Merge tag 'drm-next-2020-12-24' of git://anongit.freedesktop.org/drm/drm
[linux-2.6-microblaze.git] / Documentation / trace / events.rst
1 =============
2 Event Tracing
3 =============
4
5 :Author: Theodore Ts'o
6 :Updated: Li Zefan and Tom Zanussi
7
8 1. Introduction
9 ===============
10
11 Tracepoints (see Documentation/trace/tracepoints.rst) can be used
12 without creating custom kernel modules to register probe functions
13 using the event tracing infrastructure.
14
15 Not all tracepoints can be traced using the event tracing system;
16 the kernel developer must provide code snippets which define how the
17 tracing information is saved into the tracing buffer, and how the
18 tracing information should be printed.
19
20 2. Using Event Tracing
21 ======================
22
23 2.1 Via the 'set_event' interface
24 ---------------------------------
25
26 The events which are available for tracing can be found in the file
27 /sys/kernel/debug/tracing/available_events.
28
29 To enable a particular event, such as 'sched_wakeup', simply echo it
30 to /sys/kernel/debug/tracing/set_event. For example::
31
32         # echo sched_wakeup >> /sys/kernel/debug/tracing/set_event
33
34 .. Note:: '>>' is necessary, otherwise it will firstly disable all the events.
35
36 To disable an event, echo the event name to the set_event file prefixed
37 with an exclamation point::
38
39         # echo '!sched_wakeup' >> /sys/kernel/debug/tracing/set_event
40
41 To disable all events, echo an empty line to the set_event file::
42
43         # echo > /sys/kernel/debug/tracing/set_event
44
45 To enable all events, echo ``*:*`` or ``*:`` to the set_event file::
46
47         # echo *:* > /sys/kernel/debug/tracing/set_event
48
49 The events are organized into subsystems, such as ext4, irq, sched,
50 etc., and a full event name looks like this: <subsystem>:<event>.  The
51 subsystem name is optional, but it is displayed in the available_events
52 file.  All of the events in a subsystem can be specified via the syntax
53 ``<subsystem>:*``; for example, to enable all irq events, you can use the
54 command::
55
56         # echo 'irq:*' > /sys/kernel/debug/tracing/set_event
57
58 2.2 Via the 'enable' toggle
59 ---------------------------
60
61 The events available are also listed in /sys/kernel/debug/tracing/events/ hierarchy
62 of directories.
63
64 To enable event 'sched_wakeup'::
65
66         # echo 1 > /sys/kernel/debug/tracing/events/sched/sched_wakeup/enable
67
68 To disable it::
69
70         # echo 0 > /sys/kernel/debug/tracing/events/sched/sched_wakeup/enable
71
72 To enable all events in sched subsystem::
73
74         # echo 1 > /sys/kernel/debug/tracing/events/sched/enable
75
76 To enable all events::
77
78         # echo 1 > /sys/kernel/debug/tracing/events/enable
79
80 When reading one of these enable files, there are four results:
81
82  - 0 - all events this file affects are disabled
83  - 1 - all events this file affects are enabled
84  - X - there is a mixture of events enabled and disabled
85  - ? - this file does not affect any event
86
87 2.3 Boot option
88 ---------------
89
90 In order to facilitate early boot debugging, use boot option::
91
92         trace_event=[event-list]
93
94 event-list is a comma separated list of events. See section 2.1 for event
95 format.
96
97 3. Defining an event-enabled tracepoint
98 =======================================
99
100 See The example provided in samples/trace_events
101
102 4. Event formats
103 ================
104
105 Each trace event has a 'format' file associated with it that contains
106 a description of each field in a logged event.  This information can
107 be used to parse the binary trace stream, and is also the place to
108 find the field names that can be used in event filters (see section 5).
109
110 It also displays the format string that will be used to print the
111 event in text mode, along with the event name and ID used for
112 profiling.
113
114 Every event has a set of ``common`` fields associated with it; these are
115 the fields prefixed with ``common_``.  The other fields vary between
116 events and correspond to the fields defined in the TRACE_EVENT
117 definition for that event.
118
119 Each field in the format has the form::
120
121      field:field-type field-name; offset:N; size:N;
122
123 where offset is the offset of the field in the trace record and size
124 is the size of the data item, in bytes.
125
126 For example, here's the information displayed for the 'sched_wakeup'
127 event::
128
129         # cat /sys/kernel/debug/tracing/events/sched/sched_wakeup/format
130
131         name: sched_wakeup
132         ID: 60
133         format:
134                 field:unsigned short common_type;       offset:0;       size:2;
135                 field:unsigned char common_flags;       offset:2;       size:1;
136                 field:unsigned char common_preempt_count;       offset:3;       size:1;
137                 field:int common_pid;   offset:4;       size:4;
138                 field:int common_tgid;  offset:8;       size:4;
139
140                 field:char comm[TASK_COMM_LEN]; offset:12;      size:16;
141                 field:pid_t pid;        offset:28;      size:4;
142                 field:int prio; offset:32;      size:4;
143                 field:int success;      offset:36;      size:4;
144                 field:int cpu;  offset:40;      size:4;
145
146         print fmt: "task %s:%d [%d] success=%d [%03d]", REC->comm, REC->pid,
147                    REC->prio, REC->success, REC->cpu
148
149 This event contains 10 fields, the first 5 common and the remaining 5
150 event-specific.  All the fields for this event are numeric, except for
151 'comm' which is a string, a distinction important for event filtering.
