Merge branch 'for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/s390/linux
[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 frame work 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 Through out 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.txt 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.
99
100   available_tracers:
101
102         This holds the different types of tracers that
103         have been compiled into the kernel. The
104         tracers listed here can be configured by
105         echoing their name into current_tracer.
106
107   tracing_on:
108
109         This sets or displays whether writing to the trace
110         ring buffer is enabled. Echo 0 into this file to disable
111         the tracer or 1 to enable it. Note, this only disables
112         writing to the ring buffer, the tracing overhead may
113         still be occurring.
114
115         The kernel function tracing_off() can be used within the
116         kernel to disable writing to the ring buffer, which will
117         set this file to "0". User space can re-enable tracing by
118         echoing "1" into the file.
119
120         Note, the function and event trigger "traceoff" will also
121         set this file to zero and stop tracing. Which can also
122         be re-enabled by user space using this file.
123
124   trace:
125
126         This file holds the output of the trace in a human
127         readable format (described below). Note, tracing is temporarily
128         disabled while this file is being read (opened).
129
130   trace_pipe:
131
132         The output is the same as the "trace" file but this
133         file is meant to be streamed with live tracing.
134         Reads from this file will block until new data is
135         retrieved.  Unlike the "trace" file, this file is a
136         consumer. This means reading from this file causes
137         sequential reads to display more current data. Once
138         data is read from this file, it is consumed, and
139         will not be read again with a sequential read. The
140         "trace" file is static, and if the tracer is not
141         adding more data, it will display the same
142         information every time it is read. This file will not
143         disable tracing while being read.
144
145   trace_options:
146
147         This file lets the user control the amount of data
148         that is displayed in one of the above output
149         files. Options also exist to modify how a tracer
150         or events work (stack traces, timestamps, etc).
151
152   options:
153
154         This is a directory that has a file for every available
155         trace option (also in trace_options). Options may also be set
156         or cleared by writing a "1" or "0" respectively into the
157         corresponding file with the option name.
158
159   tracing_max_latency:
160
161         Some of the tracers record the max latency.
162         For example, the maximum time that interrupts are disabled.
163         The maximum time is saved in this file. The max trace will also be
164         stored, and displayed by "trace". A new max trace will only be
165         recorded if the latency is greater than the value in this file
166         (in microseconds).
167
168         By echoing in a time into this file, no latency will be recorded
169         unless it is greater than the time in this file.
170
171   tracing_thresh:
172
173         Some latency tracers will record a trace whenever the
174         latency is greater than the number in this file.
175         Only active when the file contains a number greater than 0.
176         (in microseconds)
177
178   buffer_size_kb:
179
180         This sets or displays the number of kilobytes each CPU
181         buffer holds. By default, the trace buffers are the same size
182         for each CPU. The displayed number is the size of the
183         CPU buffer and not total size of all buffers. The
184         trace buffers are allocated in pages (blocks of memory
185         that the kernel uses for allocation, usually 4 KB in size).
186         If the last page allocated has room for more bytes
187         than requested, the rest of the page will be used,
188         making the actual allocation bigger than requested or shown.
189         ( Note, the size may not be a multiple of the page size
190         due to buffer management meta-data. )
191
192         Buffer sizes for individual CPUs may vary
193         (see "per_cpu/cpu0/buffer_size_kb" below), and if they do
194         this file will show "X".
195
196   buffer_total_size_kb:
197
198         This displays the total combined size of all the trace buffers.
199
200   free_buffer:
201
202         If a process is performing tracing, and the ring buffer should be
203         shrunk "freed" when the process is finished, even if it were to be
204         killed by a signal, this file can be used for that purpose. On close
205         of this file, the ring buffer will be resized to its minimum size.
206         Having a process that is tracing also open this file, when the process
207         exits its file descriptor for this file will be closed, and in doing so,
208         the ring buffer will be "freed".
209
210         It may also stop tracing if disable_on_free option is set.
211
212   tracing_cpumask:
213
214         This is a mask that lets the user only trace on specified CPUs.
215         The format is a hex string representing the CPUs.
216
217   set_ftrace_filter:
218
219         When dynamic ftrace is configured in (see the
220         section below "dynamic ftrace"), the code is dynamically
221         modified (code text rewrite) to disable calling of the
222         function profiler (mcount). This lets tracing be configured
223         in with practically no overhead in performance.  This also
224         has a side effect of enabling or disabling specific functions
225         to be traced. Echoing names of functions into this file
226         will limit the trace to only those functions.
227         This influences the tracers "function" and "function_graph"
228         and thus also function profiling (see "function_profile_enabled").
229
230         The functions listed in "available_filter_functions" are what
231         can be written into this file.
232
233         This interface also allows for commands to be used. See the
234         "Filter commands" section for more details.
235
236   set_ftrace_notrace:
237
238         This has an effect opposite to that of
239         set_ftrace_filter. Any function that is added here will not
240         be traced. If a function exists in both set_ftrace_filter
241         and set_ftrace_notrace, the function will _not_ be traced.
242
243   set_ftrace_pid:
244
245         Have the function tracer only trace the threads whose PID are
246         listed in this file.
247
248         If the "function-fork" option is set, then when a task whose
249         PID is listed in this file forks, the child's PID will
250         automatically be added to this file, and the child will be
251         traced by the function tracer as well. This option will also
252         cause PIDs of tasks that exit to be removed from the file.
253
254   set_event_pid:
255
256         Have the events only trace a task with a PID listed in this file.
257         Note, sched_switch and sched_wake_up will also trace events
258         listed in this file.
259
260         To have the PIDs of children of tasks with their PID in this file
261         added on fork, enable the "event-fork" option. That option will also
262         cause the PIDs of tasks to be removed from this file when the task
263         exits.
264
265   set_graph_function:
266
267         Functions listed in this file will cause the function graph
268         tracer to only trace these functions and the functions that
269         they call. (See the section "dynamic ftrace" for more details).
270         Note, set_ftrace_filter and set_ftrace_notrace still affects
271         what functions are being traced.
272
273   set_graph_notrace:
274
275         Similar to set_graph_function, but will disable function graph
276         tracing when the function is hit until it exits the function.
277         This makes it possible to ignore tracing functions that are called
278         by a specific function.
279
280   available_filter_functions:
281
282         This lists the functions that ftrace has processed and can trace.
283         These are the function names that you can pass to
284         "set_ftrace_filter", "set_ftrace_notrace",
285         "set_graph_function", or "set_graph_notrace".
286         (See the section "dynamic ftrace" below for more details.)
287
288   dyn_ftrace_total_info:
289
290         This file is for debugging purposes. The number of functions that
291         have been converted to nops and are available to be traced.
292
293   enabled_functions:
294
295         This file is more for debugging ftrace, but can also be useful
296         in seeing if any function has a callback attached to it.
297         Not only does the trace infrastructure use ftrace function
298         trace utility, but other subsystems might too. This file
299         displays all functions that have a callback attached to them
300         as well as the number of callbacks that have been attached.
301         Note, a callback may also call multiple functions which will
302         not be listed in this count.
303
304         If the callback registered to be traced by a function with
305         the "save regs" attribute (thus even more overhead), a 'R'
306         will be displayed on the same line as the function that
307         is returning registers.
308
309         If the callback registered to be traced by a function with
310         the "ip modify" attribute (thus the regs->ip can be changed),
311         an 'I' will be displayed on the same line as the function that
312         can be overridden.
313
314         If the architecture supports it, it will also show what callback
315         is being directly called by the function. If the count is greater
316         than 1 it most likely will be ftrace_ops_list_func().
317
318         If the callback of the function jumps to a trampoline that is
319         specific to a the callback and not the standard trampoline,
320         its address will be printed as well as the function that the
321         trampoline calls.
322
323   function_profile_enabled:
324
325         When set it will enable all functions with either the function
326         tracer, or if configured, the function graph tracer. It will
327         keep a histogram of the number of functions that were called
328         and if the function graph tracer was configured, it will also keep
329         track of the time spent in those functions. The histogram
330         content can be displayed in the files:
331
332         trace_stats/function<cpu> ( function0, function1, etc).
333
334   trace_stats:
335
336         A directory that holds different tracing stats.
337
338   kprobe_events:
339
340         Enable dynamic trace points. See kprobetrace.txt.
341
342   kprobe_profile:
343
344         Dynamic trace points stats. See kprobetrace.txt.
345
346   max_graph_depth:
347
348         Used with the function graph tracer. This is the max depth
349         it will trace into a function. Setting this to a value of
350         one will show only the first kernel function that is called
351         from user space.
352
353   printk_formats:
354
355         This is for tools that read the raw format files. If an event in
356         the ring buffer references a string, only a pointer to the string
357         is recorded into the buffer and not the string itself. This prevents
358         tools from knowing what that string was. This file displays the string
359         and address for the string allowing tools to map the pointers to what
360         the strings were.
361
362   saved_cmdlines:
363
364         Only the pid of the task is recorded in a trace event unless
365         the event specifically saves the task comm as well. Ftrace
366         makes a cache of pid mappings to comms to try to display
367         comms for events. If a pid for a comm is not listed, then
368         "<...>" is displayed in the output.
369
370         If the option "record-cmd" is set to "0", then comms of tasks
371         will not be saved during recording. By default, it is enabled.
372
373   saved_cmdlines_size:
374
375         By default, 128 comms are saved (see "saved_cmdlines" above). To
376         increase or decrease the amount of comms that are cached, echo
377         in a the number of comms to cache, into this file.
378
379   saved_tgids:
380
381         If the option "record-tgid" is set, on each scheduling context switch
382         the Task Group ID of a task is saved in a table mapping the PID of
383         the thread to its TGID. By default, the "record-tgid" option is
384         disabled.
385
386   snapshot:
387
388         This displays the "snapshot" buffer and also lets the user
389         take a snapshot of the current running trace.
390         See the "Snapshot" section below for more details.
391
392   stack_max_size:
393
394         When the stack tracer is activated, this will display the
395         maximum stack size it has encountered.
396         See the "Stack Trace" section below.
397
398   stack_trace:
399
400         This displays the stack back trace of the largest stack
401         that was encountered when the stack tracer is activated.
402         See the "Stack Trace" section below.
403
404   stack_trace_filter:
405
406         This is similar to "set_ftrace_filter" but it limits what
407         functions the stack tracer will check.
408
409   trace_clock:
410
411         Whenever an event is recorded into the ring buffer, a
412         "timestamp" is added. This stamp comes from a specified
413         clock. By default, ftrace uses the "local" clock. This
414         clock is very fast and strictly per cpu, but on some
415         systems it may not be monotonic with respect to other
416         CPUs. In other words, the local clocks may not be in sync
417         with local clocks on other CPUs.
418
419         Usual clocks for tracing::
420
421           # cat trace_clock
422           [local] global counter x86-tsc
423
424         The clock with the square brackets around it is the one in effect.
425
426         local:
427                 Default clock, but may not be in sync across CPUs
428
429         global:
430                 This clock is in sync with all CPUs but may
431                 be a bit slower than the local clock.
432
433         counter:
434                 This is not a clock at all, but literally an atomic
435                 counter. It counts up one by one, but is in sync
436                 with all CPUs. This is useful when you need to
437                 know exactly the order events occurred with respect to
438                 each other on different CPUs.
439
440         uptime:
441                 This uses the jiffies counter and the time stamp
442                 is relative to the time since boot up.
443
444         perf:
445                 This makes ftrace use the same clock that perf uses.
446                 Eventually perf will be able to read ftrace buffers
447                 and this will help out in interleaving the data.
448
449         x86-tsc:
450                 Architectures may define their own clocks. For
451                 example, x86 uses its own TSC cycle clock here.
452
453         ppc-tb:
454                 This uses the powerpc timebase register value.
455                 This is in sync across CPUs and can also be used
456                 to correlate events across hypervisor/guest if
457                 tb_offset is known.
458
459         mono:
460                 This uses the fast monotonic clock (CLOCK_MONOTONIC)
461                 which is monotonic and is subject to NTP rate adjustments.
462
463         mono_raw:
464                 This is the raw monotonic clock (CLOCK_MONOTONIC_RAW)
465                 which is montonic but is not subject to any rate adjustments
466                 and ticks at the same rate as the hardware clocksource.
467
468         boot:
469                 This is the boot clock (CLOCK_BOOTTIME) and is based on the
470                 fast monotonic clock, but also accounts for time spent in
471                 suspend. Since the clock access is designed for use in
472                 tracing in the suspend path, some side effects are possible
473                 if clock is accessed after the suspend time is accounted before
474                 the fast mono clock is updated. In this case, the clock update
475                 appears to happen slightly sooner than it normally would have.
476                 Also on 32-bit systems, it's possible that the 64-bit boot offset
477                 sees a partial update. These effects are rare and post
478                 processing should be able to handle them. See comments in the
479                 ktime_get_boot_fast_ns() function for more information.
480
481         To set a clock, simply echo the clock name into this file::
482
483           # echo global > trace_clock
484
485   trace_marker:
486
487         This is a very useful file for synchronizing user space
488         with events happening in the kernel. Writing strings into
489         this file will be written into the ftrace buffer.
490
491         It is useful in applications to open this file at the start
492         of the application and just reference the file descriptor
493         for the file::
494
495                 void trace_write(const char *fmt, ...)
496                 {
497                         va_list ap;
498                         char buf[256];
499                         int n;
500
501                         if (trace_fd < 0)
502                                 return;
503
504                         va_start(ap, fmt);
505                         n = vsnprintf(buf, 256, fmt, ap);
506                         va_end(ap);
507
508                         write(trace_fd, buf, n);
509                 }
510
511         start::
512
513                 trace_fd = open("trace_marker", WR_ONLY);
514
515   trace_marker_raw:
516
517         This is similar to trace_marker above, but is meant for for binary data
518         to be written to it, where a tool can be used to parse the data
519         from trace_pipe_raw.
520
521   uprobe_events:
522
523         Add dynamic tracepoints in programs.
524         See uprobetracer.txt
525
526   uprobe_profile:
527
528         Uprobe statistics. See uprobetrace.txt
529
530   instances:
531
532         This is a way to make multiple trace buffers where different
533         events can be recorded in different buffers.
534         See "Instances" section below.
535
536   events:
537
538         This is the trace event directory. It holds event tracepoints
539         (also known as static tracepoints) that have been compiled
540         into the kernel. It shows what event tracepoints exist
541         and how they are grouped by system. There are "enable"
542         files at various levels that can enable the tracepoints
543         when a "1" is written to them.
544
545         See events.txt for more information.
546
547   set_event:
548
549         By echoing in the event into this file, will enable that event.
550
551         See events.txt for more information.
552
553   available_events:
554
555         A list of events that can be enabled in tracing.
556
557         See events.txt for more information.
558
559   timestamp_mode:
560
561         Certain tracers may change the timestamp mode used when
562         logging trace events into the event buffer.  Events with
563         different modes can coexist within a buffer but the mode in
564         effect when an event is logged determines which timestamp mode
565         is used for that event.  The default timestamp mode is
566         'delta'.
567
568         Usual timestamp modes for tracing:
569
570           # cat timestamp_mode
571           [delta] absolute
572
573           The timestamp mode with the square brackets around it is the
574           one in effect.
575
576           delta: Default timestamp mode - timestamp is a delta against
577                  a per-buffer timestamp.
578
579           absolute: The timestamp is a full timestamp, not a delta
580                  against some other value.  As such it takes up more
581                  space and is less efficient.
582
583   hwlat_detector:
584
585         Directory for the Hardware Latency Detector.
586         See "Hardware Latency Detector" section below.
587
588   per_cpu:
589
590         This is a directory that contains the trace per_cpu information.
591
592   per_cpu/cpu0/buffer_size_kb:
593
594         The ftrace buffer is defined per_cpu. That is, there's a separate
595         buffer for each CPU to allow writes to be done atomically,
596         and free from cache bouncing. These buffers may have different
597         size buffers. This file is similar to the buffer_size_kb
598         file, but it only displays or sets the buffer size for the
599         specific CPU. (here cpu0).
600
601   per_cpu/cpu0/trace:
602
603         This is similar to the "trace" file, but it will only display
604         the data specific for the CPU. If written to, it only clears
605         the specific CPU buffer.
606
607   per_cpu/cpu0/trace_pipe
608
609         This is similar to the "trace_pipe" file, and is a consuming
610         read, but it will only display (and consume) the data specific
611         for the CPU.
612
613   per_cpu/cpu0/trace_pipe_raw
614
615         For tools that can parse the ftrace ring buffer binary format,
616         the trace_pipe_raw file can be used to extract the data
617         from the ring buffer directly. With the use of the splice()
618         system call, the buffer data can be quickly transferred to
619         a file or to the network where a server is collecting the
620         data.
621
622         Like trace_pipe, this is a consuming reader, where multiple
623         reads will always produce different data.
