled.
3509 ::
3510
3511  # echo 1 > /proc/sys/kernel/stack_tracer_enabled
3512
3513 You can also enable it from the kernel command line to trace
3514 the stack size of the kernel during boot up, by adding "stacktrace"
3515 to the kernel command line parameter.
3516
3517 After running it for a few minutes, the output looks like:
3518 ::
3519
3520   # cat stack_max_size
3521   2928
3522
3523   # cat stack_trace
3524           Depth    Size   Location    (18 entries)
3525           -----    ----   --------
3526     0)     2928     224   update_sd_lb_stats+0xbc/0x4ac
3527     1)     2704     160   find_busiest_group+0x31/0x1f1
3528     2)     2544     256   load_balance+0xd9/0x662
3529     3)     2288      80   idle_balance+0xbb/0x130
3530     4)     2208     128   __schedule+0x26e/0x5b9
3531     5)     2080      16   schedule+0x64/0x66
3532     6)     2064     128   schedule_timeout+0x34/0xe0
3533     7)     1936     112   wait_for_common+0x97/0xf1
3534     8)     1824      16   wait_for_completion+0x1d/0x1f
3535     9)     1808     128   flush_work+0xfe/0x119
3536    10)     1680      16   tty_flush_to_ldisc+0x1e/0x20
3537    11)     1664      48   input_available_p+0x1d/0x5c
3538    12)     1616      48   n_tty_poll+0x6d/0x134
3539    13)     1568      64   tty_poll+0x64/0x7f
3540    14)     1504     880   do_select+0x31e/0x511
3541    15)      624     400   core_sys_select+0x177/0x216
3542    16)      224      96   sys_select+0x91/0xb9
3543    17)      128     128   system_call_fastpath+0x16/0x1b
3544
3545 Note, if -mfentry is being used by gcc, functions get traced before
3546 they set up the stack frame. This means that leaf level functions
3547 are not tested by the stack tracer when -mfentry is used.
3548
3549 Currently, -mfentry is used by gcc 4.6.0 and above on x86 only.
3550
3551 More
3552 ----
3553 More details can be found in the source code, in the `kernel/trace/*.c` files.