152
153 5. Event filtering
154 ==================
155
156 Trace events can be filtered in the kernel by associating boolean
157 'filter expressions' with them.  As soon as an event is logged into
158 the trace buffer, its fields are checked against the filter expression
159 associated with that event type.  An event with field values that
160 'match' the filter will appear in the trace output, and an event whose
161 values don't match will be discarded.  An event with no filter
162 associated with it matches everything, and is the default when no
163 filter has been set for an event.
164
165 5.1 Expression syntax
166 ---------------------
167
168 A filter expression consists of one or more 'predicates' that can be
169 combined using the logical operators '&&' and '||'.  A predicate is
170 simply a clause that compares the value of a field contained within a
171 logged event with a constant value and returns either 0 or 1 depending
172 on whether the field value matched (1) or didn't match (0)::
173
174           field-name relational-operator value
175
176 Parentheses can be used to provide arbitrary logical groupings and
177 double-quotes can be used to prevent the shell from interpreting
178 operators as shell metacharacters.
179
180 The field-names available for use in filters can be found in the
181 'format' files for trace events (see section 4).
182
183 The relational-operators depend on the type of the field being tested:
184
185 The operators available for numeric fields are:
186
187 ==, !=, <, <=, >, >=, &
188
189 And for string fields they are:
190
191 ==, !=, ~
192
193 The glob (~) accepts a wild card character (\*,?) and character classes
194 ([). For example::
195
196   prev_comm ~ "*sh"
197   prev_comm ~ "sh*"
198   prev_comm ~ "*sh*"
199   prev_comm ~ "ba*sh"
200
201 5.2 Setting filters
202 -------------------
203
204 A filter for an individual event is set by writing a filter expression
205 to the 'filter' file for the given event.
206
207 For example::
208
209         # cd /sys/kernel/debug/tracing/events/sched/sched_wakeup
210         # echo "common_preempt_count > 4" > filter
211
212 A slightly more involved example::
213
214         # cd /sys/kernel/debug/tracing/events/signal/signal_generate
215         # echo "((sig >= 10 && sig < 15) || sig == 17) && comm != bash" > filter
216
217 If there is an error in the expression, you'll get an 'Invalid
218 argument' error when setting it, and the erroneous string along with
219 an error message can be seen by looking at the filter e.g.::
220
221         # cd /sys/kernel/debug/tracing/events/signal/signal_generate
222         # echo "((sig >= 10 && sig < 15) || dsig == 17) && comm != bash" > filter
223         -bash: echo: write error: Invalid argument
224         # cat filter
225         ((sig >= 10 && sig < 15) || dsig == 17) && comm != bash
226         ^
227         parse_error: Field not found
228
229 Currently the caret ('^') for an error always appears at the beginning of
230 the filter string; the error message should still be useful though
231 even without more accurate position info.
232
233 5.3 Clearing filters
234 --------------------
235
236 To clear the filter for an event, write a '0' to the event's filter
237 file.
238
239 To clear the filters for all events in a subsystem, write a '0' to the
240 subsystem's filter file.
241
242 5.3 Subsystem filters
243 ---------------------
244
245 For convenience, filters for every event in a subsystem can be set or
246 cleared as a group by writing a filter expression into the filter file
247 at the root of the subsystem.  Note however, that if a filter for any
248 event within the subsystem lacks a field specified in the subsystem
249 filter, or if the filter can't be applied for any other reason, the
250 filter for that event will retain its previous setting.  This can
251 result in an unintended mixture of filters which could lead to
252 confusing (to the user who might think different filters are in
253 effect) trace output.  Only filters that reference just the common
254 fields can be guaranteed to propagate successfully to all events.
255
256 Here are a few subsystem filter examples that also illustrate the
257 above points:
258
259 Clear the filters on all events in the sched subsystem::
260
261         # cd /sys/kernel/debug/tracing/events/sched
262         # echo 0 > filter
263         # cat sched_switch/filter
264         none
265         # cat sched_wakeup/filter
266         none
267
268 Set a filter using only common fields for all events in the sched
269 subsystem (all events end up with the same filter)::
270
271         # cd /sys/kernel/debug/tracing/events/sched
272         # echo common_pid == 0 > filter
273         # cat sched_switch/filter
274         common_pid == 0
275         # cat sched_wakeup/filter
276         common_pid == 0
277
278 Attempt to set a filter using a non-common field for all events in the
279 sched subsystem (all events but those that have a prev_pid field retain
280 their old filters)::