624
625   per_cpu/cpu0/snapshot:
626
627         This is similar to the main "snapshot" file, but will only
628         snapshot the current CPU (if supported). It only displays
629         the content of the snapshot for a given CPU, and if
630         written to, only clears this CPU buffer.
631
632   per_cpu/cpu0/snapshot_raw:
633
634         Similar to the trace_pipe_raw, but will read the binary format
635         from the snapshot buffer for the given CPU.
636
637   per_cpu/cpu0/stats:
638
639         This displays certain stats about the ring buffer:
640
641         entries:
642                 The number of events that are still in the buffer.
643
644         overrun:
645                 The number of lost events due to overwriting when
646                 the buffer was full.
647
648         commit overrun:
649                 Should always be zero.
650                 This gets set if so many events happened within a nested
651                 event (ring buffer is re-entrant), that it fills the
652                 buffer and starts dropping events.
653
654         bytes:
655                 Bytes actually read (not overwritten).
656
657         oldest event ts:
658                 The oldest timestamp in the buffer
659
660         now ts:
661                 The current timestamp
662
663         dropped events:
664                 Events lost due to overwrite option being off.
665
666         read events:
667                 The number of events read.
668
669 The Tracers
670 -----------
671
672 Here is the list of current tracers that may be configured.
673
674   "function"
675
676         Function call tracer to trace all kernel functions.
677
678   "function_graph"
679
680         Similar to the function tracer except that the
681         function tracer probes the functions on their entry
682         whereas the function graph tracer traces on both entry
683         and exit of the functions. It then provides the ability
684         to draw a graph of function calls similar to C code
685         source.
686
687   "blk"
688
689         The block tracer. The tracer used by the blktrace user
690         application.
691
692   "hwlat"
693
694         The Hardware Latency tracer is used to detect if the hardware
695         produces any latency. See "Hardware Latency Detector" section
696         below.
697
698   "irqsoff"
699
700         Traces the areas that disable interrupts and saves
701         the trace with the longest max latency.
702         See tracing_max_latency. When a new max is recorded,
703         it replaces the old trace. It is best to view this
704         trace with the latency-format option enabled, which
705         happens automatically when the tracer is selected.
706
707   "preemptoff"
708
709         Similar to irqsoff but traces and records the amount of
710         time for which preemption is disabled.
711
712   "preemptirqsoff"
713
714         Similar to irqsoff and preemptoff, but traces and
715         records the largest time for which irqs and/or preemption
716         is disabled.
717
718   "wakeup"
719
720         Traces and records the max latency that it takes for
721         the highest priority task to get scheduled after
722         it has been woken up.
723         Traces all tasks as an average developer would expect.
724
725   "wakeup_rt"
726
727         Traces and records the max latency that it takes for just
728         RT tasks (as the current "wakeup" does). This is useful
729         for those interested in wake up timings of RT tasks.
730
731   "wakeup_dl"
732
733         Traces and records the max latency that it takes for
734         a SCHED_DEADLINE task to be woken (as the "wakeup" and
735         "wakeup_rt" does).
736
737   "mmiotrace"
738
739         A special tracer that is used to trace binary module.
740         It will trace all the calls that a module makes to the
741         hardware. Everything it writes and reads from the I/O
742         as well.
743
744   "branch"
745
746         This tracer can be configured when tracing likely/unlikely
747         calls within the kernel. It will trace when a likely and
748         unlikely branch is hit and if it was correct in its prediction
749         of being correct.
750
751   "nop"
752
753         This is the "trace nothing" tracer. To remove all
754         tracers from tracing simply echo "nop" into
755         current_tracer.
756
757
758 Examples of using the tracer
759 ----------------------------
760
761 Here are typical examples of using the tracers when controlling
762 them only with the tracefs interface (without using any
763 user-land utilities).
764
765 Output format:
766 --------------
767
768 Here is an example of the output format of the file "trace"::
769
770   # tracer: function
771   #
772   # entries-in-buffer/entries-written: 140080/250280   #P:4
773   #
774   #                              _-----=> irqs-off
775   #                             / _----=> need-resched
776   #                            | / _---=> hardirq/softirq
777   #                            || / _--=> preempt-depth
778   #                            ||| /     delay
779   #           TASK-PID   CPU#  ||||    TIMESTAMP  FUNCTION
780   #              | |       |   ||||       |         |
781               bash-1977  [000] .... 17284.993652: sys_close <-system_call_fastpath
782               bash-1977  [000] .... 17284.993653: __close_fd <-sys_close
783               bash-1977  [000] .... 17284.993653: _raw_spin_lock <-__close_fd
784               sshd-1974  [003] .... 17284.993653: __srcu_read_unlock <-fsnotify
785               bash-1977  [000] .... 17284.993654: add_preempt_count <-_raw_spin_lock
786               bash-1977  [000] ...1 17284.993655: _raw_spin_unlock <-__close_fd
787               bash-1977  [000] ...1 17284.993656: sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock
788               bash-1977  [000] .... 17284.993657: filp_close <-__close_fd
789               bash-1977  [000] .... 17284.993657: dnotify_flush <-filp_close
790               sshd-1974  [003] .... 17284.993658: sys_select <-system_call_fastpath
791               ....
792
793 A header is printed with the tracer name that is represented by
794 the trace. In this case the tracer is "function". Then it shows the
795 number of events in the buffer as well as the total number of entries
796 that were written. The difference is the number of entries that were
797 lost due to the buffer filling up (250280 - 140080 = 110200 events
798 lost).
799
800 The header explains the content of the events. Task name "bash", the task
801 PID "1977", the CPU that it was running on "000", the latency format
802 (explained below), the timestamp in <secs>.<usecs> format, the
803 function name that was traced "sys_close" and the parent function that
804 called this function "system_call_fastpath". The timestamp is the time
805 at which the function was entered.
806
807 Latency trace format
808 --------------------
809
810 When the latency-format option is enabled or when one of the latency
811 tracers is set, the trace file gives somewhat more information to see
812 why a latency happened. Here is a typical trace::
813
814   # tracer: irqsoff
815   #
816   # irqsoff latency trace v1.1.5 on 3.8.0-test+
817   # --------------------------------------------------------------------
818   # latency: 259 us, #4/4, CPU#2 | (M:preempt VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
819   #    -----------------
820   #    | task: ps-6143 (uid:0 nice:0 policy:0 rt_prio:0)
821   #    -----------------
822   #  => started at: __lock_task_sighand
823   #  => ended at:   _raw_spin_unlock_irqrestore
824   #
825   #
826   #                  _------=> CPU#            
827   #                 / _-----=> irqs-off        
828   #                | / _----=> need-resched    
829   #                || / _---=> hardirq/softirq 
830   #                ||| / _--=> preempt-depth   
831   #                |||| /     delay             
832   #  cmd     pid   ||||| time  |   caller      
833   #     \   /      |||||  \    |   /           
834         ps-6143    2d...    0us!: trace_hardirqs_off <-__lock_task_sighand
835         ps-6143    2d..1  259us+: trace_hardirqs_on <-_raw_spin_unlock_irqrestore
836         ps-6143    2d..1  263us+: time_hardirqs_on <-_raw_spin_unlock_irqrestore
837         ps-6143    2d..1  306us : <stack trace>
838    => trace_hardirqs_on_caller
839    => trace_hardirqs_on
840    => _raw_spin_unlock_irqrestore
841    => do_task_stat
842    => proc_tgid_stat
843    => proc_single_show
844    => seq_read
845    => vfs_read
846    => sys_read
847    => system_call_fastpath
848
849
850 This shows that the current tracer is "irqsoff" tracing the time
851 for which interrupts were disabled. It gives the trace version (which
852 never changes) and the version of the kernel upon which this was executed on
853 (3.8). Then it displays the max latency in microseconds (259 us). The number
854 of trace entries displayed and the total number (both are four: #4/4).
855 VP, KP, SP, and HP are always zero and are reserved for later use.
856 #P is the number of online CPUs (#P:4).
857
858 The task is the process that was running when the latency
859 occurred. (ps pid: 6143).
860
861 The start and stop (the functions in which the interrupts were
862 disabled and enabled respectively) that caused the latencies:
863
864   - __lock_task_sighand is where the interrupts were disabled.
865   - _raw_spin_unlock_irqrestore is where they were enabled again.
866
867 The next lines after the header are the trace itself. The header
868 explains which is which.
869
870   cmd: The name of the process in the trace.
871
872   pid: The PID of that process.
873
874   CPU#: The CPU which the process was running on.
875
876   irqs-off: 'd' interrupts are disabled. '.' otherwise.
877         .. caution:: If the architecture does not support a way to
878                 read the irq flags variable, an 'X' will always
879                 be printed here.
880
881   need-resched:
882         - 'N' both TIF_NEED_RESCHED and PREEMPT_NEED_RESCHED is set,
883         - 'n' only TIF_NEED_RESCHED is set,
884         - 'p' only PREEMPT_NEED_RESCHED is set,
885         - '.' otherwise.
886
887   hardirq/softirq:
888         - 'Z' - NMI occurred inside a hardirq
889         - 'z' - NMI is running
890         - 'H' - hard irq occurred inside a softirq.
891         - 'h' - hard irq is running
892         - 's' - soft irq is running
893         - '.' - normal context.
894
895   preempt-depth: The level of preempt_disabled
896
897 The above is mostly meaningful for kernel developers.
898
899   time:
900         When the latency-format option is enabled, the trace file
901         output includes a timestamp relative to the start of the
902         trace. This differs from the output when latency-format
903         is disabled, which includes an absolute timestamp.
904
905   delay:
906         This is just to help catch your eye a bit better. And
907         needs to be fixed to be only relative to the same CPU.
908         The marks are determined by the difference between this
909         current trace and the next trace.
910
911           - '$' - greater than 1 second
912           - '@' - greater than 100 milisecond
913           - '*' - greater than 10 milisecond
914           - '#' - greater than 1000 microsecond
915           - '!' - greater than 100 microsecond
916           - '+' - greater than 10 microsecond
917           - ' ' - less than or equal to 10 microsecond.
918
919   The rest is the same as the 'trace' file.
920
921   Note, the latency tracers will usually end with a back trace
922   to easily find where the latency occurred.
923
924 trace_options
925 -------------
926
927 The trace_options file (or the options directory) is used to control
928 what gets printed in the trace output, or manipulate the tracers.
929 To see what is available, simply cat the file::
930
931   cat trace_options
932         print-parent
933         nosym-offset
934         nosym-addr
935         noverbose
936         noraw
937         nohex
938         nobin
939         noblock
940         trace_printk
941         annotate
942         nouserstacktrace
943         nosym-userobj
944         noprintk-msg-only
945         context-info
946         nolatency-format
947         record-cmd
948         norecord-tgid
949         overwrite
950         nodisable_on_free
951         irq-info
952         markers
953         noevent-fork
954         function-trace
955         nofunction-fork
956         nodisplay-graph
957         nostacktrace
958         nobranch
959
960 To disable one of the options, echo in the option prepended with
961 "no"::
962
963   echo noprint-parent > trace_options
964
965 To enable an option, leave off the "no"::
966
967   echo sym-offset > trace_options
968
969 Here are the available options:
970
971   print-parent
972         On function traces, display the calling (parent)
973         function as well as the function being traced.
974         ::
975
976           print-parent:
977            bash-4000  [01]  1477.606694: simple_strtoul <-kstrtoul
978
979           noprint-parent:
980            bash-4000  [01]  1477.606694: simple_strtoul
981
982
983   sym-offset
984         Display not only the function name, but also the
985         offset in the function. For example, instead of
986         seeing just "ktime_get", you will see
987         "ktime_get+0xb/0x20".
988         ::
989
990           sym-offset:
991            bash-4000  [01]  1477.606694: simple_strtoul+0x6/0xa0
992
993   sym-addr
994         This will also display the function address as well
995         as the function name.
996         ::
997
998           sym-addr:
999            bash-4000  [01]  1477.606694: simple_strtoul <c0339346>
1000
1001   verbose
1002         This deals with the trace file when the
1003         latency-format option is enabled.
1004         ::
1005
1006             bash  4000 1 0 00000000 00010a95 [58127d26] 1720.415ms \
1007             (+0.000ms): simple_strtoul (kstrtoul)
1008
1009   raw
1010         This will display raw numbers. This option is best for
1011         use with user applications that can translate the raw
1012         numbers better than having it done in the kernel.
1013
1014   hex
1015         Similar to raw, but the numbers will be in a hexadecimal format.
1016
1017   bin
1018         This will print out the formats in raw binary.
1019
1020   block
1021         When set, reading trace_pipe will not block when polled.
1022
1023   trace_printk
1024         Can disable trace_printk() from writing into the buffer.
1025
1026   annotate
1027         It is sometimes confusing when the CPU buffers are full
1028         and one CPU buffer had a lot of events recently, thus
1029         a shorter time frame, were another CPU may have only had
1030         a few events, which lets it have older events. When
1031         the trace is reported, it shows the oldest events first,
1032         and it may look like only one CPU ran (the one with the
1033         oldest events). When the annotate option is set, it will
1034         display when a new CPU buffer started::
1035
1036                           <idle>-0     [001] dNs4 21169.031481: wake_up_idle_cpu <-add_timer_on
1037                           <idle>-0     [001] dNs4 21169.031482: _raw_spin_unlock_irqrestore <-add_timer_on
1038                           <idle>-0     [001] .Ns4 21169.031484: sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock_irqrestore
1039                 ##### CPU 2 buffer started ####
1040                           <idle>-0     [002] .N.1 21169.031484: rcu_idle_exit <-cpu_idle
1041                           <idle>-0     [001] .Ns3 21169.031484: _raw_spin_unlock <-clocksource_watchdog
1042                           <idle>-0     [001] .Ns3 21169.031485: sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock
1043
1044   userstacktrace
1045         This option changes the trace. It records a
1046         stacktrace of the current user space thread after
1047         each trace event.
1048
1049   sym-userobj
1050         when user stacktrace are enabled, look up which
1051         object the address belongs to, and print a
1052         relative address. This is especially useful when
1053         ASLR is on, otherwise you don't get a chance to
1054         resolve the address to object/file/line after
1055         the app is no longer running
1056
1057         The lookup is performed when you read
1058         trace,trace_pipe. Example::
1059
1060                   a.out-1623  [000] 40874.465068: /root/a.out[+0x480] <-/root/a.out[+0
1061                   x494] <- /root/a.out[+0x4a8] <- /lib/libc-2.7.so[+0x1e1a6]
1062
1063
1064   printk-msg-only
1065         When set, trace_printk()s will only show the format
1066         and not their parameters (if trace_bprintk() or
1067         trace_bputs() was used to save the trace_printk()).
1068
1069   context-info
1070         Show only the event data. Hides the comm, PID,
1071         timestamp, CPU, and other useful data.
1072
1073   latency-format
1074         This option changes the trace output. When it is enabled,
1075         the trace displays additional information about the
1076         latency, as described in "Latency trace format".
1077
1078   record-cmd
1079         When any event or tracer is enabled, a hook is enabled
1080         in the sched_switch trace point to fill comm cache
1081         with mapped pids and comms. But this may cause some
1082         overhead, and if you only care about pids, and not the
1083         name of the task, disabling this option can lower the
1084         impact of tracing. See "saved_cmdlines".
1085
1086   record-tgid
1087         When any event or tracer is enabled, a hook is enabled
1088         in the sched_switch trace point to fill the cache of
1089         mapped Thread Group IDs (TGID) mapping to pids. See
1090         "saved_tgids".
1091
1092   overwrite
1093         This controls what happens when the trace buffer is
1094         full. If "1" (default), the oldest events are
1095         discarded and overwritten. If "0", then the newest
1096         events are discarded.
1097         (see per_cpu/cpu0/stats for overrun and dropped)
1098
1099   disable_on_free
1100         When the free_buffer is closed, tracing will
1101         stop (tracing_on set to 0).
1102
1103   irq-info
1104         Shows the interrupt, preempt count, need resched data.
1105         When disabled, the trace looks like::
1106
1107                 # tracer: function
1108                 #
1109                 # entries-in-buffer/entries-written: 144405/9452052   #P:4
1110                 #
1111                 #           TASK-PID   CPU#      TIMESTAMP  FUNCTION
1112                 #              | |       |          |         |
1113                           <idle>-0     [002]  23636.756054: ttwu_do_activate.constprop.89 <-try_to_wake_up
1114                           <idle>-0     [002]  23636.756054: activate_task <-ttwu_do_activate.constprop.89
1115                           <idle>-0     [002]  23636.756055: enqueue_task <-activate_task
1116
1117
1118   markers
1119         When set, the trace_marker is writable (only by root).
1120         When disabled, the trace_marker will error with EINVAL
1121         on write.
1122
1123   event-fork
1124         When set, tasks with PIDs listed in set_event_pid will have
1125         the PIDs of their children added to set_event_pid when those
1126         tasks fork. Also, when tasks with PIDs in set_event_pid exit,
1127         their PIDs will be removed from the file.
