GNU Linux-libre 6.9-gnu
[releases.git] / Documentation / trace / ftrace.rst
1 ========================
2 ftrace - Function Tracer
3 ========================
4
5 Copyright 2008 Red Hat Inc.
6
7 :Author:   Steven Rostedt <srostedt@redhat.com>
8 :License:  The GNU Free Documentation License, Version 1.2
9           (dual licensed under the GPL v2)
10 :Original Reviewers:  Elias Oltmanns, Randy Dunlap, Andrew Morton,
11                       John Kacur, and David Teigland.
12
13 - Written for: 2.6.28-rc2
14 - Updated for: 3.10
15 - Updated for: 4.13 - Copyright 2017 VMware Inc. Steven Rostedt
16 - Converted to rst format - Changbin Du <changbin.du@intel.com>
17
18 Introduction
19 ------------
20
21 Ftrace is an internal tracer designed to help out developers and
22 designers of systems to find what is going on inside the kernel.
23 It can be used for debugging or analyzing latencies and
24 performance issues that take place outside of user-space.
25
26 Although ftrace is typically considered the function tracer, it
27 is really a framework of several assorted tracing utilities.
28 There's latency tracing to examine what occurs between interrupts
29 disabled and enabled, as well as for preemption and from a time
30 a task is woken to the task is actually scheduled in.
31
32 One of the most common uses of ftrace is the event tracing.
33 Throughout the kernel is hundreds of static event points that
34 can be enabled via the tracefs file system to see what is
35 going on in certain parts of the kernel.
36
37 See events.rst for more information.
38
39
40 Implementation Details
41 ----------------------
42
43 See Documentation/trace/ftrace-design.rst for details for arch porters and such.
44
45
46 The File System
47 ---------------
48
49 Ftrace uses the tracefs file system to hold the control files as
50 well as the files to display output.
51
52 When tracefs is configured into the kernel (which selecting any ftrace
53 option will do) the directory /sys/kernel/tracing will be created. To mount
54 this directory, you can add to your /etc/fstab file::
55
56  tracefs       /sys/kernel/tracing       tracefs defaults        0       0
57
58 Or you can mount it at run time with::
59
60  mount -t tracefs nodev /sys/kernel/tracing
61
62 For quicker access to that directory you may want to make a soft link to
63 it::
64
65  ln -s /sys/kernel/tracing /tracing
66
67 .. attention::
68
69   Before 4.1, all ftrace tracing control files were within the debugfs
70   file system, which is typically located at /sys/kernel/debug/tracing.
71   For backward compatibility, when mounting the debugfs file system,
72   the tracefs file system will be automatically mounted at:
73
74   /sys/kernel/debug/tracing
75
76   All files located in the tracefs file system will be located in that
77   debugfs file system directory as well.
78
79 .. attention::
80
81   Any selected ftrace option will also create the tracefs file system.
82   The rest of the document will assume that you are in the ftrace directory
83   (cd /sys/kernel/tracing) and will only concentrate on the files within that
84   directory and not distract from the content with the extended
85   "/sys/kernel/tracing" path name.
86
87 That's it! (assuming that you have ftrace configured into your kernel)
88
89 After mounting tracefs you will have access to the control and output files
90 of ftrace. Here is a list of some of the key files:
91
92
93  Note: all time values are in microseconds.
94
95   current_tracer:
96
97         This is used to set or display the current tracer
98         that is configured. Changing the current tracer clears
99         the ring buffer content as well as the "snapshot" buffer.
100
101   available_tracers:
102
103         This holds the different types of tracers that
104         have been compiled into the kernel. The
105         tracers listed here can be configured by
106         echoing their name into current_tracer.
107
108   tracing_on:
109
110         This sets or displays whether writing to the trace
111         ring buffer is enabled. Echo 0 into this file to disable
112         the tracer or 1 to enable it. Note, this only disables
113         writing to the ring buffer, the tracing overhead may
114         still be occurring.
115
116         The kernel function tracing_off() can be used within the
117         kernel to disable writing to the ring buffer, which will
118         set this file to "0". User space can re-enable tracing by
119         echoing "1" into the file.
120
121         Note, the function and event trigger "traceoff" will also
122         set this file to zero and stop tracing. Which can also
123         be re-enabled by user space using this file.
124
125   trace:
126
127         This file holds the output of the trace in a human
128         readable format (described below). Opening this file for
129         writing with the O_TRUNC flag clears the ring buffer content.
130         Note, this file is not a consumer. If tracing is off
131         (no tracer running, or tracing_on is zero), it will produce
132         the same output each time it is read. When tracing is on,
133         it may produce inconsistent results as it tries to read
134         the entire buffer without consuming it.