281
282         # cd /sys/kernel/debug/tracing/events/sched
283         # echo prev_pid == 0 > filter
284         # cat sched_switch/filter
285         prev_pid == 0
286         # cat sched_wakeup/filter
287         common_pid == 0
288
289 5.4 PID filtering
290 -----------------
291
292 The set_event_pid file in the same directory as the top events directory
293 exists, will filter all events from tracing any task that does not have the
294 PID listed in the set_event_pid file.
295 ::
296
297         # cd /sys/kernel/debug/tracing
298         # echo $$ > set_event_pid
299         # echo 1 > events/enable
300
301 Will only trace events for the current task.
302
303 To add more PIDs without losing the PIDs already included, use '>>'.
304 ::
305
306         # echo 123 244 1 >> set_event_pid
307
308
309 6. Event triggers
310 =================
311
312 Trace events can be made to conditionally invoke trigger 'commands'
313 which can take various forms and are described in detail below;
314 examples would be enabling or disabling other trace events or invoking
315 a stack trace whenever the trace event is hit.  Whenever a trace event
316 with attached triggers is invoked, the set of trigger commands
317 associated with that event is invoked.  Any given trigger can
318 additionally have an event filter of the same form as described in
319 section 5 (Event filtering) associated with it - the command will only
320 be invoked if the event being invoked passes the associated filter.
321 If no filter is associated with the trigger, it always passes.
322
323 Triggers are added to and removed from a particular event by writing
324 trigger expressions to the 'trigger' file for the given event.
325
326 A given event can have any number of triggers associated with it,
327 subject to any restrictions that individual commands may have in that
328 regard.
329
330 Event triggers are implemented on top of "soft" mode, which means that
331 whenever a trace event has one or more triggers associated with it,
332 the event is activated even if it isn't actually enabled, but is
333 disabled in a "soft" mode.  That is, the tracepoint will be called,
334 but just will not be traced, unless of course it's actually enabled.
335 This scheme allows triggers to be invoked even for events that aren't
336 enabled, and also allows the current event filter implementation to be
337 used for conditionally invoking triggers.
338
339 The syntax for event triggers is roughly based on the syntax for
340 set_ftrace_filter 'ftrace filter commands' (see the 'Filter commands'
341 section of Documentation/trace/ftrace.rst), but there are major
342 differences and the implementation isn't currently tied to it in any
343 way, so beware about making generalizations between the two.
344
345 .. Note::
346      Writing into trace_marker (See Documentation/trace/ftrace.rst)
347      can also enable triggers that are written into
348      /sys/kernel/tracing/events/ftrace/print/trigger
349
350 6.1 Expression syntax
351 ---------------------
352
353 Triggers are added by echoing the command to the 'trigger' file::
354
355   # echo 'command[:count] [if filter]' > trigger
356
357 Triggers are removed by echoing the same command but starting with '!'
358 to the 'trigger' file::
359
360   # echo '!command[:count] [if filter]' > trigger
361
362 The [if filter] part isn't used in matching commands when removing, so
363 leaving that off in a '!' command will accomplish the same thing as
364 having it in.
365
366 The filter syntax is the same as that described in the 'Event
367 filtering' section above.
368
369 For ease of use, writing to the trigger file using '>' currently just
370 adds or removes a single trigger and there's no explicit '>>' support
371 ('>' actually behaves like '>>') or truncation support to remove all
372 triggers (you have to use '!' for each one added.)
373
374 6.2 Supported trigger commands
375 ------------------------------
376
377 The following commands are supported:
378
379 - enable_event/disable_event
380
381   These commands can enable or disable another trace event whenever
382   the triggering event is hit.  When these commands are registered,
383   the other trace event is activated, but disabled in a "soft" mode.
384   That is, the tracepoint will be called, but just will not be traced.
385   The event tracepoint stays in this mode as long as there's a trigger
386   in effect that can trigger it.
387
388   For example, the following trigger causes kmalloc events to be
389   traced when a read system call is entered, and the :1 at the end
390   specifies that this enablement happens only once::
391
392           # echo 'enable_event:kmem:kmalloc:1' > \
393               /sys/kernel/debug/tracing/events/syscalls/sys_enter_read/trigger
394
395   The following trigger causes kmalloc events to stop being traced
396   when a read system call exits.  This disablement happens on every
397   read system call exit::
398
399           # echo 'disable_event:kmem:kmalloc' > \
400               /sys/kernel/debug/tracing/events/syscalls/sys_exit_read/trigger
401
402   The format is::
403
404       enable_event:<system>:<event>[:count]
405       disable_event:<system>:<event>[:count]
406
407   To remove the above commands::
408
409           # echo '!enable_event:kmem:kmalloc:1' > \
410               /sys/kernel/debug/tracing/events/syscalls/sys_enter_read/trigger
411
412           # echo '!disable_event:kmem:kmalloc' > \
413               /sys/kernel/debug/tracing/events/syscalls/sys_exit_read/trigger
414
415   Note that there can be any number of enable/disable_event triggers
416   per triggering event, but there can only be one trigger per
417   triggered event. e.g. sys_enter_read can have triggers enabling both
418   kmem:kmalloc and sched:sched_switch, but can't have two kmem:kmalloc
419   versions such as kmem:kmalloc and kmem:kmalloc:1 or 'kmem:kmalloc if
420   bytes_req == 256' and 'kmem:kmalloc if bytes_alloc == 256' (they
421   could be combined into a single filter on kmem:kmalloc though).