1128
1129   function-trace
1130         The latency tracers will enable function tracing
1131         if this option is enabled (default it is). When
1132         it is disabled, the latency tracers do not trace
1133         functions. This keeps the overhead of the tracer down
1134         when performing latency tests.
1135
1136   function-fork
1137         When set, tasks with PIDs listed in set_ftrace_pid will
1138         have the PIDs of their children added to set_ftrace_pid
1139         when those tasks fork. Also, when tasks with PIDs in
1140         set_ftrace_pid exit, their PIDs will be removed from the
1141         file.
1142
1143   display-graph
1144         When set, the latency tracers (irqsoff, wakeup, etc) will
1145         use function graph tracing instead of function tracing.
1146
1147   stacktrace
1148         When set, a stack trace is recorded after any trace event
1149         is recorded.
1150
1151   branch
1152         Enable branch tracing with the tracer. This enables branch
1153         tracer along with the currently set tracer. Enabling this
1154         with the "nop" tracer is the same as just enabling the
1155         "branch" tracer.
1156
1157 .. tip:: Some tracers have their own options. They only appear in this
1158        file when the tracer is active. They always appear in the
1159        options directory.
1160
1161
1162 Here are the per tracer options:
1163
1164 Options for function tracer:
1165
1166   func_stack_trace
1167         When set, a stack trace is recorded after every
1168         function that is recorded. NOTE! Limit the functions
1169         that are recorded before enabling this, with
1170         "set_ftrace_filter" otherwise the system performance
1171         will be critically degraded. Remember to disable
1172         this option before clearing the function filter.
1173
1174 Options for function_graph tracer:
1175
1176  Since the function_graph tracer has a slightly different output
1177  it has its own options to control what is displayed.
1178
1179   funcgraph-overrun
1180         When set, the "overrun" of the graph stack is
1181         displayed after each function traced. The
1182         overrun, is when the stack depth of the calls
1183         is greater than what is reserved for each task.
1184         Each task has a fixed array of functions to
1185         trace in the call graph. If the depth of the
1186         calls exceeds that, the function is not traced.
1187         The overrun is the number of functions missed
1188         due to exceeding this array.
1189
1190   funcgraph-cpu
1191         When set, the CPU number of the CPU where the trace
1192         occurred is displayed.
1193
1194   funcgraph-overhead
1195         When set, if the function takes longer than
1196         A certain amount, then a delay marker is
1197         displayed. See "delay" above, under the
1198         header description.
1199
1200   funcgraph-proc
1201         Unlike other tracers, the process' command line
1202         is not displayed by default, but instead only
1203         when a task is traced in and out during a context
1204         switch. Enabling this options has the command
1205         of each process displayed at every line.
1206
1207   funcgraph-duration
1208         At the end of each function (the return)
1209         the duration of the amount of time in the
1210         function is displayed in microseconds.
1211
1212   funcgraph-abstime
1213         When set, the timestamp is displayed at each line.
1214
1215   funcgraph-irqs
1216         When disabled, functions that happen inside an
1217         interrupt will not be traced.
1218
1219   funcgraph-tail
1220         When set, the return event will include the function
1221         that it represents. By default this is off, and
1222         only a closing curly bracket "}" is displayed for
1223         the return of a function.
1224
1225   sleep-time
1226         When running function graph tracer, to include
1227         the time a task schedules out in its function.
1228         When enabled, it will account time the task has been
1229         scheduled out as part of the function call.
1230
1231   graph-time
1232         When running function profiler with function graph tracer,
1233         to include the time to call nested functions. When this is
1234         not set, the time reported for the function will only
1235         include the time the function itself executed for, not the
1236         time for functions that it called.
1237
1238 Options for blk tracer:
1239
1240   blk_classic
1241         Shows a more minimalistic output.
1242
1243
1244 irqsoff
1245 -------
1246
1247 When interrupts are disabled, the CPU can not react to any other
1248 external event (besides NMIs and SMIs). This prevents the timer
1249 interrupt from triggering or the mouse interrupt from letting
1250 the kernel know of a new mouse event. The result is a latency
1251 with the reaction time.
1252
1253 The irqsoff tracer tracks the time for which interrupts are
1254 disabled. When a new maximum latency is hit, the tracer saves
1255 the trace leading up to that latency point so that every time a
1256 new maximum is reached, the old saved trace is discarded and the
1257 new trace is saved.
1258
1259 To reset the maximum, echo 0 into tracing_max_latency. Here is
1260 an example::
1261
1262   # echo 0 > options/function-trace
1263   # echo irqsoff > current_tracer
1264   # echo 1 > tracing_on
1265   # echo 0 > tracing_max_latency
1266   # ls -ltr
1267   [...]
1268   # echo 0 > tracing_on
1269   # cat trace
1270   # tracer: irqsoff
1271   #
1272   # irqsoff latency trace v1.1.5 on 3.8.0-test+
1273   # --------------------------------------------------------------------
1274   # latency: 16 us, #4/4, CPU#0 | (M:preempt VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
1275   #    -----------------
1276   #    | task: swapper/0-0 (uid:0 nice:0 policy:0 rt_prio:0)
1277   #    -----------------
1278   #  => started at: run_timer_softirq
1279   #  => ended at:   run_timer_softirq
1280   #
1281   #
1282   #                  _------=> CPU#            
1283   #                 / _-----=> irqs-off        
1284   #                | / _----=> need-resched    
1285   #                || / _---=> hardirq/softirq 
1286   #                ||| / _--=> preempt-depth   
1287   #                |||| /     delay             
1288   #  cmd     pid   ||||| time  |   caller      
1289   #     \   /      |||||  \    |   /           
1290     <idle>-0       0d.s2    0us+: _raw_spin_lock_irq <-run_timer_softirq
1291     <idle>-0       0dNs3   17us : _raw_spin_unlock_irq <-run_timer_softirq
1292     <idle>-0       0dNs3   17us+: trace_hardirqs_on <-run_timer_softirq
1293     <idle>-0       0dNs3   25us : <stack trace>
1294    => _raw_spin_unlock_irq
1295    => run_timer_softirq
1296    => __do_softirq
1297    => call_softirq
1298    => do_softirq
1299    => irq_exit
1300    => smp_apic_timer_interrupt
1301    => apic_timer_interrupt
1302    => rcu_idle_exit
1303    => cpu_idle
1304    => rest_init
1305    => start_kernel
1306    => x86_64_start_reservations
1307    => x86_64_start_kernel
1308
1309 Here we see that that we had a latency of 16 microseconds (which is
1310 very good). The _raw_spin_lock_irq in run_timer_softirq disabled
1311 interrupts. The difference between the 16 and the displayed
1312 timestamp 25us occurred because the clock was incremented
1313 between the time of recording the max latency and the time of
1314 recording the function that had that latency.
1315
1316 Note the above example had function-trace not set. If we set
1317 function-trace, we get a much larger output::
1318
1319  with echo 1 > options/function-trace
1320
1321   # tracer: irqsoff
1322   #
1323   # irqsoff latency trace v1.1.5 on 3.8.0-test+
1324   # --------------------------------------------------------------------
1325   # latency: 71 us, #168/168, CPU#3 | (M:preempt VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
1326   #    -----------------
1327   #    | task: bash-2042 (uid:0 nice:0 policy:0 rt_prio:0)
1328   #    -----------------
1329   #  => started at: ata_scsi_queuecmd
1330   #  => ended at:   ata_scsi_queuecmd
1331   #
1332   #
1333   #                  _------=> CPU#            
1334   #                 / _-----=> irqs-off        
1335   #                | / _----=> need-resched    
1336   #                || / _---=> hardirq/softirq 
1337   #                ||| / _--=> preempt-depth   
1338   #                |||| /     delay             
1339   #  cmd     pid   ||||| time  |   caller      
1340   #     \   /      |||||  \    |   /           
1341       bash-2042    3d...    0us : _raw_spin_lock_irqsave <-ata_scsi_queuecmd
1342       bash-2042    3d...    0us : add_preempt_count <-_raw_spin_lock_irqsave
1343       bash-2042    3d..1    1us : ata_scsi_find_dev <-ata_scsi_queuecmd
1344       bash-2042    3d..1    1us : __ata_scsi_find_dev <-ata_scsi_find_dev
1345       bash-2042    3d..1    2us : ata_find_dev.part.14 <-__ata_scsi_find_dev
1346       bash-2042    3d..1    2us : ata_qc_new_init <-__ata_scsi_queuecmd
1347       bash-2042    3d..1    3us : ata_sg_init <-__ata_scsi_queuecmd
1348       bash-2042    3d..1    4us : ata_scsi_rw_xlat <-__ata_scsi_queuecmd
1349       bash-2042    3d..1    4us : ata_build_rw_tf <-ata_scsi_rw_xlat
1350   [...]
1351       bash-2042    3d..1   67us : delay_tsc <-__delay
1352       bash-2042    3d..1   67us : add_preempt_count <-delay_tsc
1353       bash-2042    3d..2   67us : sub_preempt_count <-delay_tsc
1354       bash-2042    3d..1   67us : add_preempt_count <-delay_tsc
1355       bash-2042    3d..2   68us : sub_preempt_count <-delay_tsc
1356       bash-2042    3d..1   68us+: ata_bmdma_start <-ata_bmdma_qc_issue
1357       bash-2042    3d..1   71us : _raw_spin_unlock_irqrestore <-ata_scsi_queuecmd
1358       bash-2042    3d..1   71us : _raw_spin_unlock_irqrestore <-ata_scsi_queuecmd
1359       bash-2042    3d..1   72us+: trace_hardirqs_on <-ata_scsi_queuecmd
1360       bash-2042    3d..1  120us : <stack trace>
1361    => _raw_spin_unlock_irqrestore
1362    => ata_scsi_queuecmd
1363    => scsi_dispatch_cmd
1364    => scsi_request_fn
1365    => __blk_run_queue_uncond
1366    => __blk_run_queue
1367    => blk_queue_bio
1368    => generic_make_request
1369    => submit_bio
1370    => submit_bh
1371    => __ext3_get_inode_loc
1372    => ext3_iget
1373    => ext3_lookup
1374    => lookup_real
1375    => __lookup_hash
1376    => walk_component
1377    => lookup_last
1378    => path_lookupat
1379    => filename_lookup
1380    => user_path_at_empty
1381    => user_path_at
1382    => vfs_fstatat
1383    => vfs_stat
1384    => sys_newstat
1385    => system_call_fastpath
1386
1387
1388 Here we traced a 71 microsecond latency. But we also see all the
1389 functions that were called during that time. Note that by
1390 enabling function tracing, we incur an added overhead. This
1391 overhead may extend the latency times. But nevertheless, this
1392 trace has provided some very helpful debugging information.
1393
1394
1395 preemptoff
1396 ----------
1397
1398 When preemption is disabled, we may be able to receive
1399 interrupts but the task cannot be preempted and a higher
1400 priority task must wait for preemption to be enabled again
1401 before it can preempt a lower priority task.
1402
1403 The preemptoff tracer traces the places that disable preemption.
1404 Like the irqsoff tracer, it records the maximum latency for
1405 which preemption was disabled. The control of preemptoff tracer
1406 is much like the irqsoff tracer.
1407 ::
1408
1409   # echo 0 > options/function-trace
1410   # echo preemptoff > current_tracer
1411   # echo 1 > tracing_on
1412   # echo 0 > tracing_max_latency
1413   # ls -ltr
1414   [...]
1415   # echo 0 > tracing_on
1416   # cat trace
1417   # tracer: preemptoff
1418   #
1419   # preemptoff latency trace v1.1.5 on 3.8.0-test+
1420   # --------------------------------------------------------------------
1421   # latency: 46 us, #4/4, CPU#1 | (M:preempt VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
1422   #    -----------------
1423   #    | task: sshd-1991 (uid:0 nice:0 policy:0 rt_prio:0)
1424   #    -----------------
1425   #  => started at: do_IRQ
1426   #  => ended at:   do_IRQ
1427   #
1428   #
1429   #                  _------=> CPU#            
1430   #                 / _-----=> irqs-off        
1431   #                | / _----=> need-resched    
1432   #                || / _---=> hardirq/softirq 
1433   #                ||| / _--=> preempt-depth   
1434   #                |||| /     delay             
1435   #  cmd     pid   ||||| time  |   caller      
1436   #     \   /      |||||  \    |   /           
1437       sshd-1991    1d.h.    0us+: irq_enter <-do_IRQ
1438       sshd-1991    1d..1   46us : irq_exit <-do_IRQ
1439       sshd-1991    1d..1   47us+: trace_preempt_on <-do_IRQ
1440       sshd-1991    1d..1   52us : <stack trace>
1441    => sub_preempt_count
1442    => irq_exit
1443    => do_IRQ
1444    => ret_from_intr
1445
1446
1447 This has some more changes. Preemption was disabled when an
1448 interrupt came in (notice the 'h'), and was enabled on exit.
1449 But we also see that interrupts have been disabled when entering
1450 the preempt off section and leaving it (the 'd'). We do not know if
1451 interrupts were enabled in the mean time or shortly after this
1452 was over.
1453 ::
1454
1455   # tracer: preemptoff
1456   #
1457   # preemptoff latency trace v1.1.5 on 3.8.0-test+
1458   # --------------------------------------------------------------------
1459   # latency: 83 us, #241/241, CPU#1 | (M:preempt VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
1460   #    -----------------
1461   #    | task: bash-1994 (uid:0 nice:0 policy:0 rt_prio:0)
1462   #    -----------------
1463   #  => started at: wake_up_new_task
1464   #  => ended at:   task_rq_unlock
1465   #
1466   #
1467   #                  _------=> CPU#            
1468   #                 / _-----=> irqs-off        
1469   #                | / _----=> need-resched    
1470   #                || / _---=> hardirq/softirq 
1471   #                ||| / _--=> preempt-depth   
1472   #                |||| /     delay             
1473   #  cmd     pid   ||||| time  |   caller      
1474   #     \   /      |||||  \    |   /           
1475       bash-1994    1d..1    0us : _raw_spin_lock_irqsave <-wake_up_new_task
1476       bash-1994    1d..1    0us : select_task_rq_fair <-select_task_rq
1477       bash-1994    1d..1    1us : __rcu_read_lock <-select_task_rq_fair
1478       bash-1994    1d..1    1us : source_load <-select_task_rq_fair
1479       bash-1994    1d..1    1us : source_load <-select_task_rq_fair
1480   [...]
1481       bash-1994    1d..1   12us : irq_enter <-smp_apic_timer_interrupt
1482       bash-1994    1d..1   12us : rcu_irq_enter <-irq_enter
1483       bash-1994    1d..1   13us : add_preempt_count <-irq_enter
1484       bash-1994    1d.h1   13us : exit_idle <-smp_apic_timer_interrupt
1485       bash-1994    1d.h1   13us : hrtimer_interrupt <-smp_apic_timer_interrupt
1486       bash-1994    1d.h1   13us : _raw_spin_lock <-hrtimer_interrupt
1487       bash-1994    1d.h1   14us : add_preempt_count <-_raw_spin_lock
1488       bash-1994    1d.h2   14us : ktime_get_update_offsets <-hrtimer_interrupt
1489   [...]
1490       bash-1994    1d.h1   35us : lapic_next_event <-clockevents_program_event
1491       bash-1994    1d.h1   35us : irq_exit <-smp_apic_timer_interrupt
1492       bash-1994    1d.h1   36us : sub_preempt_count <-irq_exit
1493       bash-1994    1d..2   36us : do_softirq <-irq_exit
1494       bash-1994    1d..2   36us : __do_softirq <-call_softirq
1495       bash-1994    1d..2   36us : __local_bh_disable <-__do_softirq
1496       bash-1994    1d.s2   37us : add_preempt_count <-_raw_spin_lock_irq
1497       bash-1994    1d.s3   38us : _raw_spin_unlock <-run_timer_softirq
1498       bash-1994    1d.s3   39us : sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock
1499       bash-1994    1d.s2   39us : call_timer_fn <-run_timer_softirq
1500   [...]
1501       bash-1994    1dNs2   81us : cpu_needs_another_gp <-rcu_process_callbacks
1502       bash-1994    1dNs2   82us : __local_bh_enable <-__do_softirq
1503       bash-1994    1dNs2   82us : sub_preempt_count <-__local_bh_enable
1504       bash-1994    1dN.2   82us : idle_cpu <-irq_exit
1505       bash-1994    1dN.2   83us : rcu_irq_exit <-irq_exit
1506       bash-1994    1dN.2   83us : sub_preempt_count <-irq_exit
1507       bash-1994    1.N.1   84us : _raw_spin_unlock_irqrestore <-task_rq_unlock
1508       bash-1994    1.N.1   84us+: trace_preempt_on <-task_rq_unlock
1509       bash-1994    1.N.1  104us : <stack trace>
1510    => sub_preempt_count
1511    => _raw_spin_unlock_irqrestore
1512    => task_rq_unlock
1513    => wake_up_new_task
1514    => do_fork
1515    => sys_clone
1516    => stub_clone
1517
1518
1519 The above is an example of the preemptoff trace with
1520 function-trace set. Here we see that interrupts were not disabled
1521 the entire time. The irq_enter code lets us know that we entered
1522 an interrupt 'h'. Before that, the functions being traced still
1523 show that it is not in an interrupt, but we can see from the
1524 functions themselves that this is not the case.