135
136   trace_pipe:
137
138         The output is the same as the "trace" file but this
139         file is meant to be streamed with live tracing.
140         Reads from this file will block until new data is
141         retrieved.  Unlike the "trace" file, this file is a
142         consumer. This means reading from this file causes
143         sequential reads to display more current data. Once
144         data is read from this file, it is consumed, and
145         will not be read again with a sequential read. The
146         "trace" file is static, and if the tracer is not
147         adding more data, it will display the same
148         information every time it is read.
149
150   trace_options:
151
152         This file lets the user control the amount of data
153         that is displayed in one of the above output
154         files. Options also exist to modify how a tracer
155         or events work (stack traces, timestamps, etc).
156
157   options:
158
159         This is a directory that has a file for every available
160         trace option (also in trace_options). Options may also be set
161         or cleared by writing a "1" or "0" respectively into the
162         corresponding file with the option name.
163
164   tracing_max_latency:
165
166         Some of the tracers record the max latency.
167         For example, the maximum time that interrupts are disabled.
168         The maximum time is saved in this file. The max trace will also be
169         stored, and displayed by "trace". A new max trace will only be
170         recorded if the latency is greater than the value in this file
171         (in microseconds).
172
173         By echoing in a time into this file, no latency will be recorded
174         unless it is greater than the time in this file.
175
176   tracing_thresh:
177
178         Some latency tracers will record a trace whenever the
179         latency is greater than the number in this file.
180         Only active when the file contains a number greater than 0.
181         (in microseconds)
182
183   buffer_percent:
184
185         This is the watermark for how much the ring buffer needs to be filled
186         before a waiter is woken up. That is, if an application calls a
187         blocking read syscall on one of the per_cpu trace_pipe_raw files, it
188         will block until the given amount of data specified by buffer_percent
189         is in the ring buffer before it wakes the reader up. This also
190         controls how the splice system calls are blocked on this file::
191
192           0   - means to wake up as soon as there is any data in the ring buffer.
193           50  - means to wake up when roughly half of the ring buffer sub-buffers
194                 are full.
195           100 - means to block until the ring buffer is totally full and is
196                 about to start overwriting the older data.
197
198   buffer_size_kb:
199
200         This sets or displays the number of kilobytes each CPU
201         buffer holds. By default, the trace buffers are the same size
202         for each CPU. The displayed number is the size of the
203         CPU buffer and not total size of all buffers. The
204         trace buffers are allocated in pages (blocks of memory
205         that the kernel uses for allocation, usually 4 KB in size).
206         A few extra pages may be allocated to accommodate buffer management
207         meta-data. If the last page allocated has room for more bytes
208         than requested, the rest of the page will be used,
209         making the actual allocation bigger than requested or shown.
210         ( Note, the size may not be a multiple of the page size
211         due to buffer management meta-data. )
212
213         Buffer sizes for individual CPUs may vary
214         (see "per_cpu/cpu0/buffer_size_kb" below), and if they do
215         this file will show "X".
216
217   buffer_total_size_kb:
218
219         This displays the total combined size of all the trace buffers.
220
221   buffer_subbuf_size_kb:
222
223         This sets or displays the sub buffer size. The ring buffer is broken up
224         into several same size "sub buffers". An event can not be bigger than
225         the size of the sub buffer. Normally, the sub buffer is the size of the
226         architecture's page (4K on x86). The sub buffer also contains meta data
227         at the start which also limits the size of an event.  That means when
228         the sub buffer is a page size, no event can be larger than the page
229         size minus the sub buffer meta data.
230
231         Note, the buffer_subbuf_size_kb is a way for the user to specify the
232         minimum size of the subbuffer. The kernel may make it bigger due to the
233         implementation details, or simply fail the operation if the kernel can
234         not handle the request.
235
236         Changing the sub buffer size allows for events to be larger than the
237         page size.
238
239         Note: When changing the sub-buffer size, tracing is stopped and any
240         data in the ring buffer and the snapshot buffer will be discarded.
241
242   free_buffer:
243
244         If a process is performing tracing, and the ring buffer should be
245         shrunk "freed" when the process is finished, even if it were to be
246         killed by a signal, this file can be used for that purpose. On close
247         of this file, the ring buffer will be resized to its minimum size.
248         Having a process that is tracing also open this file, when the process
249         exits its file descriptor for this file will be closed, and in doing so,
250         the ring buffer will be "freed".