422
423 - stacktrace
424
425   This command dumps a stacktrace in the trace buffer whenever the
426   triggering event occurs.
427
428   For example, the following trigger dumps a stacktrace every time the
429   kmalloc tracepoint is hit::
430
431           # echo 'stacktrace' > \
432                 /sys/kernel/debug/tracing/events/kmem/kmalloc/trigger
433
434   The following trigger dumps a stacktrace the first 5 times a kmalloc
435   request happens with a size >= 64K::
436
437           # echo 'stacktrace:5 if bytes_req >= 65536' > \
438                 /sys/kernel/debug/tracing/events/kmem/kmalloc/trigger
439
440   The format is::
441
442       stacktrace[:count]
443
444   To remove the above commands::
445
446           # echo '!stacktrace' > \
447                 /sys/kernel/debug/tracing/events/kmem/kmalloc/trigger
448
449           # echo '!stacktrace:5 if bytes_req >= 65536' > \
450                 /sys/kernel/debug/tracing/events/kmem/kmalloc/trigger
451
452   The latter can also be removed more simply by the following (without
453   the filter)::
454
455           # echo '!stacktrace:5' > \
456                 /sys/kernel/debug/tracing/events/kmem/kmalloc/trigger
457
458   Note that there can be only one stacktrace trigger per triggering
459   event.
460
461 - snapshot
462
463   This command causes a snapshot to be triggered whenever the
464   triggering event occurs.
465
466   The following command creates a snapshot every time a block request
467   queue is unplugged with a depth > 1.  If you were tracing a set of
468   events or functions at the time, the snapshot trace buffer would
469   capture those events when the trigger event occurred::
470
471           # echo 'snapshot if nr_rq > 1' > \
472                 /sys/kernel/debug/tracing/events/block/block_unplug/trigger
473
474   To only snapshot once::
475
476           # echo 'snapshot:1 if nr_rq > 1' > \
477                 /sys/kernel/debug/tracing/events/block/block_unplug/trigger
478
479   To remove the above commands::
480
481           # echo '!snapshot if nr_rq > 1' > \
482                 /sys/kernel/debug/tracing/events/block/block_unplug/trigger
483
484           # echo '!snapshot:1 if nr_rq > 1' > \
485                 /sys/kernel/debug/tracing/events/block/block_unplug/trigger
486
487   Note that there can be only one snapshot trigger per triggering
488   event.
489
490 - traceon/traceoff
491
492   These commands turn tracing on and off when the specified events are
493   hit. The parameter determines how many times the tracing system is
494   turned on and off. If unspecified, there is no limit.
495
496   The following command turns tracing off the first time a block
497   request queue is unplugged with a depth > 1.  If you were tracing a
498   set of events or functions at the time, you could then examine the
499   trace buffer to see the sequence of events that led up to the
500   trigger event::
501
502           # echo 'traceoff:1 if nr_rq > 1' > \
503                 /sys/kernel/debug/tracing/events/block/block_unplug/trigger
504
505   To always disable tracing when nr_rq  > 1::
506
507           # echo 'traceoff if nr_rq > 1' > \
508                 /sys/kernel/debug/tracing/events/block/block_unplug/trigger
509
510   To remove the above commands::
511
512           # echo '!traceoff:1 if nr_rq > 1' > \
513                 /sys/kernel/debug/tracing/events/block/block_unplug/trigger
514
515           # echo '!traceoff if nr_rq > 1' > \
516                 /sys/kernel/debug/tracing/events/block/block_unplug/trigger
517
518   Note that there can be only one traceon or traceoff trigger per
519   triggering event.
520
521 - hist
522
523   This command aggregates event hits into a hash table keyed on one or
524   more trace event format fields (or stacktrace) and a set of running
525   totals derived from one or more trace event format fields and/or
526   event counts (hitcount).
527
528   See Documentation/trace/histogram.rst for details and examples.
529
530 7. In-kernel trace event API
531 ============================
532
533 In most cases, the command-line interface to trace events is more than
534 sufficient.  Sometimes, however, applications might find the need for
535 more complex relationships than can be expressed through a simple
536 series of linked command-line expressions, or putting together sets of
537 commands may be simply too cumbersome.  An example might be an
538 application that needs to 'listen' to the trace stream in order to
539 maintain an in-kernel state machine detecting, for instance, when an
540 illegal kernel state occurs in the scheduler.
541
542 The trace event subsystem provides an in-kernel API allowing modules
543 or other kernel code to generate user-defined 'synthetic' events at
544 will, which can be used to either augment the existing trace stream
545 and/or signal that a particular important state has occurred.
546
547 A similar in-kernel API is also available for creating kprobe and
548 kretprobe events.
549
550 Both the synthetic event and k/ret/probe event APIs are built on top
551 of a lower-level "dynevent_cmd" event command API, which is also
552 available for more specialized applications, or as the basis of other
553 higher-level trace event APIs.