1525
1526 preemptirqsoff
1527 --------------
1528
1529 Knowing the locations that have interrupts disabled or
1530 preemption disabled for the longest times is helpful. But
1531 sometimes we would like to know when either preemption and/or
1532 interrupts are disabled.
1533
1534 Consider the following code::
1535
1536     local_irq_disable();
1537     call_function_with_irqs_off();
1538     preempt_disable();
1539     call_function_with_irqs_and_preemption_off();
1540     local_irq_enable();
1541     call_function_with_preemption_off();
1542     preempt_enable();
1543
1544 The irqsoff tracer will record the total length of
1545 call_function_with_irqs_off() and
1546 call_function_with_irqs_and_preemption_off().
1547
1548 The preemptoff tracer will record the total length of
1549 call_function_with_irqs_and_preemption_off() and
1550 call_function_with_preemption_off().
1551
1552 But neither will trace the time that interrupts and/or
1553 preemption is disabled. This total time is the time that we can
1554 not schedule. To record this time, use the preemptirqsoff
1555 tracer.
1556
1557 Again, using this trace is much like the irqsoff and preemptoff
1558 tracers.
1559 ::
1560
1561   # echo 0 > options/function-trace
1562   # echo preemptirqsoff > current_tracer
1563   # echo 1 > tracing_on
1564   # echo 0 > tracing_max_latency
1565   # ls -ltr
1566   [...]
1567   # echo 0 > tracing_on
1568   # cat trace
1569   # tracer: preemptirqsoff
1570   #
1571   # preemptirqsoff latency trace v1.1.5 on 3.8.0-test+
1572   # --------------------------------------------------------------------
1573   # latency: 100 us, #4/4, CPU#3 | (M:preempt VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
1574   #    -----------------
1575   #    | task: ls-2230 (uid:0 nice:0 policy:0 rt_prio:0)
1576   #    -----------------
1577   #  => started at: ata_scsi_queuecmd
1578   #  => ended at:   ata_scsi_queuecmd
1579   #
1580   #
1581   #                  _------=> CPU#            
1582   #                 / _-----=> irqs-off        
1583   #                | / _----=> need-resched    
1584   #                || / _---=> hardirq/softirq 
1585   #                ||| / _--=> preempt-depth   
1586   #                |||| /     delay             
1587   #  cmd     pid   ||||| time  |   caller      
1588   #     \   /      |||||  \    |   /           
1589         ls-2230    3d...    0us+: _raw_spin_lock_irqsave <-ata_scsi_queuecmd
1590         ls-2230    3...1  100us : _raw_spin_unlock_irqrestore <-ata_scsi_queuecmd
1591         ls-2230    3...1  101us+: trace_preempt_on <-ata_scsi_queuecmd
1592         ls-2230    3...1  111us : <stack trace>
1593    => sub_preempt_count
1594    => _raw_spin_unlock_irqrestore
1595    => ata_scsi_queuecmd
1596    => scsi_dispatch_cmd
1597    => scsi_request_fn
1598    => __blk_run_queue_uncond
1599    => __blk_run_queue
1600    => blk_queue_bio
1601    => generic_make_request
1602    => submit_bio
1603    => submit_bh
1604    => ext3_bread
1605    => ext3_dir_bread
1606    => htree_dirblock_to_tree
1607    => ext3_htree_fill_tree
1608    => ext3_readdir
1609    => vfs_readdir
1610    => sys_getdents
1611    => system_call_fastpath
1612
1613
1614 The trace_hardirqs_off_thunk is called from assembly on x86 when
1615 interrupts are disabled in the assembly code. Without the
1616 function tracing, we do not know if interrupts were enabled
1617 within the preemption points. We do see that it started with
1618 preemption enabled.
1619
1620 Here is a trace with function-trace set::
1621
1622   # tracer: preemptirqsoff
1623   #
1624   # preemptirqsoff latency trace v1.1.5 on 3.8.0-test+
1625   # --------------------------------------------------------------------
1626   # latency: 161 us, #339/339, CPU#3 | (M:preempt VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
1627   #    -----------------
1628   #    | task: ls-2269 (uid:0 nice:0 policy:0 rt_prio:0)
1629   #    -----------------
1630   #  => started at: schedule
1631   #  => ended at:   mutex_unlock
1632   #
1633   #
1634   #                  _------=> CPU#            
1635   #                 / _-----=> irqs-off        
1636   #                | / _----=> need-resched    
1637   #                || / _---=> hardirq/softirq 
1638   #                ||| / _--=> preempt-depth   
1639   #                |||| /     delay             
1640   #  cmd     pid   ||||| time  |   caller      
1641   #     \   /      |||||  \    |   /           
1642   kworker/-59      3...1    0us : __schedule <-schedule
1643   kworker/-59      3d..1    0us : rcu_preempt_qs <-rcu_note_context_switch
1644   kworker/-59      3d..1    1us : add_preempt_count <-_raw_spin_lock_irq
1645   kworker/-59      3d..2    1us : deactivate_task <-__schedule
1646   kworker/-59      3d..2    1us : dequeue_task <-deactivate_task
1647   kworker/-59      3d..2    2us : update_rq_clock <-dequeue_task
1648   kworker/-59      3d..2    2us : dequeue_task_fair <-dequeue_task
1649   kworker/-59      3d..2    2us : update_curr <-dequeue_task_fair
1650   kworker/-59      3d..2    2us : update_min_vruntime <-update_curr
1651   kworker/-59      3d..2    3us : cpuacct_charge <-update_curr
1652   kworker/-59      3d..2    3us : __rcu_read_lock <-cpuacct_charge
1653   kworker/-59      3d..2    3us : __rcu_read_unlock <-cpuacct_charge
1654   kworker/-59      3d..2    3us : update_cfs_rq_blocked_load <-dequeue_task_fair
1655   kworker/-59      3d..2    4us : clear_buddies <-dequeue_task_fair
1656   kworker/-59      3d..2    4us : account_entity_dequeue <-dequeue_task_fair
1657   kworker/-59      3d..2    4us : update_min_vruntime <-dequeue_task_fair
1658   kworker/-59      3d..2    4us : update_cfs_shares <-dequeue_task_fair
1659   kworker/-59      3d..2    5us : hrtick_update <-dequeue_task_fair
1660   kworker/-59      3d..2    5us : wq_worker_sleeping <-__schedule
1661   kworker/-59      3d..2    5us : kthread_data <-wq_worker_sleeping
1662   kworker/-59      3d..2    5us : put_prev_task_fair <-__schedule
1663   kworker/-59      3d..2    6us : pick_next_task_fair <-pick_next_task
1664   kworker/-59      3d..2    6us : clear_buddies <-pick_next_task_fair
1665   kworker/-59      3d..2    6us : set_next_entity <-pick_next_task_fair
1666   kworker/-59      3d..2    6us : update_stats_wait_end <-set_next_entity
1667         ls-2269    3d..2    7us : finish_task_switch <-__schedule
1668         ls-2269    3d..2    7us : _raw_spin_unlock_irq <-finish_task_switch
1669         ls-2269    3d..2    8us : do_IRQ <-ret_from_intr
1670         ls-2269    3d..2    8us : irq_enter <-do_IRQ
1671         ls-2269    3d..2    8us : rcu_irq_enter <-irq_enter
1672         ls-2269    3d..2    9us : add_preempt_count <-irq_enter
1673         ls-2269    3d.h2    9us : exit_idle <-do_IRQ
1674   [...]
1675         ls-2269    3d.h3   20us : sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock
1676         ls-2269    3d.h2   20us : irq_exit <-do_IRQ
1677         ls-2269    3d.h2   21us : sub_preempt_count <-irq_exit
1678         ls-2269    3d..3   21us : do_softirq <-irq_exit
1679         ls-2269    3d..3   21us : __do_softirq <-call_softirq
1680         ls-2269    3d..3   21us+: __local_bh_disable <-__do_softirq
1681         ls-2269    3d.s4   29us : sub_preempt_count <-_local_bh_enable_ip
1682         ls-2269    3d.s5   29us : sub_preempt_count <-_local_bh_enable_ip
1683         ls-2269    3d.s5   31us : do_IRQ <-ret_from_intr
1684         ls-2269    3d.s5   31us : irq_enter <-do_IRQ
1685         ls-2269    3d.s5   31us : rcu_irq_enter <-irq_enter
1686   [...]
1687         ls-2269    3d.s5   31us : rcu_irq_enter <-irq_enter
1688         ls-2269    3d.s5   32us : add_preempt_count <-irq_enter
1689         ls-2269    3d.H5   32us : exit_idle <-do_IRQ
1690         ls-2269    3d.H5   32us : handle_irq <-do_IRQ
1691         ls-2269    3d.H5   32us : irq_to_desc <-handle_irq
1692         ls-2269    3d.H5   33us : handle_fasteoi_irq <-handle_irq
1693   [...]
1694         ls-2269    3d.s5  158us : _raw_spin_unlock_irqrestore <-rtl8139_poll
1695         ls-2269    3d.s3  158us : net_rps_action_and_irq_enable.isra.65 <-net_rx_action
1696         ls-2269    3d.s3  159us : __local_bh_enable <-__do_softirq
1697         ls-2269    3d.s3  159us : sub_preempt_count <-__local_bh_enable
1698         ls-2269    3d..3  159us : idle_cpu <-irq_exit
1699         ls-2269    3d..3  159us : rcu_irq_exit <-irq_exit
1700         ls-2269    3d..3  160us : sub_preempt_count <-irq_exit
1701         ls-2269    3d...  161us : __mutex_unlock_slowpath <-mutex_unlock
1702         ls-2269    3d...  162us+: trace_hardirqs_on <-mutex_unlock
1703         ls-2269    3d...  186us : <stack trace>
1704    => __mutex_unlock_slowpath
1705    => mutex_unlock
1706    => process_output
1707    => n_tty_write
1708    => tty_write
1709    => vfs_write
1710    => sys_write
1711    => system_call_fastpath
1712
1713 This is an interesting trace. It started with kworker running and
1714 scheduling out and ls taking over. But as soon as ls released the
1715 rq lock and enabled interrupts (but not preemption) an interrupt
1716 triggered. When the interrupt finished, it started running softirqs.
1717 But while the softirq was running, another interrupt triggered.
1718 When an interrupt is running inside a softirq, the annotation is 'H'.
1719
1720
1721 wakeup
1722 ------
1723
1724 One common case that people are interested in tracing is the
1725 time it takes for a task that is woken to actually wake up.
1726 Now for non Real-Time tasks, this can be arbitrary. But tracing
1727 it none the less can be interesting. 
1728
1729 Without function tracing::
1730
1731   # echo 0 > options/function-trace
1732   # echo wakeup > current_tracer
1733   # echo 1 > tracing_on
1734   # echo 0 > tracing_max_latency
1735   # chrt -f 5 sleep 1
1736   # echo 0 > tracing_on
1737   # cat trace
1738   # tracer: wakeup
1739   #
1740   # wakeup latency trace v1.1.5 on 3.8.0-test+
1741   # --------------------------------------------------------------------
1742   # latency: 15 us, #4/4, CPU#3 | (M:preempt VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
1743   #    -----------------
1744   #    | task: kworker/3:1H-312 (uid:0 nice:-20 policy:0 rt_prio:0)
1745   #    -----------------
1746   #
1747   #                  _------=> CPU#            
1748   #                 / _-----=> irqs-off        
1749   #                | / _----=> need-resched    
1750   #                || / _---=> hardirq/softirq 
1751   #                ||| / _--=> preempt-depth   
1752   #                |||| /     delay             
1753   #  cmd     pid   ||||| time  |   caller      
1754   #     \   /      |||||  \    |   /           
1755     <idle>-0       3dNs7    0us :      0:120:R   + [003]   312:100:R kworker/3:1H
1756     <idle>-0       3dNs7    1us+: ttwu_do_activate.constprop.87 <-try_to_wake_up
1757     <idle>-0       3d..3   15us : __schedule <-schedule
1758     <idle>-0       3d..3   15us :      0:120:R ==> [003]   312:100:R kworker/3:1H
1759
1760 The tracer only traces the highest priority task in the system
1761 to avoid tracing the normal circumstances. Here we see that
1762 the kworker with a nice priority of -20 (not very nice), took
1763 just 15 microseconds from the time it woke up, to the time it
1764 ran.
1765
1766 Non Real-Time tasks are not that interesting. A more interesting
1767 trace is to concentrate only on Real-Time tasks.
1768
1769 wakeup_rt
1770 ---------
1771
1772 In a Real-Time environment it is very important to know the
1773 wakeup time it takes for the highest priority task that is woken
1774 up to the time that it executes. This is also known as "schedule
1775 latency". I stress the point that this is about RT tasks. It is
1776 also important to know the scheduling latency of non-RT tasks,
1777 but the average schedule latency is better for non-RT tasks.
1778 Tools like LatencyTop are more appropriate for such
1779 measurements.
1780
1781 Real-Time environments are interested in the worst case latency.
1782 That is the longest latency it takes for something to happen,
1783 and not the average. We can have a very fast scheduler that may
1784 only have a large latency once in a while, but that would not
1785 work well with Real-Time tasks.  The wakeup_rt tracer was designed
1786 to record the worst case wakeups of RT tasks. Non-RT tasks are
1787 not recorded because the tracer only records one worst case and
1788 tracing non-RT tasks that are unpredictable will overwrite the
1789 worst case latency of RT tasks (just run the normal wakeup
1790 tracer for a while to see that effect).
1791
1792 Since this tracer only deals with RT tasks, we will run this
1793 slightly differently than we did with the previous tracers.
1794 Instead of performing an 'ls', we will run 'sleep 1' under
1795 'chrt' which changes the priority of the task.
1796 ::
1797
1798   # echo 0 > options/function-trace
1799   # echo wakeup_rt > current_tracer
1800   # echo 1 > tracing_on
1801   # echo 0 > tracing_max_latency
1802   # chrt -f 5 sleep 1
1803   # echo 0 > tracing_on
1804   # cat trace
1805   # tracer: wakeup
1806   #
1807   # tracer: wakeup_rt
1808   #
1809   # wakeup_rt latency trace v1.1.5 on 3.8.0-test+
1810   # --------------------------------------------------------------------
1811   # latency: 5 us, #4/4, CPU#3 | (M:preempt VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
1812   #    -----------------
1813   #    | task: sleep-2389 (uid:0 nice:0 policy:1 rt_prio:5)
1814   #    -----------------
1815   #
1816   #                  _------=> CPU#            
1817   #                 / _-----=> irqs-off        
1818   #                | / _----=> need-resched    
1819   #                || / _---=> hardirq/softirq 
1820   #                ||| / _--=> preempt-depth   
1821   #                |||| /     delay             
1822   #  cmd     pid   ||||| time  |   caller      
1823   #     \   /      |||||  \    |   /           
1824     <idle>-0       3d.h4    0us :      0:120:R   + [003]  2389: 94:R sleep
1825     <idle>-0       3d.h4    1us+: ttwu_do_activate.constprop.87 <-try_to_wake_up
1826     <idle>-0       3d..3    5us : __schedule <-schedule
1827     <idle>-0       3d..3    5us :      0:120:R ==> [003]  2389: 94:R sleep
1828
1829
1830 Running this on an idle system, we see that it only took 5 microseconds
1831 to perform the task switch.  Note, since the trace point in the schedule
1832 is before the actual "switch", we stop the tracing when the recorded task
1833 is about to schedule in. This may change if we add a new marker at the
1834 end of the scheduler.
1835
1836 Notice that the recorded task is 'sleep' with the PID of 2389
1837 and it has an rt_prio of 5. This priority is user-space priority
1838 and not the internal kernel priority. The policy is 1 for
1839 SCHED_FIFO and 2 for SCHED_RR.
1840
1841 Note, that the trace data shows the internal priority (99 - rtprio).
1842 ::
1843
1844   <idle>-0       3d..3    5us :      0:120:R ==> [003]  2389: 94:R sleep
1845
1846 The 0:120:R means idle was running with a nice priority of 0 (120 - 120)
1847 and in the running state 'R'. The sleep task was scheduled in with
1848 2389: 94:R. That is the priority is the kernel rtprio (99 - 5 = 94)
1849 and it too is in the running state.