251
252         It may also stop tracing if disable_on_free option is set.
253
254   tracing_cpumask:
255
256         This is a mask that lets the user only trace on specified CPUs.
257         The format is a hex string representing the CPUs.
258
259   set_ftrace_filter:
260
261         When dynamic ftrace is configured in (see the
262         section below "dynamic ftrace"), the code is dynamically
263         modified (code text rewrite) to disable calling of the
264         function profiler (mcount). This lets tracing be configured
265         in with practically no overhead in performance.  This also
266         has a side effect of enabling or disabling specific functions
267         to be traced. Echoing names of functions into this file
268         will limit the trace to only those functions.
269         This influences the tracers "function" and "function_graph"
270         and thus also function profiling (see "function_profile_enabled").
271
272         The functions listed in "available_filter_functions" are what
273         can be written into this file.
274
275         This interface also allows for commands to be used. See the
276         "Filter commands" section for more details.
277
278         As a speed up, since processing strings can be quite expensive
279         and requires a check of all functions registered to tracing, instead
280         an index can be written into this file. A number (starting with "1")
281         written will instead select the same corresponding at the line position
282         of the "available_filter_functions" file.
283
284   set_ftrace_notrace:
285
286         This has an effect opposite to that of
287         set_ftrace_filter. Any function that is added here will not
288         be traced. If a function exists in both set_ftrace_filter
289         and set_ftrace_notrace, the function will _not_ be traced.
290
291   set_ftrace_pid:
292
293         Have the function tracer only trace the threads whose PID are
294         listed in this file.
295
296         If the "function-fork" option is set, then when a task whose
297         PID is listed in this file forks, the child's PID will
298         automatically be added to this file, and the child will be
299         traced by the function tracer as well. This option will also
300         cause PIDs of tasks that exit to be removed from the file.
301
302   set_ftrace_notrace_pid:
303
304         Have the function tracer ignore threads whose PID are listed in
305         this file.
306
307         If the "function-fork" option is set, then when a task whose
308         PID is listed in this file forks, the child's PID will
309         automatically be added to this file, and the child will not be
310         traced by the function tracer as well. This option will also
311         cause PIDs of tasks that exit to be removed from the file.
312
313         If a PID is in both this file and "set_ftrace_pid", then this
314         file takes precedence, and the thread will not be traced.
315
316   set_event_pid:
317
318         Have the events only trace a task with a PID listed in this file.
319         Note, sched_switch and sched_wake_up will also trace events
320         listed in this file.
321
322         To have the PIDs of children of tasks with their PID in this file
323         added on fork, enable the "event-fork" option. That option will also
324         cause the PIDs of tasks to be removed from this file when the task
325         exits.
326
327   set_event_notrace_pid:
328
329         Have the events not trace a task with a PID listed in this file.
330         Note, sched_switch and sched_wakeup will trace threads not listed
331         in this file, even if a thread's PID is in the file if the
332         sched_switch or sched_wakeup events also trace a thread that should
333         be traced.
334
335         To have the PIDs of children of tasks with their PID in this file
336         added on fork, enable the "event-fork" option. That option will also
337         cause the PIDs of tasks to be removed from this file when the task
338         exits.
339
340   set_graph_function:
341
342         Functions listed in this file will cause the function graph
343         tracer to only trace these functions and the functions that
344         they call. (See the section "dynamic ftrace" for more details).
345         Note, set_ftrace_filter and set_ftrace_notrace still affects
346         what functions are being traced.
347
348   set_graph_notrace:
349
350         Similar to set_graph_function, but will disable function graph
351         tracing when the function is hit until it exits the function.
352         This makes it possible to ignore tracing functions that are called
353         by a specific function.
354
355   available_filter_functions:
356
357         This lists the functions that ftrace has processed and can trace.
358         These are the function names that you can pass to
359         "set_ftrace_filter", "set_ftrace_notrace",
360         "set_graph_function", or "set_graph_notrace".
361         (See the section "dynamic ftrace" below for more details.)
362
363   available_filter_functions_addrs:
364
365         Similar to available_filter_functions, but with address displayed
366         for each function. The displayed address is the patch-site address
367         and can differ from /proc/kallsyms address.
368
369   dyn_ftrace_total_info:
370
371         This file is for debugging purposes. The number of functions that
372         have been converted to nops and are available to be traced.
373
374   enabled_functions:
375
376         This file is more for debugging ftrace, but can also be useful
377         in seeing if any function has a callback attached to it.
378         Not only does the trace infrastructure use ftrace function
379         trace utility, but other subsystems might too. This file
380         displays all functions that have a callback attached to them
381         as well as the number of callbacks that have been attached.
382         Note, a callback may also call multiple functions which will
383         not be listed in this count.
384
385         If the callback registered to be traced by a function with
386         the "save regs" attribute (thus even more overhead), a 'R'
387         will be displayed on the same line as the function that
388         is returning registers.