554
555 The API provided for these purposes is describe below and allows the
556 following:
557
558   - dynamically creating synthetic event definitions
559   - dynamically creating kprobe and kretprobe event definitions
560   - tracing synthetic events from in-kernel code
561   - the low-level "dynevent_cmd" API
562
563 7.1 Dyamically creating synthetic event definitions
564 ---------------------------------------------------
565
566 There are a couple ways to create a new synthetic event from a kernel
567 module or other kernel code.
568
569 The first creates the event in one step, using synth_event_create().
570 In this method, the name of the event to create and an array defining
571 the fields is supplied to synth_event_create().  If successful, a
572 synthetic event with that name and fields will exist following that
573 call.  For example, to create a new "schedtest" synthetic event::
574
575   ret = synth_event_create("schedtest", sched_fields,
576                            ARRAY_SIZE(sched_fields), THIS_MODULE);
577
578 The sched_fields param in this example points to an array of struct
579 synth_field_desc, each of which describes an event field by type and
580 name::
581
582   static struct synth_field_desc sched_fields[] = {
583         { .type = "pid_t",              .name = "next_pid_field" },
584         { .type = "char[16]",           .name = "next_comm_field" },
585         { .type = "u64",                .name = "ts_ns" },
586         { .type = "u64",                .name = "ts_ms" },
587         { .type = "unsigned int",       .name = "cpu" },
588         { .type = "char[64]",           .name = "my_string_field" },
589         { .type = "int",                .name = "my_int_field" },
590   };
591
592 See synth_field_size() for available types.
593
594 If field_name contains [n], the field is considered to be a static array.
595
596 If field_names contains[] (no subscript), the field is considered to
597 be a dynamic array, which will only take as much space in the event as
598 is required to hold the array.
599
600 Because space for an event is reserved before assigning field values
601 to the event, using dynamic arrays implies that the piecewise
602 in-kernel API described below can't be used with dynamic arrays.  The
603 other non-piecewise in-kernel APIs can, however, be used with dynamic
604 arrays.
605
606 If the event is created from within a module, a pointer to the module
607 must be passed to synth_event_create().  This will ensure that the
608 trace buffer won't contain unreadable events when the module is
609 removed.
610
611 At this point, the event object is ready to be used for generating new
612 events.
613
614 In the second method, the event is created in several steps.  This
615 allows events to be created dynamically and without the need to create
616 and populate an array of fields beforehand.
617
618 To use this method, an empty or partially empty synthetic event should
619 first be created using synth_event_gen_cmd_start() or
620 synth_event_gen_cmd_array_start().  For synth_event_gen_cmd_start(),
621 the name of the event along with one or more pairs of args each pair
622 representing a 'type field_name;' field specification should be
623 supplied.  For synth_event_gen_cmd_array_start(), the name of the
624 event along with an array of struct synth_field_desc should be
625 supplied. Before calling synth_event_gen_cmd_start() or
626 synth_event_gen_cmd_array_start(), the user should create and
627 initialize a dynevent_cmd object using synth_event_cmd_init().
628
629 For example, to create a new "schedtest" synthetic event with two
630 fields::
631
632   struct dynevent_cmd cmd;
633   char *buf;
634
635   /* Create a buffer to hold the generated command */
636   buf = kzalloc(MAX_DYNEVENT_CMD_LEN, GFP_KERNEL);
637
638   /* Before generating the command, initialize the cmd object */
639   synth_event_cmd_init(&cmd, buf, MAX_DYNEVENT_CMD_LEN);
640
641   ret = synth_event_gen_cmd_start(&cmd, "schedtest", THIS_MODULE,
642                                   "pid_t", "next_pid_field",
643                                   "u64", "ts_ns");
644
645 Alternatively, using an array of struct synth_field_desc fields
646 containing the same information::
647
648   ret = synth_event_gen_cmd_array_start(&cmd, "schedtest", THIS_MODULE,
649                                         fields, n_fields);
650
651 Once the synthetic event object has been created, it can then be
652 populated with more fields.  Fields are added one by one using
653 synth_event_add_field(), supplying the dynevent_cmd object, a field
654 type, and a field name.  For example, to add a new int field named
655 "intfield", the following call should be made::
656
657   ret = synth_event_add_field(&cmd, "int", "intfield");
658
659 See synth_field_size() for available types. If field_name contains [n]
660 the field is considered to be an array.
661
662 A group of fields can also be added all at once using an array of
663 synth_field_desc with add_synth_fields().  For example, this would add
664 just the first four sched_fields::
665
666   ret = synth_event_add_fields(&cmd, sched_fields, 4);
667
668 If you already have a string of the form 'type field_name',
669 synth_event_add_field_str() can be used to add it as-is; it will
670 also automatically append a ';' to the string.
671
672 Once all the fields have been added, the event should be finalized and
673 registered by calling the synth_event_gen_cmd_end() function::
674
675   ret = synth_event_gen_cmd_end(&cmd);
676
677 At this point, the event object is ready to be used for tracing new
678 events.
679
680 7.2 Tracing synthetic events from in-kernel code
681 ------------------------------------------------
682
683 To trace a synthetic event, there are several options.  The first
684 option is to trace the event in one call, using synth_event_trace()
685 with a variable number of values, or synth_event_trace_array() with an
686 array of values to be set.  A second option can be used to avoid the
687 need for a pre-formed array of values or list of arguments, via
688 synth_event_trace_start() and synth_event_trace_end() along with
689 synth_event_add_next_val() or synth_event_add_val() to add the values
690 piecewise.