1850
1851 Doing the same with chrt -r 5 and function-trace set.
1852 ::
1853
1854   echo 1 > options/function-trace
1855
1856   # tracer: wakeup_rt
1857   #
1858   # wakeup_rt latency trace v1.1.5 on 3.8.0-test+
1859   # --------------------------------------------------------------------
1860   # latency: 29 us, #85/85, CPU#3 | (M:preempt VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
1861   #    -----------------
1862   #    | task: sleep-2448 (uid:0 nice:0 policy:1 rt_prio:5)
1863   #    -----------------
1864   #
1865   #                  _------=> CPU#            
1866   #                 / _-----=> irqs-off        
1867   #                | / _----=> need-resched    
1868   #                || / _---=> hardirq/softirq 
1869   #                ||| / _--=> preempt-depth   
1870   #                |||| /     delay             
1871   #  cmd     pid   ||||| time  |   caller      
1872   #     \   /      |||||  \    |   /           
1873     <idle>-0       3d.h4    1us+:      0:120:R   + [003]  2448: 94:R sleep
1874     <idle>-0       3d.h4    2us : ttwu_do_activate.constprop.87 <-try_to_wake_up
1875     <idle>-0       3d.h3    3us : check_preempt_curr <-ttwu_do_wakeup
1876     <idle>-0       3d.h3    3us : resched_curr <-check_preempt_curr
1877     <idle>-0       3dNh3    4us : task_woken_rt <-ttwu_do_wakeup
1878     <idle>-0       3dNh3    4us : _raw_spin_unlock <-try_to_wake_up
1879     <idle>-0       3dNh3    4us : sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock
1880     <idle>-0       3dNh2    5us : ttwu_stat <-try_to_wake_up
1881     <idle>-0       3dNh2    5us : _raw_spin_unlock_irqrestore <-try_to_wake_up
1882     <idle>-0       3dNh2    6us : sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock_irqrestore
1883     <idle>-0       3dNh1    6us : _raw_spin_lock <-__run_hrtimer
1884     <idle>-0       3dNh1    6us : add_preempt_count <-_raw_spin_lock
1885     <idle>-0       3dNh2    7us : _raw_spin_unlock <-hrtimer_interrupt
1886     <idle>-0       3dNh2    7us : sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock
1887     <idle>-0       3dNh1    7us : tick_program_event <-hrtimer_interrupt
1888     <idle>-0       3dNh1    7us : clockevents_program_event <-tick_program_event
1889     <idle>-0       3dNh1    8us : ktime_get <-clockevents_program_event
1890     <idle>-0       3dNh1    8us : lapic_next_event <-clockevents_program_event
1891     <idle>-0       3dNh1    8us : irq_exit <-smp_apic_timer_interrupt
1892     <idle>-0       3dNh1    9us : sub_preempt_count <-irq_exit
1893     <idle>-0       3dN.2    9us : idle_cpu <-irq_exit
1894     <idle>-0       3dN.2    9us : rcu_irq_exit <-irq_exit
1895     <idle>-0       3dN.2   10us : rcu_eqs_enter_common.isra.45 <-rcu_irq_exit
1896     <idle>-0       3dN.2   10us : sub_preempt_count <-irq_exit
1897     <idle>-0       3.N.1   11us : rcu_idle_exit <-cpu_idle
1898     <idle>-0       3dN.1   11us : rcu_eqs_exit_common.isra.43 <-rcu_idle_exit
1899     <idle>-0       3.N.1   11us : tick_nohz_idle_exit <-cpu_idle
1900     <idle>-0       3dN.1   12us : menu_hrtimer_cancel <-tick_nohz_idle_exit
1901     <idle>-0       3dN.1   12us : ktime_get <-tick_nohz_idle_exit
1902     <idle>-0       3dN.1   12us : tick_do_update_jiffies64 <-tick_nohz_idle_exit
1903     <idle>-0       3dN.1   13us : cpu_load_update_nohz <-tick_nohz_idle_exit
1904     <idle>-0       3dN.1   13us : _raw_spin_lock <-cpu_load_update_nohz
1905     <idle>-0       3dN.1   13us : add_preempt_count <-_raw_spin_lock
1906     <idle>-0       3dN.2   13us : __cpu_load_update <-cpu_load_update_nohz
1907     <idle>-0       3dN.2   14us : sched_avg_update <-__cpu_load_update
1908     <idle>-0       3dN.2   14us : _raw_spin_unlock <-cpu_load_update_nohz
1909     <idle>-0       3dN.2   14us : sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock
1910     <idle>-0       3dN.1   15us : calc_load_nohz_stop <-tick_nohz_idle_exit
1911     <idle>-0       3dN.1   15us : touch_softlockup_watchdog <-tick_nohz_idle_exit
1912     <idle>-0       3dN.1   15us : hrtimer_cancel <-tick_nohz_idle_exit
1913     <idle>-0       3dN.1   15us : hrtimer_try_to_cancel <-hrtimer_cancel
1914     <idle>-0       3dN.1   16us : lock_hrtimer_base.isra.18 <-hrtimer_try_to_cancel
1915     <idle>-0       3dN.1   16us : _raw_spin_lock_irqsave <-lock_hrtimer_base.isra.18
1916     <idle>-0       3dN.1   16us : add_preempt_count <-_raw_spin_lock_irqsave
1917     <idle>-0       3dN.2   17us : __remove_hrtimer <-remove_hrtimer.part.16
1918     <idle>-0       3dN.2   17us : hrtimer_force_reprogram <-__remove_hrtimer
1919     <idle>-0       3dN.2   17us : tick_program_event <-hrtimer_force_reprogram
1920     <idle>-0       3dN.2   18us : clockevents_program_event <-tick_program_event
1921     <idle>-0       3dN.2   18us : ktime_get <-clockevents_program_event
1922     <idle>-0       3dN.2   18us : lapic_next_event <-clockevents_program_event
1923     <idle>-0       3dN.2   19us : _raw_spin_unlock_irqrestore <-hrtimer_try_to_cancel
1924     <idle>-0       3dN.2   19us : sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock_irqrestore
1925     <idle>-0       3dN.1   19us : hrtimer_forward <-tick_nohz_idle_exit
1926     <idle>-0       3dN.1   20us : ktime_add_safe <-hrtimer_forward
1927     <idle>-0       3dN.1   20us : ktime_add_safe <-hrtimer_forward
1928     <idle>-0       3dN.1   20us : hrtimer_start_range_ns <-hrtimer_start_expires.constprop.11
1929     <idle>-0       3dN.1   20us : __hrtimer_start_range_ns <-hrtimer_start_range_ns
1930     <idle>-0       3dN.1   21us : lock_hrtimer_base.isra.18 <-__hrtimer_start_range_ns
1931     <idle>-0       3dN.1   21us : _raw_spin_lock_irqsave <-lock_hrtimer_base.isra.18
1932     <idle>-0       3dN.1   21us : add_preempt_count <-_raw_spin_lock_irqsave
1933     <idle>-0       3dN.2   22us : ktime_add_safe <-__hrtimer_start_range_ns
1934     <idle>-0       3dN.2   22us : enqueue_hrtimer <-__hrtimer_start_range_ns
1935     <idle>-0       3dN.2   22us : tick_program_event <-__hrtimer_start_range_ns
1936     <idle>-0       3dN.2   23us : clockevents_program_event <-tick_program_event
1937     <idle>-0       3dN.2   23us : ktime_get <-clockevents_program_event
1938     <idle>-0       3dN.2   23us : lapic_next_event <-clockevents_program_event
1939     <idle>-0       3dN.2   24us : _raw_spin_unlock_irqrestore <-__hrtimer_start_range_ns
1940     <idle>-0       3dN.2   24us : sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock_irqrestore
1941     <idle>-0       3dN.1   24us : account_idle_ticks <-tick_nohz_idle_exit
1942     <idle>-0       3dN.1   24us : account_idle_time <-account_idle_ticks
1943     <idle>-0       3.N.1   25us : sub_preempt_count <-cpu_idle
1944     <idle>-0       3.N..   25us : schedule <-cpu_idle
1945     <idle>-0       3.N..   25us : __schedule <-preempt_schedule
1946     <idle>-0       3.N..   26us : add_preempt_count <-__schedule
1947     <idle>-0       3.N.1   26us : rcu_note_context_switch <-__schedule
1948     <idle>-0       3.N.1   26us : rcu_sched_qs <-rcu_note_context_switch
1949     <idle>-0       3dN.1   27us : rcu_preempt_qs <-rcu_note_context_switch
1950     <idle>-0       3.N.1   27us : _raw_spin_lock_irq <-__schedule
1951     <idle>-0       3dN.1   27us : add_preempt_count <-_raw_spin_lock_irq
1952     <idle>-0       3dN.2   28us : put_prev_task_idle <-__schedule
1953     <idle>-0       3dN.2   28us : pick_next_task_stop <-pick_next_task
1954     <idle>-0       3dN.2   28us : pick_next_task_rt <-pick_next_task
1955     <idle>-0       3dN.2   29us : dequeue_pushable_task <-pick_next_task_rt
1956     <idle>-0       3d..3   29us : __schedule <-preempt_schedule
1957     <idle>-0       3d..3   30us :      0:120:R ==> [003]  2448: 94:R sleep
1958
1959 This isn't that big of a trace, even with function tracing enabled,
1960 so I included the entire trace.
1961
1962 The interrupt went off while when the system was idle. Somewhere
1963 before task_woken_rt() was called, the NEED_RESCHED flag was set,
1964 this is indicated by the first occurrence of the 'N' flag.
1965
1966 Latency tracing and events
1967 --------------------------
1968 As function tracing can induce a much larger latency, but without
1969 seeing what happens within the latency it is hard to know what
1970 caused it. There is a middle ground, and that is with enabling
1971 events.
1972 ::
1973
1974   # echo 0 > options/function-trace
1975   # echo wakeup_rt > current_tracer
1976   # echo 1 > events/enable
1977   # echo 1 > tracing_on
1978   # echo 0 > tracing_max_latency
1979   # chrt -f 5 sleep 1
1980   # echo 0 > tracing_on
1981   # cat trace
1982   # tracer: wakeup_rt
1983   #
1984   # wakeup_rt latency trace v1.1.5 on 3.8.0-test+
1985   # --------------------------------------------------------------------
1986   # latency: 6 us, #12/12, CPU#2 | (M:preempt VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
1987   #    -----------------
1988   #    | task: sleep-5882 (uid:0 nice:0 policy:1 rt_prio:5)
1989   #    -----------------
1990   #
1991   #                  _------=> CPU#            
1992   #                 / _-----=> irqs-off        
1993   #                | / _----=> need-resched    
1994   #                || / _---=> hardirq/softirq 
1995   #                ||| / _--=> preempt-depth   
1996   #                |||| /     delay             
1997   #  cmd     pid   ||||| time  |   caller      
1998   #     \   /      |||||  \    |   /           
1999     <idle>-0       2d.h4    0us :      0:120:R   + [002]  5882: 94:R sleep
2000     <idle>-0       2d.h4    0us : ttwu_do_activate.constprop.87 <-try_to_wake_up
2001     <idle>-0       2d.h4    1us : sched_wakeup: comm=sleep pid=5882 prio=94 success=1 target_cpu=002
2002     <idle>-0       2dNh2    1us : hrtimer_expire_exit: hrtimer=ffff88007796feb8
2003     <idle>-0       2.N.2    2us : power_end: cpu_id=2
2004     <idle>-0       2.N.2    3us : cpu_idle: state=4294967295 cpu_id=2
2005     <idle>-0       2dN.3    4us : hrtimer_cancel: hrtimer=ffff88007d50d5e0
2006     <idle>-0       2dN.3    4us : hrtimer_start: hrtimer=ffff88007d50d5e0 function=tick_sched_timer expires=34311211000000 softexpires=34311211000000
2007     <idle>-0       2.N.2    5us : rcu_utilization: Start context switch
2008     <idle>-0       2.N.2    5us : rcu_utilization: End context switch
2009     <idle>-0       2d..3    6us : __schedule <-schedule
2010     <idle>-0       2d..3    6us :      0:120:R ==> [002]  5882: 94:R sleep
2011
2012
2013 Hardware Latency Detector
2014 -------------------------
2015
2016 The hardware latency detector is executed by enabling the "hwlat" tracer.
2017
2018 NOTE, this tracer will affect the performance of the system as it will
2019 periodically make a CPU constantly busy with interrupts disabled.
2020 ::
2021
2022   # echo hwlat > current_tracer
2023   # sleep 100
2024   # cat trace
2025   # tracer: hwlat
2026   #
2027   #                              _-----=> irqs-off
2028   #                             / _----=> need-resched
2029   #                            | / _---=> hardirq/softirq
2030   #                            || / _--=> preempt-depth
2031   #                            ||| /     delay
2032   #           TASK-PID   CPU#  ||||    TIMESTAMP  FUNCTION
2033   #              | |       |   ||||       |         |
2034              <...>-3638  [001] d... 19452.055471: #1     inner/outer(us):   12/14    ts:1499801089.066141940
2035              <...>-3638  [003] d... 19454.071354: #2     inner/outer(us):   11/9     ts:1499801091.082164365
2036              <...>-3638  [002] dn.. 19461.126852: #3     inner/outer(us):   12/9     ts:1499801098.138150062
2037              <...>-3638  [001] d... 19488.340960: #4     inner/outer(us):    8/12    ts:1499801125.354139633
2038              <...>-3638  [003] d... 19494.388553: #5     inner/outer(us):    8/12    ts:1499801131.402150961
2039              <...>-3638  [003] d... 19501.283419: #6     inner/outer(us):    0/12    ts:1499801138.297435289 nmi-total:4 nmi-count:1
2040
2041
2042 The above output is somewhat the same in the header. All events will have
2043 interrupts disabled 'd'. Under the FUNCTION title there is:
2044
2045  #1
2046         This is the count of events recorded that were greater than the
2047         tracing_threshold (See below).
2048
2049  inner/outer(us):   12/14
2050
2051       This shows two numbers as "inner latency" and "outer latency". The test
2052       runs in a loop checking a timestamp twice. The latency detected within
2053       the two timestamps is the "inner latency" and the latency detected
2054       after the previous timestamp and the next timestamp in the loop is
2055       the "outer latency".
2056
2057  ts:1499801089.066141940
2058
2059       The absolute timestamp that the event happened.
2060
2061  nmi-total:4 nmi-count:1
2062
2063       On architectures that support it, if an NMI comes in during the
2064       test, the time spent in NMI is reported in "nmi-total" (in
2065       microseconds).
2066
2067       All architectures that have NMIs will show the "nmi-count" if an
2068       NMI comes in during the test.
2069
2070 hwlat files:
2071
2072   tracing_threshold
2073         This gets automatically set to "10" to represent 10
2074         microseconds. This is the threshold of latency that
2075         needs to be detected before the trace will be recorded.
2076
2077         Note, when hwlat tracer is finished (another tracer is
2078         written into "current_tracer"), the original value for
2079         tracing_threshold is placed back into this file.
2080
2081   hwlat_detector/width
2082         The length of time the test runs with interrupts disabled.
2083
2084   hwlat_detector/window
2085         The length of time of the window which the test
2086         runs. That is, the test will run for "width"
2087         microseconds per "window" microseconds
2088
2089   tracing_cpumask
2090         When the test is started. A kernel thread is created that
2091         runs the test. This thread will alternate between CPUs
2092         listed in the tracing_cpumask between each period
2093         (one "window"). To limit the test to specific CPUs
2094         set the mask in this file to only the CPUs that the test
2095         should run on.
2096
2097 function
2098 --------
2099
2100 This tracer is the function tracer. Enabling the function tracer
2101 can be done from the debug file system. Make sure the
2102 ftrace_enabled is set; otherwise this tracer is a nop.
2103 See the "ftrace_enabled" section below.
2104 ::
2105
2106   # sysctl kernel.ftrace_enabled=1
2107   # echo function > current_tracer
2108   # echo 1 > tracing_on
2109   # usleep 1
2110   # echo 0 > tracing_on
2111   # cat trace
2112   # tracer: function
2113   #
2114   # entries-in-buffer/entries-written: 24799/24799   #P:4
2115   #
2116   #                              _-----=> irqs-off
2117   #                             / _----=> need-resched
2118   #                            | / _---=> hardirq/softirq
2119   #                            || / _--=> preempt-depth
2120   #                            ||| /     delay
2121   #           TASK-PID   CPU#  ||||    TIMESTAMP  FUNCTION
2122   #              | |       |   ||||       |         |
2123               bash-1994  [002] ....  3082.063030: mutex_unlock <-rb_simple_write
2124               bash-1994  [002] ....  3082.063031: __mutex_unlock_slowpath <-mutex_unlock
2125               bash-1994  [002] ....  3082.063031: __fsnotify_parent <-fsnotify_modify
2126               bash-1994  [002] ....  3082.063032: fsnotify <-fsnotify_modify
2127               bash-1994  [002] ....  3082.063032: __srcu_read_lock <-fsnotify
2128               bash-1994  [002] ....  3082.063032: add_preempt_count <-__srcu_read_lock
2129               bash-1994  [002] ...1  3082.063032: sub_preempt_count <-__srcu_read_lock
2130               bash-1994  [002] ....  3082.063033: __srcu_read_unlock <-fsnotify
2131   [...]