389
390         If the callback registered to be traced by a function with
391         the "ip modify" attribute (thus the regs->ip can be changed),
392         an 'I' will be displayed on the same line as the function that
393         can be overridden.
394
395         If a non ftrace trampoline is attached (BPF) a 'D' will be displayed.
396         Note, normal ftrace trampolines can also be attached, but only one
397         "direct" trampoline can be attached to a given function at a time.
398
399         Some architectures can not call direct trampolines, but instead have
400         the ftrace ops function located above the function entry point. In
401         such cases an 'O' will be displayed.
402
403         If a function had either the "ip modify" or a "direct" call attached to
404         it in the past, a 'M' will be shown. This flag is never cleared. It is
405         used to know if a function was every modified by the ftrace infrastructure,
406         and can be used for debugging.
407
408         If the architecture supports it, it will also show what callback
409         is being directly called by the function. If the count is greater
410         than 1 it most likely will be ftrace_ops_list_func().
411
412         If the callback of a function jumps to a trampoline that is
413         specific to the callback and which is not the standard trampoline,
414         its address will be printed as well as the function that the
415         trampoline calls.
416
417   touched_functions:
418
419         This file contains all the functions that ever had a function callback
420         to it via the ftrace infrastructure. It has the same format as
421         enabled_functions but shows all functions that have every been
422         traced.
423
424         To see any function that has every been modified by "ip modify" or a
425         direct trampoline, one can perform the following command:
426
427         grep ' M ' /sys/kernel/tracing/touched_functions
428
429   function_profile_enabled:
430
431         When set it will enable all functions with either the function
432         tracer, or if configured, the function graph tracer. It will
433         keep a histogram of the number of functions that were called
434         and if the function graph tracer was configured, it will also keep
435         track of the time spent in those functions. The histogram
436         content can be displayed in the files:
437
438         trace_stat/function<cpu> ( function0, function1, etc).
439
440   trace_stat:
441
442         A directory that holds different tracing stats.
443
444   kprobe_events:
445
446         Enable dynamic trace points. See kprobetrace.rst.
447
448   kprobe_profile:
449
450         Dynamic trace points stats. See kprobetrace.rst.
451
452   max_graph_depth:
453
454         Used with the function graph tracer. This is the max depth
455         it will trace into a function. Setting this to a value of
456         one will show only the first kernel function that is called
457         from user space.
458
459   printk_formats:
460
461         This is for tools that read the raw format files. If an event in
462         the ring buffer references a string, only a pointer to the string
463         is recorded into the buffer and not the string itself. This prevents
464         tools from knowing what that string was. This file displays the string
465         and address for the string allowing tools to map the pointers to what
466         the strings were.
467
468   saved_cmdlines:
469
470         Only the pid of the task is recorded in a trace event unless
471         the event specifically saves the task comm as well. Ftrace
472         makes a cache of pid mappings to comms to try to display
473         comms for events. If a pid for a comm is not listed, then
474         "<...>" is displayed in the output.
475
476         If the option "record-cmd" is set to "0", then comms of tasks
477         will not be saved during recording. By default, it is enabled.
478
479   saved_cmdlines_size:
480
481         By default, 128 comms are saved (see "saved_cmdlines" above). To
482         increase or decrease the amount of comms that are cached, echo
483         the number of comms to cache into this file.
484
485   saved_tgids:
486
487         If the option "record-tgid" is set, on each scheduling context switch
488         the Task Group ID of a task is saved in a table mapping the PID of
489         the thread to its TGID. By default, the "record-tgid" option is
490         disabled.
491
492   snapshot:
493
494         This displays the "snapshot" buffer and also lets the user
495         take a snapshot of the current running trace.
496         See the "Snapshot" section below for more details.
497
498   stack_max_size:
499
500         When the stack tracer is activated, this will display the
501         maximum stack size it has encountered.
502         See the "Stack Trace" section below.
503
504   stack_trace:
505
506         This displays the stack back trace of the largest stack
507         that was encountered when the stack tracer is activated.
508         See the "Stack Trace" section below.
509
510   stack_trace_filter:
511
512         This is similar to "set_ftrace_filter" but it limits what
513         functions the stack tracer will check.
514
515   trace_clock:
516
517         Whenever an event is recorded into the ring buffer, a
518         "timestamp" is added. This stamp comes from a specified
519         clock. By default, ftrace uses the "local" clock. This
520         clock is very fast and strictly per cpu, but on some
521         systems it may not be monotonic with respect to other
522         CPUs. In other words, the local clocks may not be in sync
523         with local clocks on other CPUs.