691
692 7.2.1 Tracing a synthetic event all at once
693 -------------------------------------------
694
695 To trace a synthetic event all at once, the synth_event_trace() or
696 synth_event_trace_array() functions can be used.
697
698 The synth_event_trace() function is passed the trace_event_file
699 representing the synthetic event (which can be retrieved using
700 trace_get_event_file() using the synthetic event name, "synthetic" as
701 the system name, and the trace instance name (NULL if using the global
702 trace array)), along with an variable number of u64 args, one for each
703 synthetic event field, and the number of values being passed.
704
705 So, to trace an event corresponding to the synthetic event definition
706 above, code like the following could be used::
707
708   ret = synth_event_trace(create_synth_test, 7, /* number of values */
709                           444,             /* next_pid_field */
710                           (u64)"clackers", /* next_comm_field */
711                           1000000,         /* ts_ns */
712                           1000,            /* ts_ms */
713                           smp_processor_id(),/* cpu */
714                           (u64)"Thneed",   /* my_string_field */
715                           999);            /* my_int_field */
716
717 All vals should be cast to u64, and string vals are just pointers to
718 strings, cast to u64.  Strings will be copied into space reserved in
719 the event for the string, using these pointers.
720
721 Alternatively, the synth_event_trace_array() function can be used to
722 accomplish the same thing.  It is passed the trace_event_file
723 representing the synthetic event (which can be retrieved using
724 trace_get_event_file() using the synthetic event name, "synthetic" as
725 the system name, and the trace instance name (NULL if using the global
726 trace array)), along with an array of u64, one for each synthetic
727 event field.
728
729 To trace an event corresponding to the synthetic event definition
730 above, code like the following could be used::
731
732   u64 vals[7];
733
734   vals[0] = 777;                  /* next_pid_field */
735   vals[1] = (u64)"tiddlywinks";   /* next_comm_field */
736   vals[2] = 1000000;              /* ts_ns */
737   vals[3] = 1000;                 /* ts_ms */
738   vals[4] = smp_processor_id();   /* cpu */
739   vals[5] = (u64)"thneed";        /* my_string_field */
740   vals[6] = 398;                  /* my_int_field */
741
742 The 'vals' array is just an array of u64, the number of which must
743 match the number of field in the synthetic event, and which must be in
744 the same order as the synthetic event fields.
745
746 All vals should be cast to u64, and string vals are just pointers to
747 strings, cast to u64.  Strings will be copied into space reserved in
748 the event for the string, using these pointers.
749
750 In order to trace a synthetic event, a pointer to the trace event file
751 is needed.  The trace_get_event_file() function can be used to get
752 it - it will find the file in the given trace instance (in this case
753 NULL since the top trace array is being used) while at the same time
754 preventing the instance containing it from going away::
755
756        schedtest_event_file = trace_get_event_file(NULL, "synthetic",
757                                                    "schedtest");
758
759 Before tracing the event, it should be enabled in some way, otherwise
760 the synthetic event won't actually show up in the trace buffer.
761
762 To enable a synthetic event from the kernel, trace_array_set_clr_event()
763 can be used (which is not specific to synthetic events, so does need
764 the "synthetic" system name to be specified explicitly).
765
766 To enable the event, pass 'true' to it::
767
768        trace_array_set_clr_event(schedtest_event_file->tr,
769                                  "synthetic", "schedtest", true);
770
771 To disable it pass false::
772
773        trace_array_set_clr_event(schedtest_event_file->tr,
774                                  "synthetic", "schedtest", false);
775
776 Finally, synth_event_trace_array() can be used to actually trace the
777 event, which should be visible in the trace buffer afterwards::
778
779        ret = synth_event_trace_array(schedtest_event_file, vals,
780                                      ARRAY_SIZE(vals));
781
782 To remove the synthetic event, the event should be disabled, and the
783 trace instance should be 'put' back using trace_put_event_file()::
784
785        trace_array_set_clr_event(schedtest_event_file->tr,
786                                  "synthetic", "schedtest", false);
787        trace_put_event_file(schedtest_event_file);
788
789 If those have been successful, synth_event_delete() can be called to
790 remove the event::
791
792        ret = synth_event_delete("schedtest");
793
794 7.2.2 Tracing a synthetic event piecewise
795 -----------------------------------------
796
797 To trace a synthetic using the piecewise method described above, the
798 synth_event_trace_start() function is used to 'open' the synthetic
799 event trace::
800
801        struct synth_event_trace_state trace_state;
802
803        ret = synth_event_trace_start(schedtest_event_file, &trace_state);
804
805 It's passed the trace_event_file representing the synthetic event
806 using the same methods as described above, along with a pointer to a
807 struct synth_event_trace_state object, which will be zeroed before use and
808 used to maintain state between this and following calls.