2132
2133
2134 Note: function tracer uses ring buffers to store the above
2135 entries. The newest data may overwrite the oldest data.
2136 Sometimes using echo to stop the trace is not sufficient because
2137 the tracing could have overwritten the data that you wanted to
2138 record. For this reason, it is sometimes better to disable
2139 tracing directly from a program. This allows you to stop the
2140 tracing at the point that you hit the part that you are
2141 interested in. To disable the tracing directly from a C program,
2142 something like following code snippet can be used::
2143
2144         int trace_fd;
2145         [...]
2146         int main(int argc, char *argv[]) {
2147                 [...]
2148                 trace_fd = open(tracing_file("tracing_on"), O_WRONLY);
2149                 [...]
2150                 if (condition_hit()) {
2151                         write(trace_fd, "0", 1);
2152                 }
2153                 [...]
2154         }
2155
2156
2157 Single thread tracing
2158 ---------------------
2159
2160 By writing into set_ftrace_pid you can trace a
2161 single thread. For example::
2162
2163   # cat set_ftrace_pid
2164   no pid
2165   # echo 3111 > set_ftrace_pid
2166   # cat set_ftrace_pid
2167   3111
2168   # echo function > current_tracer
2169   # cat trace | head
2170   # tracer: function
2171   #
2172   #           TASK-PID    CPU#    TIMESTAMP  FUNCTION
2173   #              | |       |          |         |
2174       yum-updatesd-3111  [003]  1637.254676: finish_task_switch <-thread_return
2175       yum-updatesd-3111  [003]  1637.254681: hrtimer_cancel <-schedule_hrtimeout_range
2176       yum-updatesd-3111  [003]  1637.254682: hrtimer_try_to_cancel <-hrtimer_cancel
2177       yum-updatesd-3111  [003]  1637.254683: lock_hrtimer_base <-hrtimer_try_to_cancel
2178       yum-updatesd-3111  [003]  1637.254685: fget_light <-do_sys_poll
2179       yum-updatesd-3111  [003]  1637.254686: pipe_poll <-do_sys_poll
2180   # echo > set_ftrace_pid
2181   # cat trace |head
2182   # tracer: function
2183   #
2184   #           TASK-PID    CPU#    TIMESTAMP  FUNCTION
2185   #              | |       |          |         |
2186   ##### CPU 3 buffer started ####
2187       yum-updatesd-3111  [003]  1701.957688: free_poll_entry <-poll_freewait
2188       yum-updatesd-3111  [003]  1701.957689: remove_wait_queue <-free_poll_entry
2189       yum-updatesd-3111  [003]  1701.957691: fput <-free_poll_entry
2190       yum-updatesd-3111  [003]  1701.957692: audit_syscall_exit <-sysret_audit
2191       yum-updatesd-3111  [003]  1701.957693: path_put <-audit_syscall_exit
2192
2193 If you want to trace a function when executing, you could use
2194 something like this simple program.
2195 ::
2196
2197         #include <stdio.h>
2198         #include <stdlib.h>
2199         #include <sys/types.h>
2200         #include <sys/stat.h>
2201         #include <fcntl.h>
2202         #include <unistd.h>
2203         #include <string.h>
2204
2205         #define _STR(x) #x
2206         #define STR(x) _STR(x)
2207         #define MAX_PATH 256
2208
2209         const char *find_tracefs(void)
2210         {
2211                static char tracefs[MAX_PATH+1];
2212                static int tracefs_found;
2213                char type[100];
2214                FILE *fp;
2215
2216                if (tracefs_found)
2217                        return tracefs;
2218
2219                if ((fp = fopen("/proc/mounts","r")) == NULL) {
2220                        perror("/proc/mounts");
2221                        return NULL;
2222                }
2223
2224                while (fscanf(fp, "%*s %"
2225                              STR(MAX_PATH)
2226                              "s %99s %*s %*d %*d\n",
2227                              tracefs, type) == 2) {
2228                        if (strcmp(type, "tracefs") == 0)
2229                                break;
2230                }
2231                fclose(fp);
2232
2233                if (strcmp(type, "tracefs") != 0) {
2234                        fprintf(stderr, "tracefs not mounted");
2235                        return NULL;
2236                }
2237
2238                strcat(tracefs, "/tracing/");
2239                tracefs_found = 1;
2240
2241                return tracefs;
2242         }
2243
2244         const char *tracing_file(const char *file_name)
2245         {
2246                static char trace_file[MAX_PATH+1];
2247                snprintf(trace_file, MAX_PATH, "%s/%s", find_tracefs(), file_name);
2248                return trace_file;
2249         }
2250
2251         int main (int argc, char **argv)
2252         {
2253                 if (argc < 1)
2254                         exit(-1);
2255
2256                 if (fork() > 0) {
2257                         int fd, ffd;
2258                         char line[64];
2259                         int s;
2260
2261                         ffd = open(tracing_file("current_tracer"), O_WRONLY);
2262                         if (ffd < 0)
2263                                 exit(-1);
2264                         write(ffd, "nop", 3);
2265
2266                         fd = open(tracing_file("set_ftrace_pid"), O_WRONLY);
2267                         s = sprintf(line, "%d\n", getpid());
2268                         write(fd, line, s);
2269
2270                         write(ffd, "function", 8);
2271
2272                         close(fd);
2273                         close(ffd);
2274
2275                         execvp(argv[1], argv+1);
2276                 }
2277
2278                 return 0;
2279         }
2280
2281 Or this simple script!
2282 ::
2283
2284   #!/bin/bash
2285
2286   tracefs=`sed -ne 's/^tracefs \(.*\) tracefs.*/\1/p' /proc/mounts`
2287   echo nop > $tracefs/tracing/current_tracer
2288   echo 0 > $tracefs/tracing/tracing_on
2289   echo $$ > $tracefs/tracing/set_ftrace_pid
2290   echo function > $tracefs/tracing/current_tracer
2291   echo 1 > $tracefs/tracing/tracing_on
2292   exec "$@"
2293
2294
2295 function graph tracer
2296 ---------------------------
2297
2298 This tracer is similar to the function tracer except that it
2299 probes a function on its entry and its exit. This is done by
2300 using a dynamically allocated stack of return addresses in each
2301 task_struct. On function entry the tracer overwrites the return
2302 address of each function traced to set a custom probe. Thus the
2303 original return address is stored on the stack of return address
2304 in the task_struct.
2305
2306 Probing on both ends of a function leads to special features
2307 such as:
2308
2309 - measure of a function's time execution
2310 - having a reliable call stack to draw function calls graph
2311
2312 This tracer is useful in several situations:
2313
2314 - you want to find the reason of a strange kernel behavior and
2315   need to see what happens in detail on any areas (or specific
2316   ones).
2317
2318 - you are experiencing weird latencies but it's difficult to
2319   find its origin.
2320
2321 - you want to find quickly which path is taken by a specific
2322   function
2323
2324 - you just want to peek inside a working kernel and want to see
2325   what happens there.
2326
2327 ::
2328
2329   # tracer: function_graph
2330   #
2331   # CPU  DURATION                  FUNCTION CALLS
2332   # |     |   |                     |   |   |   |
2333
2334    0)               |  sys_open() {
2335    0)               |    do_sys_open() {
2336    0)               |      getname() {
2337    0)               |        kmem_cache_alloc() {
2338    0)   1.382 us    |          __might_sleep();
2339    0)   2.478 us    |        }
2340    0)               |        strncpy_from_user() {
2341    0)               |          might_fault() {
2342    0)   1.389 us    |            __might_sleep();
2343    0)   2.553 us    |          }
2344    0)   3.807 us    |        }
2345    0)   7.876 us    |      }
2346    0)               |      alloc_fd() {
2347    0)   0.668 us    |        _spin_lock();
2348    0)   0.570 us    |        expand_files();
2349    0)   0.586 us    |        _spin_unlock();
2350
2351
2352 There are several columns that can be dynamically
2353 enabled/disabled. You can use every combination of options you
2354 want, depending on your needs.
2355
2356 - The cpu number on which the function executed is default
2357   enabled.  It is sometimes better to only trace one cpu (see
2358   tracing_cpu_mask file) or you might sometimes see unordered
2359   function calls while cpu tracing switch.
2360
2361         - hide: echo nofuncgraph-cpu > trace_options
2362         - show: echo funcgraph-cpu > trace_options
2363
2364 - The duration (function's time of execution) is displayed on
2365   the closing bracket line of a function or on the same line
2366   than the current function in case of a leaf one. It is default
2367   enabled.
2368
2369         - hide: echo nofuncgraph-duration > trace_options
2370         - show: echo funcgraph-duration > trace_options
2371
2372 - The overhead field precedes the duration field in case of
2373   reached duration thresholds.
2374
2375         - hide: echo nofuncgraph-overhead > trace_options
2376         - show: echo funcgraph-overhead > trace_options
2377         - depends on: funcgraph-duration
2378
2379   ie::
2380
2381     3) # 1837.709 us |          } /* __switch_to */
2382     3)               |          finish_task_switch() {
2383     3)   0.313 us    |            _raw_spin_unlock_irq();
2384     3)   3.177 us    |          }
2385     3) # 1889.063 us |        } /* __schedule */
2386     3) ! 140.417 us  |      } /* __schedule */
2387     3) # 2034.948 us |    } /* schedule */
2388     3) * 33998.59 us |  } /* schedule_preempt_disabled */
2389
2390     [...]
2391
2392     1)   0.260 us    |              msecs_to_jiffies();
2393     1)   0.313 us    |              __rcu_read_unlock();
2394     1) + 61.770 us   |            }
2395     1) + 64.479 us   |          }
2396     1)   0.313 us    |          rcu_bh_qs();
2397     1)   0.313 us    |          __local_bh_enable();
2398     1) ! 217.240 us  |        }
2399     1)   0.365 us    |        idle_cpu();
2400     1)               |        rcu_irq_exit() {
2401     1)   0.417 us    |          rcu_eqs_enter_common.isra.47();
2402     1)   3.125 us    |        }
2403     1) ! 227.812 us  |      }
2404     1) ! 457.395 us  |    }
2405     1) @ 119760.2 us |  }
2406
2407     [...]
2408
2409     2)               |    handle_IPI() {
2410     1)   6.979 us    |                  }
2411     2)   0.417 us    |      scheduler_ipi();
2412     1)   9.791 us    |                }
2413     1) + 12.917 us   |              }
2414     2)   3.490 us    |    }
2415     1) + 15.729 us   |            }
2416     1) + 18.542 us   |          }
2417     2) $ 3594274 us  |  }
2418
2419 Flags::
2420
2421   + means that the function exceeded 10 usecs.
2422   ! means that the function exceeded 100 usecs.
2423   # means that the function exceeded 1000 usecs.
2424   * means that the function exceeded 10 msecs.
2425   @ means that the function exceeded 100 msecs.
2426   $ means that the function exceeded 1 sec.
2427
2428
2429 - The task/pid field displays the thread cmdline and pid which
2430   executed the function. It is default disabled.
2431
2432         - hide: echo nofuncgraph-proc > trace_options
2433         - show: echo funcgraph-proc > trace_options
2434
2435   ie::
2436
2437     # tracer: function_graph
2438     #
2439     # CPU  TASK/PID        DURATION                  FUNCTION CALLS
2440     # |    |    |           |   |                     |   |   |   |
2441     0)    sh-4802     |               |                  d_free() {
2442     0)    sh-4802     |               |                    call_rcu() {
2443     0)    sh-4802     |               |                      __call_rcu() {
2444     0)    sh-4802     |   0.616 us    |                        rcu_process_gp_end();
2445     0)    sh-4802     |   0.586 us    |                        check_for_new_grace_period();
2446     0)    sh-4802     |   2.899 us    |                      }
2447     0)    sh-4802     |   4.040 us    |                    }
2448     0)    sh-4802     |   5.151 us    |                  }
2449     0)    sh-4802     | + 49.370 us   |                }
2450
2451
2452 - The absolute time field is an absolute timestamp given by the
2453   system clock since it started. A snapshot of this time is
2454   given on each entry/exit of functions
2455
2456         - hide: echo nofuncgraph-abstime > trace_options
2457         - show: echo funcgraph-abstime > trace_options
2458
2459   ie::
2460
2461     #
2462     #      TIME       CPU  DURATION                  FUNCTION CALLS
2463     #       |         |     |   |                     |   |   |   |
2464     360.774522 |   1)   0.541 us    |                                          }
2465     360.774522 |   1)   4.663 us    |                                        }
2466     360.774523 |   1)   0.541 us    |                                        __wake_up_bit();
2467     360.774524 |   1)   6.796 us    |                                      }
2468     360.774524 |   1)   7.952 us    |                                    }
2469     360.774525 |   1)   9.063 us    |                                  }
2470     360.774525 |   1)   0.615 us    |                                  journal_mark_dirty();
2471     360.774527 |   1)   0.578 us    |                                  __brelse();
2472     360.774528 |   1)               |                                  reiserfs_prepare_for_journal() {
2473     360.774528 |   1)               |                                    unlock_buffer() {
2474     360.774529 |   1)               |                                      wake_up_bit() {
2475     360.774529 |   1)               |                                        bit_waitqueue() {
2476     360.774530 |   1)   0.594 us    |                                          __phys_addr();
2477
2478
2479 The function name is always displayed after the closing bracket
2480 for a function if the start of that function is not in the
2481 trace buffer.
2482
2483 Display of the function name after the closing bracket may be
2484 enabled for functions whose start is in the trace buffer,
2485 allowing easier searching with grep for function durations.
2486 It is default disabled.
2487
2488         - hide: echo nofuncgraph-tail > trace_options
2489         - show: echo funcgraph-tail > trace_options
2490
2491   Example with nofuncgraph-tail (default)::
2492
2493     0)               |      putname() {
2494     0)               |        kmem_cache_free() {
2495     0)   0.518 us    |          __phys_addr();
2496     0)   1.757 us    |        }
2497     0)   2.861 us    |      }
2498
2499   Example with funcgraph-tail::
2500
2501     0)               |      putname() {
2502     0)               |        kmem_cache_free() {
2503     0)   0.518 us    |          __phys_addr();
2504     0)   1.757 us    |        } /* kmem_cache_free() */
2505     0)   2.861 us    |      } /* putname() */
2506
2507 You can put some comments on specific functions by using
2508 trace_printk() For example, if you want to put a comment inside
2509 the __might_sleep() function, you just have to include
2510 <linux/ftrace.h> and call trace_printk() inside __might_sleep()::
2511
2512         trace_printk("I'm a comment!\n")
2513
2514 will produce::
2515
2516    1)               |             __might_sleep() {
2517    1)               |                /* I'm a comment! */
2518    1)   1.449 us    |             }
2519
2520
2521 You might find other useful features for this tracer in the
2522 following "dynamic ftrace" section such as tracing only specific
2523 functions or tasks.
2524
2525 dynamic ftrace
2526 --------------
2527
2528 If CONFIG_DYNAMIC_FTRACE is set, the system will run with
2529 virtually no overhead when function tracing is disabled. The way
2530 this works is the mcount function call (placed at the start of
2531 every kernel function, produced by the -pg switch in gcc),
2532 starts of pointing to a simple return. (Enabling FTRACE will
2533 include the -pg switch in the compiling of the kernel.)
2534
2535 At compile time every C file object is run through the
2536 recordmcount program (located in the scripts directory). This
2537 program will parse the ELF headers in the C object to find all
2538 the locations in the .text section that call mcount. Starting
2539 with gcc verson 4.6, the -mfentry has been added for x86, which
2540 calls "__fentry__" instead of "mcount". Which is called before
2541 the creation of the stack frame.
2542
2543 Note, not all sections are traced. They may be prevented by either
2544 a notrace, or blocked another way and all inline functions are not
2545 traced. Check the "available_filter_functions" file to see what functions
2546 can be traced.
2547
2548 A section called "__mcount_loc" is created that holds
2549 references to all the mcount/fentry call sites in the .text section.
2550 The recordmcount program re-links this section back into the
2551 original object. The final linking stage of the kernel will add all these
2552 references into a single table.
2553
2554 On boot up, before SMP is initialized, the dynamic ftrace code
2555 scans this table and updates all the locations into nops. It
2556 also records the locations, which are added to the
2557 available_filter_functions list.  Modules are processed as they
2558 are loaded and before they are executed.  When a module is
2559 unloaded, it also removes its functions from the ftrace function
2560 list. This is automatic in the module unload code, and the
2561 module author does not need to worry about it.