524
525         Usual clocks for tracing::
526
527           # cat trace_clock
528           [local] global counter x86-tsc
529
530         The clock with the square brackets around it is the one in effect.
531
532         local:
533                 Default clock, but may not be in sync across CPUs
534
535         global:
536                 This clock is in sync with all CPUs but may
537                 be a bit slower than the local clock.
538
539         counter:
540                 This is not a clock at all, but literally an atomic
541                 counter. It counts up one by one, but is in sync
542                 with all CPUs. This is useful when you need to
543                 know exactly the order events occurred with respect to
544                 each other on different CPUs.
545
546         uptime:
547                 This uses the jiffies counter and the time stamp
548                 is relative to the time since boot up.
549
550         perf:
551                 This makes ftrace use the same clock that perf uses.
552                 Eventually perf will be able to read ftrace buffers
553                 and this will help out in interleaving the data.
554
555         x86-tsc:
556                 Architectures may define their own clocks. For
557                 example, x86 uses its own TSC cycle clock here.
558
559         ppc-tb:
560                 This uses the powerpc timebase register value.
561                 This is in sync across CPUs and can also be used
562                 to correlate events across hypervisor/guest if
563                 tb_offset is known.
564
565         mono:
566                 This uses the fast monotonic clock (CLOCK_MONOTONIC)
567                 which is monotonic and is subject to NTP rate adjustments.
568
569         mono_raw:
570                 This is the raw monotonic clock (CLOCK_MONOTONIC_RAW)
571                 which is monotonic but is not subject to any rate adjustments
572                 and ticks at the same rate as the hardware clocksource.
573
574         boot:
575                 This is the boot clock (CLOCK_BOOTTIME) and is based on the
576                 fast monotonic clock, but also accounts for time spent in
577                 suspend. Since the clock access is designed for use in
578                 tracing in the suspend path, some side effects are possible
579                 if clock is accessed after the suspend time is accounted before
580                 the fast mono clock is updated. In this case, the clock update
581                 appears to happen slightly sooner than it normally would have.
582                 Also on 32-bit systems, it's possible that the 64-bit boot offset
583                 sees a partial update. These effects are rare and post
584                 processing should be able to handle them. See comments in the
585                 ktime_get_boot_fast_ns() function for more information.
586
587         tai:
588                 This is the tai clock (CLOCK_TAI) and is derived from the wall-
589                 clock time. However, this clock does not experience
590                 discontinuities and backwards jumps caused by NTP inserting leap
591                 seconds. Since the clock access is designed for use in tracing,
592                 side effects are possible. The clock access may yield wrong
593                 readouts in case the internal TAI offset is updated e.g., caused
594                 by setting the system time or using adjtimex() with an offset.
595                 These effects are rare and post processing should be able to
596                 handle them. See comments in the ktime_get_tai_fast_ns()
597                 function for more information.
598
599         To set a clock, simply echo the clock name into this file::
600
601           # echo global > trace_clock
602
603         Setting a clock clears the ring buffer content as well as the
604         "snapshot" buffer.
605
606   trace_marker:
607
608         This is a very useful file for synchronizing user space
609         with events happening in the kernel. Writing strings into
610         this file will be written into the ftrace buffer.
611
612         It is useful in applications to open this file at the start
613         of the application and just reference the file descriptor
614         for the file::
615
616                 void trace_write(const char *fmt, ...)
617                 {
618                         va_list ap;
619                         char buf[256];
620                         int n;
621
622                         if (trace_fd < 0)
623                                 return;
624
625                         va_start(ap, fmt);
626                         n = vsnprintf(buf, 256, fmt, ap);
627                         va_end(ap);
628
629                         write(trace_fd, buf, n);
630                 }
631
632         start::
633
634                 trace_fd = open("trace_marker", O_WRONLY);
635
636         Note: Writing into the trace_marker file can also initiate triggers
637               that are written into /sys/kernel/tracing/events/ftrace/print/trigger
638               See "Event triggers" in Documentation/trace/events.rst and an
639               example in Documentation/trace/histogram.rst (Section 3.)
640
641   trace_marker_raw:
642
643         This is similar to trace_marker above, but is meant for binary data
644         to be written to it, where a tool can be used to parse the data
645         from trace_pipe_raw.
646
647   uprobe_events:
648
649         Add dynamic tracepoints in programs.
650         See uprobetracer.rst
651
652   uprobe_profile:
653
654         Uprobe statistics. See uprobetrace.txt
655
656   instances:
657
658         This is a way to make multiple trace buffers where different
659         events can be recorded in different buffers.
660         See "Instances" section below.
661
662   events:
663
664         This is the trace event directory. It holds event tracepoints
665         (also known as static tracepoints) that have been compiled
666         into the kernel. It shows what event tracepoints exist
667         and how they are grouped by system. There are "enable"
668         files at various levels that can enable the tracepoints
669         when a "1" is written to them.