809
810 Once the event has been opened, which means space for it has been
811 reserved in the trace buffer, the individual fields can be set.  There
812 are two ways to do that, either one after another for each field in
813 the event, which requires no lookups, or by name, which does.  The
814 tradeoff is flexibility in doing the assignments vs the cost of a
815 lookup per field.
816
817 To assign the values one after the other without lookups,
818 synth_event_add_next_val() should be used.  Each call is passed the
819 same synth_event_trace_state object used in the synth_event_trace_start(),
820 along with the value to set the next field in the event.  After each
821 field is set, the 'cursor' points to the next field, which will be set
822 by the subsequent call, continuing until all the fields have been set
823 in order.  The same sequence of calls as in the above examples using
824 this method would be (without error-handling code)::
825
826        /* next_pid_field */
827        ret = synth_event_add_next_val(777, &trace_state);
828
829        /* next_comm_field */
830        ret = synth_event_add_next_val((u64)"slinky", &trace_state);
831
832        /* ts_ns */
833        ret = synth_event_add_next_val(1000000, &trace_state);
834
835        /* ts_ms */
836        ret = synth_event_add_next_val(1000, &trace_state);
837
838        /* cpu */
839        ret = synth_event_add_next_val(smp_processor_id(), &trace_state);
840
841        /* my_string_field */
842        ret = synth_event_add_next_val((u64)"thneed_2.01", &trace_state);
843
844        /* my_int_field */
845        ret = synth_event_add_next_val(395, &trace_state);
846
847 To assign the values in any order, synth_event_add_val() should be
848 used.  Each call is passed the same synth_event_trace_state object used in
849 the synth_event_trace_start(), along with the field name of the field
850 to set and the value to set it to.  The same sequence of calls as in
851 the above examples using this method would be (without error-handling
852 code)::
853
854        ret = synth_event_add_val("next_pid_field", 777, &trace_state);
855        ret = synth_event_add_val("next_comm_field", (u64)"silly putty",
856                                  &trace_state);
857        ret = synth_event_add_val("ts_ns", 1000000, &trace_state);
858        ret = synth_event_add_val("ts_ms", 1000, &trace_state);
859        ret = synth_event_add_val("cpu", smp_processor_id(), &trace_state);
860        ret = synth_event_add_val("my_string_field", (u64)"thneed_9",
861                                  &trace_state);
862        ret = synth_event_add_val("my_int_field", 3999, &trace_state);
863
864 Note that synth_event_add_next_val() and synth_event_add_val() are
865 incompatible if used within the same trace of an event - either one
866 can be used but not both at the same time.
867
868 Finally, the event won't be actually traced until it's 'closed',
869 which is done using synth_event_trace_end(), which takes only the
870 struct synth_event_trace_state object used in the previous calls::
871
872        ret = synth_event_trace_end(&trace_state);
873
874 Note that synth_event_trace_end() must be called at the end regardless
875 of whether any of the add calls failed (say due to a bad field name
876 being passed in).
877
878 7.3 Dyamically creating kprobe and kretprobe event definitions
879 --------------------------------------------------------------
880
881 To create a kprobe or kretprobe trace event from kernel code, the
882 kprobe_event_gen_cmd_start() or kretprobe_event_gen_cmd_start()
883 functions can be used.
884
885 To create a kprobe event, an empty or partially empty kprobe event
886 should first be created using kprobe_event_gen_cmd_start().  The name
887 of the event and the probe location should be specfied along with one
888 or args each representing a probe field should be supplied to this
889 function.  Before calling kprobe_event_gen_cmd_start(), the user
890 should create and initialize a dynevent_cmd object using
891 kprobe_event_cmd_init().
892
893 For example, to create a new "schedtest" kprobe event with two fields::
894
895   struct dynevent_cmd cmd;
896   char *buf;
897
898   /* Create a buffer to hold the generated command */
899   buf = kzalloc(MAX_DYNEVENT_CMD_LEN, GFP_KERNEL);
900
901   /* Before generating the command, initialize the cmd object */
902   kprobe_event_cmd_init(&cmd, buf, MAX_DYNEVENT_CMD_LEN);
903
904   /*
905    * Define the gen_kprobe_test event with the first 2 kprobe
906    * fields.
907    */
908   ret = kprobe_event_gen_cmd_start(&cmd, "gen_kprobe_test", "do_sys_open",
909                                    "dfd=%ax", "filename=%dx");
910
911 Once the kprobe event object has been created, it can then be
912 populated with more fields.  Fields can be added using
913 kprobe_event_add_fields(), supplying the dynevent_cmd object along
914 with a variable arg list of probe fields.  For example, to add a
915 couple additional fields, the following call could be made::
916
917   ret = kprobe_event_add_fields(&cmd, "flags=%cx", "mode=+4($stack)");
918
919 Once all the fields have been added, the event should be finalized and
920 registered by calling the kprobe_event_gen_cmd_end() or
921 kretprobe_event_gen_cmd_end() functions, depending on whether a kprobe
922 or kretprobe command was started::
923
924   ret = kprobe_event_gen_cmd_end(&cmd);
925
926 or::
927
928   ret = kretprobe_event_gen_cmd_end(&cmd);
929
930 At this point, the event object is ready to be used for tracing new
931 events.