2562
2563 When tracing is enabled, the process of modifying the function
2564 tracepoints is dependent on architecture. The old method is to use
2565 kstop_machine to prevent races with the CPUs executing code being
2566 modified (which can cause the CPU to do undesirable things, especially
2567 if the modified code crosses cache (or page) boundaries), and the nops are
2568 patched back to calls. But this time, they do not call mcount
2569 (which is just a function stub). They now call into the ftrace
2570 infrastructure.
2571
2572 The new method of modifying the function tracepoints is to place
2573 a breakpoint at the location to be modified, sync all CPUs, modify
2574 the rest of the instruction not covered by the breakpoint. Sync
2575 all CPUs again, and then remove the breakpoint with the finished
2576 version to the ftrace call site.
2577
2578 Some archs do not even need to monkey around with the synchronization,
2579 and can just slap the new code on top of the old without any
2580 problems with other CPUs executing it at the same time.
2581
2582 One special side-effect to the recording of the functions being
2583 traced is that we can now selectively choose which functions we
2584 wish to trace and which ones we want the mcount calls to remain
2585 as nops.
2586
2587 Two files are used, one for enabling and one for disabling the
2588 tracing of specified functions. They are:
2589
2590   set_ftrace_filter
2591
2592 and
2593
2594   set_ftrace_notrace
2595
2596 A list of available functions that you can add to these files is
2597 listed in:
2598
2599    available_filter_functions
2600
2601 ::
2602
2603   # cat available_filter_functions
2604   put_prev_task_idle
2605   kmem_cache_create
2606   pick_next_task_rt
2607   get_online_cpus
2608   pick_next_task_fair
2609   mutex_lock
2610   [...]
2611
2612 If I am only interested in sys_nanosleep and hrtimer_interrupt::
2613
2614   # echo sys_nanosleep hrtimer_interrupt > set_ftrace_filter
2615   # echo function > current_tracer
2616   # echo 1 > tracing_on
2617   # usleep 1
2618   # echo 0 > tracing_on
2619   # cat trace
2620   # tracer: function
2621   #
2622   # entries-in-buffer/entries-written: 5/5   #P:4
2623   #
2624   #                              _-----=> irqs-off
2625   #                             / _----=> need-resched
2626   #                            | / _---=> hardirq/softirq
2627   #                            || / _--=> preempt-depth
2628   #                            ||| /     delay
2629   #           TASK-PID   CPU#  ||||    TIMESTAMP  FUNCTION
2630   #              | |       |   ||||       |         |
2631             usleep-2665  [001] ....  4186.475355: sys_nanosleep <-system_call_fastpath
2632             <idle>-0     [001] d.h1  4186.475409: hrtimer_interrupt <-smp_apic_timer_interrupt
2633             usleep-2665  [001] d.h1  4186.475426: hrtimer_interrupt <-smp_apic_timer_interrupt
2634             <idle>-0     [003] d.h1  4186.475426: hrtimer_interrupt <-smp_apic_timer_interrupt
2635             <idle>-0     [002] d.h1  4186.475427: hrtimer_interrupt <-smp_apic_timer_interrupt
2636
2637 To see which functions are being traced, you can cat the file:
2638 ::
2639
2640   # cat set_ftrace_filter
2641   hrtimer_interrupt
2642   sys_nanosleep
2643
2644
2645 Perhaps this is not enough. The filters also allow glob(7) matching.
2646
2647   ``<match>*``
2648         will match functions that begin with <match>
2649   ``*<match>``
2650         will match functions that end with <match>
2651   ``*<match>*``
2652         will match functions that have <match> in it
2653   ``<match1>*<match2>``
2654         will match functions that begin with <match1> and end with <match2>
2655
2656 .. note::
2657       It is better to use quotes to enclose the wild cards,
2658       otherwise the shell may expand the parameters into names
2659       of files in the local directory.
2660
2661 ::
2662
2663   # echo 'hrtimer_*' > set_ftrace_filter
2664
2665 Produces::
2666
2667   # tracer: function
2668   #
2669   # entries-in-buffer/entries-written: 897/897   #P:4
2670   #
2671   #                              _-----=> irqs-off
2672   #                             / _----=> need-resched
2673   #                            | / _---=> hardirq/softirq
2674   #                            || / _--=> preempt-depth
2675   #                            ||| /     delay
2676   #           TASK-PID   CPU#  ||||    TIMESTAMP  FUNCTION
2677   #              | |       |   ||||       |         |
2678             <idle>-0     [003] dN.1  4228.547803: hrtimer_cancel <-tick_nohz_idle_exit
2679             <idle>-0     [003] dN.1  4228.547804: hrtimer_try_to_cancel <-hrtimer_cancel
2680             <idle>-0     [003] dN.2  4228.547805: hrtimer_force_reprogram <-__remove_hrtimer
2681             <idle>-0     [003] dN.1  4228.547805: hrtimer_forward <-tick_nohz_idle_exit
2682             <idle>-0     [003] dN.1  4228.547805: hrtimer_start_range_ns <-hrtimer_start_expires.constprop.11
2683             <idle>-0     [003] d..1  4228.547858: hrtimer_get_next_event <-get_next_timer_interrupt
2684             <idle>-0     [003] d..1  4228.547859: hrtimer_start <-__tick_nohz_idle_enter
2685             <idle>-0     [003] d..2  4228.547860: hrtimer_force_reprogram <-__rem
2686
2687 Notice that we lost the sys_nanosleep.
2688 ::
2689
2690   # cat set_ftrace_filter
2691   hrtimer_run_queues
2692   hrtimer_run_pending
2693   hrtimer_init
2694   hrtimer_cancel
2695   hrtimer_try_to_cancel
2696   hrtimer_forward
2697   hrtimer_start
2698   hrtimer_reprogram
2699   hrtimer_force_reprogram
2700   hrtimer_get_next_event
2701   hrtimer_interrupt
2702   hrtimer_nanosleep
2703   hrtimer_wakeup
2704   hrtimer_get_remaining
2705   hrtimer_get_res
2706   hrtimer_init_sleeper
2707
2708
2709 This is because the '>' and '>>' act just like they do in bash.
2710 To rewrite the filters, use '>'
2711 To append to the filters, use '>>'
2712
2713 To clear out a filter so that all functions will be recorded
2714 again::
2715
2716  # echo > set_ftrace_filter
2717  # cat set_ftrace_filter
2718  #
2719
2720 Again, now we want to append.
2721
2722 ::
2723
2724   # echo sys_nanosleep > set_ftrace_filter
2725   # cat set_ftrace_filter
2726   sys_nanosleep
2727   # echo 'hrtimer_*' >> set_ftrace_filter
2728   # cat set_ftrace_filter
2729   hrtimer_run_queues
2730   hrtimer_run_pending
2731   hrtimer_init
2732   hrtimer_cancel
2733   hrtimer_try_to_cancel
2734   hrtimer_forward
2735   hrtimer_start
2736   hrtimer_reprogram
2737   hrtimer_force_reprogram
2738   hrtimer_get_next_event
2739   hrtimer_interrupt
2740   sys_nanosleep
2741   hrtimer_nanosleep
2742   hrtimer_wakeup
2743   hrtimer_get_remaining
2744   hrtimer_get_res
2745   hrtimer_init_sleeper
2746
2747
2748 The set_ftrace_notrace prevents those functions from being
2749 traced.
2750 ::
2751
2752   # echo '*preempt*' '*lock*' > set_ftrace_notrace
2753
2754 Produces::
2755
2756   # tracer: function
2757   #
2758   # entries-in-buffer/entries-written: 39608/39608   #P:4
2759   #
2760   #                              _-----=> irqs-off
2761   #                             / _----=> need-resched
2762   #                            | / _---=> hardirq/softirq
2763   #                            || / _--=> preempt-depth
2764   #                            ||| /     delay
2765   #           TASK-PID   CPU#  ||||    TIMESTAMP  FUNCTION
2766   #              | |       |   ||||       |         |
2767               bash-1994  [000] ....  4342.324896: file_ra_state_init <-do_dentry_open
2768               bash-1994  [000] ....  4342.324897: open_check_o_direct <-do_last
2769               bash-1994  [000] ....  4342.324897: ima_file_check <-do_last
2770               bash-1994  [000] ....  4342.324898: process_measurement <-ima_file_check
2771               bash-1994  [000] ....  4342.324898: ima_get_action <-process_measurement
2772               bash-1994  [000] ....  4342.324898: ima_match_policy <-ima_get_action
2773               bash-1994  [000] ....  4342.324899: do_truncate <-do_last
2774               bash-1994  [000] ....  4342.324899: should_remove_suid <-do_truncate
2775               bash-1994  [000] ....  4342.324899: notify_change <-do_truncate
2776               bash-1994  [000] ....  4342.324900: current_fs_time <-notify_change
2777               bash-1994  [000] ....  4342.324900: current_kernel_time <-current_fs_time
2778               bash-1994  [000] ....  4342.324900: timespec_trunc <-current_fs_time
2779
2780 We can see that there's no more lock or preempt tracing.
2781
2782
2783 Dynamic ftrace with the function graph tracer
2784 ---------------------------------------------
2785
2786 Although what has been explained above concerns both the
2787 function tracer and the function-graph-tracer, there are some
2788 special features only available in the function-graph tracer.
2789
2790 If you want to trace only one function and all of its children,
2791 you just have to echo its name into set_graph_function::
2792
2793  echo __do_fault > set_graph_function
2794
2795 will produce the following "expanded" trace of the __do_fault()
2796 function::
2797
2798    0)               |  __do_fault() {
2799    0)               |    filemap_fault() {
2800    0)               |      find_lock_page() {
2801    0)   0.804 us    |        find_get_page();
2802    0)               |        __might_sleep() {
2803    0)   1.329 us    |        }
2804    0)   3.904 us    |      }
2805    0)   4.979 us    |    }
2806    0)   0.653 us    |    _spin_lock();
2807    0)   0.578 us    |    page_add_file_rmap();
2808    0)   0.525 us    |    native_set_pte_at();
2809    0)   0.585 us    |    _spin_unlock();
2810    0)               |    unlock_page() {
2811    0)   0.541 us    |      page_waitqueue();
2812    0)   0.639 us    |      __wake_up_bit();
2813    0)   2.786 us    |    }
2814    0) + 14.237 us   |  }
2815    0)               |  __do_fault() {
2816    0)               |    filemap_fault() {
2817    0)               |      find_lock_page() {
2818    0)   0.698 us    |        find_get_page();
2819    0)               |        __might_sleep() {
2820    0)   1.412 us    |        }
2821    0)   3.950 us    |      }
2822    0)   5.098 us    |    }
2823    0)   0.631 us    |    _spin_lock();
2824    0)   0.571 us    |    page_add_file_rmap();
2825    0)   0.526 us    |    native_set_pte_at();
2826    0)   0.586 us    |    _spin_unlock();
2827    0)               |    unlock_page() {
2828    0)   0.533 us    |      page_waitqueue();
2829    0)   0.638 us    |      __wake_up_bit();
2830    0)   2.793 us    |    }
2831    0) + 14.012 us   |  }
2832
2833 You can also expand several functions at once::
2834
2835  echo sys_open > set_graph_function
2836  echo sys_close >> set_graph_function
2837
2838 Now if you want to go back to trace all functions you can clear
2839 this special filter via::
2840
2841  echo > set_graph_function
2842
2843
2844 ftrace_enabled
2845 --------------
2846
2847 Note, the proc sysctl ftrace_enable is a big on/off switch for the
2848 function tracer. By default it is enabled (when function tracing is
2849 enabled in the kernel). If it is disabled, all function tracing is
2850 disabled. This includes not only the function tracers for ftrace, but
2851 also for any other uses (perf, kprobes, stack tracing, profiling, etc).
2852
2853 Please disable this with care.
2854
2855 This can be disable (and enabled) with::
2856
2857   sysctl kernel.ftrace_enabled=0
2858   sysctl kernel.ftrace_enabled=1
2859
2860  or
2861
2862   echo 0 > /proc/sys/kernel/ftrace_enabled
2863   echo 1 > /proc/sys/kernel/ftrace_enabled
2864
2865
2866 Filter commands
2867 ---------------
2868
2869 A few commands are supported by the set_ftrace_filter interface.
2870 Trace commands have the following format::
2871
2872   <function>:<command>:<parameter>
2873
2874 The following commands are supported:
2875
2876 - mod:
2877   This command enables function filtering per module. The
2878   parameter defines the module. For example, if only the write*
2879   functions in the ext3 module are desired, run:
2880
2881    echo 'write*:mod:ext3' > set_ftrace_filter
2882
2883   This command interacts with the filter in the same way as
2884   filtering based on function names. Thus, adding more functions
2885   in a different module is accomplished by appending (>>) to the
2886   filter file. Remove specific module functions by prepending
2887   '!'::
2888
2889    echo '!writeback*:mod:ext3' >> set_ftrace_filter
2890
2891   Mod command supports module globbing. Disable tracing for all
2892   functions except a specific module::
2893
2894    echo '!*:mod:!ext3' >> set_ftrace_filter
2895
2896   Disable tracing for all modules, but still trace kernel::
2897
2898    echo '!*:mod:*' >> set_ftrace_filter
2899
2900   Enable filter only for kernel::
2901
2902    echo '*write*:mod:!*' >> set_ftrace_filter
2903
2904   Enable filter for module globbing::
2905
2906    echo '*write*:mod:*snd*' >> set_ftrace_filter
2907
2908 - traceon/traceoff:
2909   These commands turn tracing on and off when the specified
2910   functions are hit. The parameter determines how many times the
2911   tracing system is turned on and off. If unspecified, there is
2912   no limit. For example, to disable tracing when a schedule bug
2913   is hit the first 5 times, run::
2914
2915    echo '__schedule_bug:traceoff:5' > set_ftrace_filter
2916
2917   To always disable tracing when __schedule_bug is hit::
2918
2919    echo '__schedule_bug:traceoff' > set_ftrace_filter
2920
2921   These commands are cumulative whether or not they are appended
2922   to set_ftrace_filter. To remove a command, prepend it by '!'
2923   and drop the parameter::
2924
2925    echo '!__schedule_bug:traceoff:0' > set_ftrace_filter
2926
2927   The above removes the traceoff command for __schedule_bug
2928   that have a counter. To remove commands without counters::
2929
2930    echo '!__schedule_bug:traceoff' > set_ftrace_filter
2931
2932 - snapshot:
2933   Will cause a snapshot to be triggered when the function is hit.
2934   ::
2935
2936    echo 'native_flush_tlb_others:snapshot' > set_ftrace_filter
2937
2938   To only snapshot once:
2939   ::
2940
2941    echo 'native_flush_tlb_others:snapshot:1' > set_ftrace_filter
2942
2943   To remove the above commands::
2944
2945    echo '!native_flush_tlb_others:snapshot' > set_ftrace_filter
2946    echo '!native_flush_tlb_others:snapshot:0' > set_ftrace_filter
2947
2948 - enable_event/disable_event:
2949   These commands can enable or disable a trace event. Note, because
2950   function tracing callbacks are very sensitive, when these commands
2951   are registered, the trace point is activated, but disabled in
2952   a "soft" mode. That is, the tracepoint will be called, but
2953   just will not be traced. The event tracepoint stays in this mode
2954   as long as there's a command that triggers it.
2955   ::
2956
2957    echo 'try_to_wake_up:enable_event:sched:sched_switch:2' > \
2958          set_ftrace_filter
2959
2960   The format is::
2961
2962     <function>:enable_event:<system>:<event>[:count]
2963     <function>:disable_event:<system>:<event>[:count]
2964
2965   To remove the events commands::
2966
2967    echo '!try_to_wake_up:enable_event:sched:sched_switch:0' > \
2968          set_ftrace_filter
2969    echo '!schedule:disable_event:sched:sched_switch' > \
2970          set_ftrace_filter
2971
2972 - dump:
2973   When the function is hit, it will dump the contents of the ftrace
2974   ring buffer to the console. This is useful if you need to debug
2975   something, and want to dump the trace when a certain function
2976   is hit. Perhaps its a function that is called before a tripple
2977   fault happens and does not allow you to get a regular dump.
2978
2979 - cpudump:
2980   When the function is hit, it will dump the contents of the ftrace
2981   ring buffer for the current CPU to the console. Unlike the "dump"
2982   command, it only prints out the contents of the ring buffer for the
2983   CPU that executed the function that triggered the dump.
2984
2985 trace_pipe
2986 ----------
2987
2988 The trace_pipe outputs the same content as the trace file, but
2989 the effect on the tracing is different. Every read from
2990 trace_pipe is consumed. This means that subsequent reads will be
2991 different. The trace is live.