670
671         See events.rst for more information.
672
673   set_event:
674
675         By echoing in the event into this file, will enable that event.
676
677         See events.rst for more information.
678
679   available_events:
680
681         A list of events that can be enabled in tracing.
682
683         See events.rst for more information.
684
685   timestamp_mode:
686
687         Certain tracers may change the timestamp mode used when
688         logging trace events into the event buffer.  Events with
689         different modes can coexist within a buffer but the mode in
690         effect when an event is logged determines which timestamp mode
691         is used for that event.  The default timestamp mode is
692         'delta'.
693
694         Usual timestamp modes for tracing:
695
696           # cat timestamp_mode
697           [delta] absolute
698
699           The timestamp mode with the square brackets around it is the
700           one in effect.
701
702           delta: Default timestamp mode - timestamp is a delta against
703                  a per-buffer timestamp.
704
705           absolute: The timestamp is a full timestamp, not a delta
706                  against some other value.  As such it takes up more
707                  space and is less efficient.
708
709   hwlat_detector:
710
711         Directory for the Hardware Latency Detector.
712         See "Hardware Latency Detector" section below.
713
714   per_cpu:
715
716         This is a directory that contains the trace per_cpu information.
717
718   per_cpu/cpu0/buffer_size_kb:
719
720         The ftrace buffer is defined per_cpu. That is, there's a separate
721         buffer for each CPU to allow writes to be done atomically,
722         and free from cache bouncing. These buffers may have different
723         size buffers. This file is similar to the buffer_size_kb
724         file, but it only displays or sets the buffer size for the
725         specific CPU. (here cpu0).
726
727   per_cpu/cpu0/trace:
728
729         This is similar to the "trace" file, but it will only display
730         the data specific for the CPU. If written to, it only clears
731         the specific CPU buffer.
732
733   per_cpu/cpu0/trace_pipe
734
735         This is similar to the "trace_pipe" file, and is a consuming
736         read, but it will only display (and consume) the data specific
737         for the CPU.
738
739   per_cpu/cpu0/trace_pipe_raw
740
741         For tools that can parse the ftrace ring buffer binary format,
742         the trace_pipe_raw file can be used to extract the data
743         from the ring buffer directly. With the use of the splice()
744         system call, the buffer data can be quickly transferred to
745         a file or to the network where a server is collecting the
746         data.
747
748         Like trace_pipe, this is a consuming reader, where multiple
749         reads will always produce different data.
750
751   per_cpu/cpu0/snapshot:
752
753         This is similar to the main "snapshot" file, but will only
754         snapshot the current CPU (if supported). It only displays
755         the content of the snapshot for a given CPU, and if
756         written to, only clears this CPU buffer.
757
758   per_cpu/cpu0/snapshot_raw:
759
760         Similar to the trace_pipe_raw, but will read the binary format
761         from the snapshot buffer for the given CPU.
762
763   per_cpu/cpu0/stats:
764
765         This displays certain stats about the ring buffer:
766
767         entries:
768                 The number of events that are still in the buffer.
769
770         overrun:
771                 The number of lost events due to overwriting when
772                 the buffer was full.
773
774         commit overrun:
775                 Should always be zero.
776                 This gets set if so many events happened within a nested
777                 event (ring buffer is re-entrant), that it fills the
778                 buffer and starts dropping events.
779
780         bytes:
781                 Bytes actually read (not overwritten).
782
783         oldest event ts:
784                 The oldest timestamp in the buffer
785
786         now ts:
787                 The current timestamp
788
789         dropped events:
790                 Events lost due to overwrite option being off.
791
792         read events:
793                 The number of events read.
794
795 The Tracers
796 -----------
797
798 Here is the list of current tracers that may be configured.
799
800   "function"
801
802         Function call tracer to trace all kernel functions.
803
804   "function_graph"
805
806         Similar to the function tracer except that the
807         function tracer probes the functions on their entry
808         whereas the function graph tracer traces on both entry
809         and exit of the functions. It then provides the ability
810         to draw a graph of function calls similar to C code
811         source.
812
813   "blk"
814
815         The block tracer. The tracer used by the blktrace user
816         application.
817
818   "hwlat"
819
820         The Hardware Latency tracer is used to detect if the hardware
821         produces any latency. See "Hardware Latency Detector" section
822         below.
823
824   "irqsoff"
825
826         Traces the areas that disable interrupts and saves
827         the trace with the longest max latency.
828         See tracing_max_latency. When a new max is recorded,
829         it replaces the old trace. It is best to view this
830         trace with the latency-format option enabled, which
831         happens automatically when the tracer is selected.