932
933 Similarly, a kretprobe event can be created using
934 kretprobe_event_gen_cmd_start() with a probe name and location and
935 additional params such as $retval::
936
937   ret = kretprobe_event_gen_cmd_start(&cmd, "gen_kretprobe_test",
938                                       "do_sys_open", "$retval");
939
940 Similar to the synthetic event case, code like the following can be
941 used to enable the newly created kprobe event::
942
943   gen_kprobe_test = trace_get_event_file(NULL, "kprobes", "gen_kprobe_test");
944
945   ret = trace_array_set_clr_event(gen_kprobe_test->tr,
946                                   "kprobes", "gen_kprobe_test", true);
947
948 Finally, also similar to synthetic events, the following code can be
949 used to give the kprobe event file back and delete the event::
950
951   trace_put_event_file(gen_kprobe_test);
952
953   ret = kprobe_event_delete("gen_kprobe_test");
954
955 7.4 The "dynevent_cmd" low-level API
956 ------------------------------------
957
958 Both the in-kernel synthetic event and kprobe interfaces are built on
959 top of a lower-level "dynevent_cmd" interface.  This interface is
960 meant to provide the basis for higher-level interfaces such as the
961 synthetic and kprobe interfaces, which can be used as examples.
962
963 The basic idea is simple and amounts to providing a general-purpose
964 layer that can be used to generate trace event commands.  The
965 generated command strings can then be passed to the command-parsing
966 and event creation code that already exists in the trace event
967 subystem for creating the corresponding trace events.
968
969 In a nutshell, the way it works is that the higher-level interface
970 code creates a struct dynevent_cmd object, then uses a couple
971 functions, dynevent_arg_add() and dynevent_arg_pair_add() to build up
972 a command string, which finally causes the command to be executed
973 using the dynevent_create() function.  The details of the interface
974 are described below.
975
976 The first step in building a new command string is to create and
977 initialize an instance of a dynevent_cmd.  Here, for instance, we
978 create a dynevent_cmd on the stack and initialize it::
979
980   struct dynevent_cmd cmd;
981   char *buf;
982   int ret;
983
984   buf = kzalloc(MAX_DYNEVENT_CMD_LEN, GFP_KERNEL);
985
986   dynevent_cmd_init(cmd, buf, maxlen, DYNEVENT_TYPE_FOO,
987                     foo_event_run_command);
988
989 The dynevent_cmd initialization needs to be given a user-specified
990 buffer and the length of the buffer (MAX_DYNEVENT_CMD_LEN can be used
991 for this purpose - at 2k it's generally too big to be comfortably put
992 on the stack, so is dynamically allocated), a dynevent type id, which
993 is meant to be used to check that further API calls are for the
994 correct command type, and a pointer to an event-specific run_command()
995 callback that will be called to actually execute the event-specific
996 command function.
997
998 Once that's done, the command string can by built up by successive
999 calls to argument-adding functions.
1000
1001 To add a single argument, define and initialize a struct dynevent_arg
1002 or struct dynevent_arg_pair object.  Here's an example of the simplest
1003 possible arg addition, which is simply to append the given string as
1004 a whitespace-separated argument to the command::
1005
1006   struct dynevent_arg arg;
1007
1008   dynevent_arg_init(&arg, NULL, 0);
1009
1010   arg.str = name;
1011
1012   ret = dynevent_arg_add(cmd, &arg);
1013
1014 The arg object is first initialized using dynevent_arg_init() and in
1015 this case the parameters are NULL or 0, which means there's no
1016 optional sanity-checking function or separator appended to the end of
1017 the arg.
1018
1019 Here's another more complicated example using an 'arg pair', which is
1020 used to create an argument that consists of a couple components added
1021 together as a unit, for example, a 'type field_name;' arg or a simple
1022 expression arg e.g. 'flags=%cx'::
1023
1024   struct dynevent_arg_pair arg_pair;
1025
1026   dynevent_arg_pair_init(&arg_pair, dynevent_foo_check_arg_fn, 0, ';');
1027
1028   arg_pair.lhs = type;
1029   arg_pair.rhs = name;
1030
1031   ret = dynevent_arg_pair_add(cmd, &arg_pair);
1032
1033 Again, the arg_pair is first initialized, in this case with a callback
1034 function used to check the sanity of the args (for example, that
1035 neither part of the pair is NULL), along with a character to be used
1036 to add an operator between the pair (here none) and a separator to be
1037 appended onto the end of the arg pair (here ';').
1038
1039 There's also a dynevent_str_add() function that can be used to simply
1040 add a string as-is, with no spaces, delimeters, or arg check.
1041
1042 Any number of dynevent_*_add() calls can be made to build up the string
1043 (until its length surpasses cmd->maxlen).  When all the arguments have
1044 been added and the command string is complete, the only thing left to
1045 do is run the command, which happens by simply calling
1046 dynevent_create()::
1047
1048   ret = dynevent_create(&cmd);
1049
1050 At that point, if the return value is 0, the dynamic event has been
1051 created and is ready to use.
1052
1053 See the dynevent_cmd function definitions themselves for the details
1054 of the API.