2992 ::
2993
2994   # echo function > current_tracer
2995   # cat trace_pipe > /tmp/trace.out &
2996   [1] 4153
2997   # echo 1 > tracing_on
2998   # usleep 1
2999   # echo 0 > tracing_on
3000   # cat trace
3001   # tracer: function
3002   #
3003   # entries-in-buffer/entries-written: 0/0   #P:4
3004   #
3005   #                              _-----=> irqs-off
3006   #                             / _----=> need-resched
3007   #                            | / _---=> hardirq/softirq
3008   #                            || / _--=> preempt-depth
3009   #                            ||| /     delay
3010   #           TASK-PID   CPU#  ||||    TIMESTAMP  FUNCTION
3011   #              | |       |   ||||       |         |
3012
3013   #
3014   # cat /tmp/trace.out
3015              bash-1994  [000] ....  5281.568961: mutex_unlock <-rb_simple_write
3016              bash-1994  [000] ....  5281.568963: __mutex_unlock_slowpath <-mutex_unlock
3017              bash-1994  [000] ....  5281.568963: __fsnotify_parent <-fsnotify_modify
3018              bash-1994  [000] ....  5281.568964: fsnotify <-fsnotify_modify
3019              bash-1994  [000] ....  5281.568964: __srcu_read_lock <-fsnotify
3020              bash-1994  [000] ....  5281.568964: add_preempt_count <-__srcu_read_lock
3021              bash-1994  [000] ...1  5281.568965: sub_preempt_count <-__srcu_read_lock
3022              bash-1994  [000] ....  5281.568965: __srcu_read_unlock <-fsnotify
3023              bash-1994  [000] ....  5281.568967: sys_dup2 <-system_call_fastpath
3024
3025
3026 Note, reading the trace_pipe file will block until more input is
3027 added.
3028
3029 trace entries
3030 -------------
3031
3032 Having too much or not enough data can be troublesome in
3033 diagnosing an issue in the kernel. The file buffer_size_kb is
3034 used to modify the size of the internal trace buffers. The
3035 number listed is the number of entries that can be recorded per
3036 CPU. To know the full size, multiply the number of possible CPUs
3037 with the number of entries.
3038 ::
3039
3040   # cat buffer_size_kb
3041   1408 (units kilobytes)
3042
3043 Or simply read buffer_total_size_kb
3044 ::
3045
3046   # cat buffer_total_size_kb 
3047   5632
3048
3049 To modify the buffer, simple echo in a number (in 1024 byte segments).
3050 ::
3051
3052   # echo 10000 > buffer_size_kb
3053   # cat buffer_size_kb
3054   10000 (units kilobytes)
3055
3056 It will try to allocate as much as possible. If you allocate too
3057 much, it can cause Out-Of-Memory to trigger.
3058 ::
3059
3060   # echo 1000000000000 > buffer_size_kb
3061   -bash: echo: write error: Cannot allocate memory
3062   # cat buffer_size_kb
3063   85
3064
3065 The per_cpu buffers can be changed individually as well:
3066 ::
3067
3068   # echo 10000 > per_cpu/cpu0/buffer_size_kb
3069   # echo 100 > per_cpu/cpu1/buffer_size_kb
3070
3071 When the per_cpu buffers are not the same, the buffer_size_kb
3072 at the top level will just show an X
3073 ::
3074
3075   # cat buffer_size_kb
3076   X
3077
3078 This is where the buffer_total_size_kb is useful:
3079 ::
3080
3081   # cat buffer_total_size_kb 
3082   12916
3083
3084 Writing to the top level buffer_size_kb will reset all the buffers
3085 to be the same again.
3086
3087 Snapshot
3088 --------
3089 CONFIG_TRACER_SNAPSHOT makes a generic snapshot feature
3090 available to all non latency tracers. (Latency tracers which
3091 record max latency, such as "irqsoff" or "wakeup", can't use
3092 this feature, since those are already using the snapshot
3093 mechanism internally.)
3094
3095 Snapshot preserves a current trace buffer at a particular point
3096 in time without stopping tracing. Ftrace swaps the current
3097 buffer with a spare buffer, and tracing continues in the new
3098 current (=previous spare) buffer.
3099
3100 The following tracefs files in "tracing" are related to this
3101 feature:
3102
3103   snapshot:
3104
3105         This is used to take a snapshot and to read the output
3106         of the snapshot. Echo 1 into this file to allocate a
3107         spare buffer and to take a snapshot (swap), then read
3108         the snapshot from this file in the same format as
3109         "trace" (described above in the section "The File
3110         System"). Both reads snapshot and tracing are executable
3111         in parallel. When the spare buffer is allocated, echoing
3112         0 frees it, and echoing else (positive) values clear the
3113         snapshot contents.
3114         More details are shown in the table below.
3115
3116         +--------------+------------+------------+------------+
3117         |status\\input |     0      |     1      |    else    |
3118         +==============+============+============+============+
3119         |not allocated |(do nothing)| alloc+swap |(do nothing)|
3120         +--------------+------------+------------+------------+
3121         |allocated     |    free    |    swap    |   clear    |
3122         +--------------+------------+------------+------------+
3123
3124 Here is an example of using the snapshot feature.
3125 ::
3126
3127   # echo 1 > events/sched/enable
3128   # echo 1 > snapshot
3129   # cat snapshot
3130   # tracer: nop
3131   #
3132   # entries-in-buffer/entries-written: 71/71   #P:8
3133   #
3134   #                              _-----=> irqs-off
3135   #                             / _----=> need-resched
3136   #                            | / _---=> hardirq/softirq
3137   #                            || / _--=> preempt-depth
3138   #                            ||| /     delay
3139   #           TASK-PID   CPU#  ||||    TIMESTAMP  FUNCTION
3140   #              | |       |   ||||       |         |
3141             <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
3142              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
3143   [...]
3144           <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  
3145
3146   # cat trace  
3147   # tracer: nop
3148   #
3149   # entries-in-buffer/entries-written: 77/77   #P:8
3150   #
3151   #                              _-----=> irqs-off
3152   #                             / _----=> need-resched
3153   #                            | / _---=> hardirq/softirq
3154   #                            || / _--=> preempt-depth
3155   #                            ||| /     delay
3156   #           TASK-PID   CPU#  ||||    TIMESTAMP  FUNCTION
3157   #              | |       |   ||||       |         |
3158             <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
3159    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
3160   [...]
3161
3162
3163 If you try to use this snapshot feature when current tracer is
3164 one of the latency tracers, you will get the following results.
3165 ::
3166
3167   # echo wakeup > current_tracer
3168   # echo 1 > snapshot
3169   bash: echo: write error: Device or resource busy
3170   # cat snapshot
3171   cat: snapshot: Device or resource busy
3172
3173
3174 Instances
3175 ---------
3176 In the tracefs tracing directory is a directory called "instances".
3177 This directory can have new directories created inside of it using
3178 mkdir, and removing directories with rmdir. The directory created
3179 with mkdir in this directory will already contain files and other
3180 directories after it is created.
3181 ::
3182
3183   # mkdir instances/foo
3184   # ls instances/foo
3185   buffer_size_kb  buffer_total_size_kb  events  free_buffer  per_cpu
3186   set_event  snapshot  trace  trace_clock  trace_marker  trace_options
3187   trace_pipe  tracing_on
3188
3189 As you can see, the new directory looks similar to the tracing directory
3190 itself. In fact, it is very similar, except that the buffer and
3191 events are agnostic from the main director, or from any other
3192 instances that are created.
3193
3194 The files in the new directory work just like the files with the
3195 same name in the tracing directory except the buffer that is used
3196 is a separate and new buffer. The files affect that buffer but do not
3197 affect the main buffer with the exception of trace_options. Currently,
3198 the trace_options affect all instances and the top level buffer
3199 the same, but this may change in future releases. That is, options
3200 may become specific to the instance they reside in.
3201
3202 Notice that none of the function tracer files are there, nor is
3203 current_tracer and available_tracers. This is because the buffers
3204 can currently only have events enabled for them.
3205 ::
3206
3207   # mkdir instances/foo
3208   # mkdir instances/bar
3209   # mkdir instances/zoot
3210   # echo 100000 > buffer_size_kb
3211   # echo 1000 > instances/foo/buffer_size_kb
3212   # echo 5000 > instances/bar/per_cpu/cpu1/buffer_size_kb
3213   # echo function > current_trace
3214   # echo 1 > instances/foo/events/sched/sched_wakeup/enable
3215   # echo 1 > instances/foo/events/sched/sched_wakeup_new/enable
3216   # echo 1 > instances/foo/events/sched/sched_switch/enable
3217   # echo 1 > instances/bar/events/irq/enable
3218   # echo 1 > instances/zoot/events/syscalls/enable
3219   # cat trace_pipe
3220   CPU:2 [LOST 11745 EVENTS]
3221               bash-2044  [002] .... 10594.481032: _raw_spin_lock_irqsave <-get_page_from_freelist
3222               bash-2044  [002] d... 10594.481032: add_preempt_count <-_raw_spin_lock_irqsave
3223               bash-2044  [002] d..1 10594.481032: __rmqueue <-get_page_from_freelist
3224               bash-2044  [002] d..1 10594.481033: _raw_spin_unlock <-get_page_from_freelist
3225               bash-2044  [002] d..1 10594.481033: sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock
3226               bash-2044  [002] d... 10594.481033: get_pageblock_flags_group <-get_pageblock_migratetype
3227               bash-2044  [002] d... 10594.481034: __mod_zone_page_state <-get_page_from_freelist
3228               bash-2044  [002] d... 10594.481034: zone_statistics <-get_page_from_freelist
3229               bash-2044  [002] d... 10594.481034: __inc_zone_state <-zone_statistics
3230               bash-2044  [002] d... 10594.481034: __inc_zone_state <-zone_statistics
3231               bash-2044  [002] .... 10594.481035: arch_dup_task_struct <-copy_process
3232   [...]
3233
3234   # cat instances/foo/trace_pipe
3235               bash-1998  [000] d..4   136.676759: sched_wakeup: comm=kworker/0:1 pid=59 prio=120 success=1 target_cpu=000
3236               bash-1998  [000] dN.4   136.676760: sched_wakeup: comm=bash pid=1998 prio=120 success=1 target_cpu=000
3237             <idle>-0     [003] d.h3   136.676906: sched_wakeup: comm=rcu_preempt pid=9 prio=120 success=1 target_cpu=003
3238             <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
3239        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
3240               bash-1998  [000] d..4   136.677014: sched_wakeup: comm=kworker/0:1 pid=59 prio=120 success=1 target_cpu=000
3241               bash-1998  [000] dN.4   136.677016: sched_wakeup: comm=bash pid=1998 prio=120 success=1 target_cpu=000
3242               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
3243        kworker/0:1-59    [000] d..4   136.677022: sched_wakeup: comm=sshd pid=1995 prio=120 success=1 target_cpu=001
3244        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
3245   [...]
3246
3247   # cat instances/bar/trace_pipe
3248        migration/1-14    [001] d.h3   138.732674: softirq_raise: vec=3 [action=NET_RX]
3249             <idle>-0     [001] dNh3   138.732725: softirq_raise: vec=3 [action=NET_RX]
3250               bash-1998  [000] d.h1   138.733101: softirq_raise: vec=1 [action=TIMER]
3251               bash-1998  [000] d.h1   138.733102: softirq_raise: vec=9 [action=RCU]
3252               bash-1998  [000] ..s2   138.733105: softirq_entry: vec=1 [action=TIMER]
3253               bash-1998  [000] ..s2   138.733106: softirq_exit: vec=1 [action=TIMER]
3254               bash-1998  [000] ..s2   138.733106: softirq_entry: vec=9 [action=RCU]
3255               bash-1998  [000] ..s2   138.733109: softirq_exit: vec=9 [action=RCU]
3256               sshd-1995  [001] d.h1   138.733278: irq_handler_entry: irq=21 name=uhci_hcd:usb4
3257               sshd-1995  [001] d.h1   138.733280: irq_handler_exit: irq=21 ret=unhandled
3258               sshd-1995  [001] d.h1   138.733281: irq_handler_entry: irq=21 name=eth0
3259               sshd-1995  [001] d.h1   138.733283: irq_handler_exit: irq=21 ret=handled
3260   [...]
3261
3262   # cat instances/zoot/trace
3263   # tracer: nop
3264   #
3265   # entries-in-buffer/entries-written: 18996/18996   #P:4
3266   #
3267   #                              _-----=> irqs-off
3268   #                             / _----=> need-resched
3269   #                            | / _---=> hardirq/softirq
3270   #                            || / _--=> preempt-depth
3271   #                            ||| /     delay
3272   #           TASK-PID   CPU#  ||||    TIMESTAMP  FUNCTION
3273   #              | |       |   ||||       |         |
3274               bash-1998  [000] d...   140.733501: sys_write -> 0x2
3275               bash-1998  [000] d...   140.733504: sys_dup2(oldfd: a, newfd: 1)
3276               bash-1998  [000] d...   140.733506: sys_dup2 -> 0x1
3277               bash-1998  [000] d...   140.733508: sys_fcntl(fd: a, cmd: 1, arg: 0)
3278               bash-1998  [000] d...   140.733509: sys_fcntl -> 0x1
3279               bash-1998  [000] d...   140.733510: sys_close(fd: a)
3280               bash-1998  [000] d...   140.733510: sys_close -> 0x0
3281               bash-1998  [000] d...   140.733514: sys_rt_sigprocmask(how: 0, nset: 0, oset: 6e2768, sigsetsize: 8)
3282               bash-1998  [000] d...   140.733515: sys_rt_sigprocmask -> 0x0
3283               bash-1998  [000] d...   140.733516: sys_rt_sigaction(sig: 2, act: 7fff718846f0, oact: 7fff71884650, sigsetsize: 8)
3284               bash-1998  [000] d...   140.733516: sys_rt_sigaction -> 0x0
3285
3286 You can see that the trace of the top most trace buffer shows only
3287 the function tracing. The foo instance displays wakeups and task
3288 switches.
3289
3290 To remove the instances, simply delete their directories:
3291 ::
3292
3293   # rmdir instances/foo
3294   # rmdir instances/bar
3295   # rmdir instances/zoot
3296
3297 Note, if a process has a trace file open in one of the instance
3298 directories, the rmdir will fail with EBUSY.
3299
3300
3301 Stack trace
3302 -----------
3303 Since the kernel has a fixed sized stack, it is important not to
3304 waste it in functions. A kernel developer must be conscience of
3305 what they allocate on the stack. If they add too much, the system
3306 can be in danger of a stack overflow, and corruption will occur,
3307 usually leading to a system panic.
3308
3309 There are some tools that check this, usually with interrupts
3310 periodically checking usage. But if you can perform a check
3311 at every function call that will become very useful. As ftrace provides
3312 a function tracer, it makes it convenient to check the stack size
3313 at every function call. This is enabled via the stack tracer.
3314
3315 CONFIG_STACK_TRACER enables the ftrace stack tracing functionality.
3316 To enable it, write a '1' into /proc/sys/kernel/stack_tracer_enabled.
3317 ::
3318
3319  # echo 1 > /proc/sys/kernel/stack_tracer_enabled
3320
3321 You can also enable it from the kernel command line to trace
3322 the stack size of the kernel during boot up, by adding "stacktrace"
3323 to the kernel command line parameter.
3324
3325 After running it for a few minutes, the output looks like:
3326 ::
3327
3328   # cat stack_max_size
3329   2928
3330
3331   # cat stack_trace
3332           Depth    Size   Location    (18 entries)
3333           -----    ----   --------
3334     0)     2928     224   update_sd_lb_stats+0xbc/0x4ac
3335     1)     2704     160   find_busiest_group+0x31/0x1f1
3336     2)     2544     256   load_balance+0xd9/0x662
3337     3)     2288      80   idle_balance+0xbb/0x130
3338     4)     2208     128   __schedule+0x26e/0x5b9
3339     5)     2080      16   schedule+0x64/0x66
3340     6)     2064     128   schedule_timeout+0x34/0xe0
3341     7)     1936     112   wait_for_common+0x97/0xf1
3342     8)     1824      16   wait_for_completion+0x1d/0x1f
3343     9)     1808     128   flush_work+0xfe/0x119
3344    10)     1680      16   tty_flush_to_ldisc+0x1e/0x20
3345    11)     1664      48   input_available_p+0x1d/0x5c
3346    12)     1616      48   n_tty_poll+0x6d/0x134
3347    13)     1568      64   tty_poll+0x64/0x7f
3348    14)     1504     880   do_select+0x31e/0x511
3349    15)      624     400   core_sys_select+0x177/0x216
3350    16)      224      96   sys_select+0x91/0xb9
3351    17)      128     128   system_call_fastpath+0x16/0x1b
3352
3353 Note, if -mfentry is being used by gcc, functions get traced before
3354 they set up the stack frame. This means that leaf level functions
3355 are not tested by the stack tracer when -mfentry is used.
3356
3357 Currently, -mfentry is used by gcc 4.6.0 and above on x86 only.
3358
3359 More
3360 ----
3361 More details can be found in the source code, in the `kernel/trace/*.c` files.