832
833   "preemptoff"
834
835         Similar to irqsoff but traces and records the amount of
836         time for which preemption is disabled.
837
838   "preemptirqsoff"
839
840         Similar to irqsoff and preemptoff, but traces and
841         records the largest time for which irqs and/or preemption
842         is disabled.
843
844   "wakeup"
845
846         Traces and records the max latency that it takes for
847         the highest priority task to get scheduled after
848         it has been woken up.
849         Traces all tasks as an average developer would expect.
850
851   "wakeup_rt"
852
853         Traces and records the max latency that it takes for just
854         RT tasks (as the current "wakeup" does). This is useful
855         for those interested in wake up timings of RT tasks.
856
857   "wakeup_dl"
858
859         Traces and records the max latency that it takes for
860         a SCHED_DEADLINE task to be woken (as the "wakeup" and
861         "wakeup_rt" does).
862
863   "mmiotrace"
864
865         A special tracer that is used to trace binary module.
866         It will trace all the calls that a module makes to the
867         hardware. Everything it writes and reads from the I/O
868         as well.
869
870   "branch"
871
872         This tracer can be configured when tracing likely/unlikely
873         calls within the kernel. It will trace when a likely and
874         unlikely branch is hit and if it was correct in its prediction
875         of being correct.
876
877   "nop"
878
879         This is the "trace nothing" tracer. To remove all
880         tracers from tracing simply echo "nop" into
881         current_tracer.
882
883 Error conditions
884 ----------------
885
886   For most ftrace commands, failure modes are obvious and communicated
887   using standard return codes.
888
889   For other more involved commands, extended error information may be
890   available via the tracing/error_log file.  For the commands that
891   support it, reading the tracing/error_log file after an error will
892   display more detailed information about what went wrong, if
893   information is available.  The tracing/error_log file is a circular
894   error log displaying a small number (currently, 8) of ftrace errors
895   for the last (8) failed commands.
896
897   The extended error information and usage takes the form shown in
898   this example::
899
900     # echo xxx > /sys/kernel/tracing/events/sched/sched_wakeup/trigger
901     echo: write error: Invalid argument
902
903     # cat /sys/kernel/tracing/error_log
904     [ 5348.887237] location: error: Couldn't yyy: zzz
905       Command: xxx
906                ^
907     [ 7517.023364] location: error: Bad rrr: sss
908       Command: ppp qqq
909                    ^
910
911   To clear the error log, echo the empty string into it::
912
913     # echo > /sys/kernel/tracing/error_log
914
915 Examples of using the tracer
916 ----------------------------
917
918 Here are typical examples of using the tracers when controlling
919 them only with the tracefs interface (without using any
920 user-land utilities).
921
922 Output format:
923 --------------
924
925 Here is an example of the output format of the file "trace"::
926
927   # tracer: function
928   #
929   # entries-in-buffer/entries-written: 140080/250280   #P:4
930   #
931   #                              _-----=> irqs-off
932   #                             / _----=> need-resched
933   #                            | / _---=> hardirq/softirq
934   #                            || / _--=> preempt-depth
935   #                            ||| /     delay
936   #           TASK-PID   CPU#  ||||    TIMESTAMP  FUNCTION
937   #              | |       |   ||||       |         |
938               bash-1977  [000] .... 17284.993652: sys_close <-system_call_fastpath
939               bash-1977  [000] .... 17284.993653: __close_fd <-sys_close
940               bash-1977  [000] .... 17284.993653: _raw_spin_lock <-__close_fd
941               sshd-1974  [003] .... 17284.993653: __srcu_read_unlock <-fsnotify
942               bash-1977  [000] .... 17284.993654: add_preempt_count <-_raw_spin_lock
943               bash-1977  [000] ...1 17284.993655: _raw_spin_unlock <-__close_fd
944               bash-1977  [000] ...1 17284.993656: sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock
945               bash-1977  [000] .... 17284.993657: filp_close <-__close_fd
946               bash-1977  [000] .... 17284.993657: dnotify_flush <-filp_close
947               sshd-1974  [003] .... 17284.993658: sys_select <-system_call_fastpath
948               ....
949
950 A header is printed with the tracer name that is represented by
951 the trace. In this case the tracer is "function". Then it shows the
952 number of events in the buffer as well as the total number of entries
953 that were written. The difference is the number of entries that were
954 lost due to the buffer filling up (250280 - 140080 = 110200 events
955 lost).
956
957 The header explains the content of the events. Task name "bash", the task
958 PID "1977", the CPU that it was running on "000", the latency format
959 (explained below), the timestamp in <secs>.<usecs> format, the
960 function name that was traced "sys_close" and the parent function that
961 called this function "system_call_fastpath". The timestamp is the time
962 at which the function was entered.
963
964 Latency trace format
965 --------------------
966
967 When the latency-format option is enabled or when one of the latency
968 tracers is set, the trace file gives somewhat more information to see
969 why a latency happened. Here is a typical trace::
970
971   # tracer: irqsoff
972   #
973   # irqsoff latency trace v1.1.5 on 3.8.0-test+
974   # --------------------------------------------------------------------
975   # latency: 259 us, #4/4, CPU#2 | (M:preempt VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
976   #    -----------------
977   #    | task: ps-6143 (uid:0 nice:0 policy:0 rt_prio:0)
978   #    -----------------
979   #  => started at: __lock_task_sighand
980   #  => ended at:   _raw_spin_unlock_irqrestore
981   #
982   #
983   #                  _------=> CPU#            
984   #                 / _-----=> irqs-off        
985   #                | / _----=> need-resched    
986   #                || / _---=> hardirq/softirq 
987   #                ||| / _--=> preempt-depth   
988   #                |||| /     delay             
989   #  cmd     pid   ||||| time  |   caller      
990   #     \   /      |||||  \    |   /           
991         ps-6143    2d...    0us!: trace_hardirqs_off <-__lock_task_sighand
992         ps-6143    2d..1  259us+: trace_hardirqs_on <-_raw_spin_unlock_irqrestore
993         ps-6143    2d..1  263us+: time_hardirqs_on <-_raw_spin_unlock_irqrestore
994         ps-6143    2d..1  306us : <stack trace>
995    => trace_hardirqs_on_caller
996    => trace_hardirqs_on
997    => _raw_spin_unlock_irqrestore
998    => do_task_stat
999    => proc_tgid_stat
1000    => proc_single_show
1001    => seq_read
1002    => vfs_read
1003    => sys_read
1004    => system_call_fastpath
1005
1006
1007 This shows that the current tracer is "irqsoff" tracing the time
1008 for which interrupts were disabled. It gives the trace version (which
1009 never changes) and the version of the kernel upon which this was executed on
1010 (3.8). Then it displays the max latency in microseconds (259 us). The number
1011 of trace entries displayed and the total number (both are four: #4/4).
1012 VP, KP, SP, and HP are always zero and are reserved for later use.
1013 #P is the number of online CPUs (#P:4).
1014
1015 The task is the process that was running when the latency
1016 occurred. (ps pid: 6143).
1017
1018 The start and stop (the functions in which the interrupts were
1019 disabled and enabled respectively) that caused the latencies:
1020
1021   - __lock_task_sighand is where the interrupts were disabled.
1022   - _raw_spin_unlock_irqrestore is where they were enabled again.
1023
1024 The next lines after the header are the trace itself. The header
1025 explains which is which.
1026
1027   cmd: The name of the process in the trace.
1028
1029   pid: The PID of that process.
1030
1031   CPU#: The CPU which the process was running on.
1032
1033   irqs-off: 'd' interrupts are disabled. '.' otherwise.
1034         .. caution:: If the architecture does not support a way to
1035                 read the irq flags variable, an 'X' will always
1036                 be printed here.
1037
1038   need-resched:
1039         - 'N' both TIF_NEED_RESCHED and PREEMPT_NEED_RESCHED is set,
1040         - 'n' only TIF_NEED_RESCHED is set,
1041         - 'p' only PREEMPT_NEED_RESCHED is set,
1042         - '.' otherwise.
1043
1044   hardirq/softirq:
1045         - 'Z' - NMI occurred inside a hardirq
1046         - 'z' - NMI is running
1047         - 'H' - hard irq occurred inside a softirq.
1048         - 'h' - hard irq is running
1049         - 's' - soft irq is running
1050         - '.' - normal context.
1051
1052   preempt-depth: The level of preempt_disabled
1053
1054 The above is mostly meaningful for kernel developers.
1055
1056   time:
1057         When the latency-format option is enabled, the trace file
1058         output includes a timestamp relative to the start of the
1059         trace. This differs from the output when latency-format
1060         is disabled, which includes an absolute timestamp.
1061
1062   delay:
1063         This is just to help catch your eye a bit better. And
1064         needs to be fixed to be only relative to the same CPU.
1065         The marks are determined by the difference between this
1066         current trace and the next trace.
1067
1068           - '$' - greater than 1 second
1069           - '@' - greater than 100 millisecond
1070           - '*' - greater than 10 millisecond
1071           - '#' - greater than 1000 microsecond
1072           - '!' - greater than 100 microsecond
1073           - '+' - greater than 10 microsecond
1074           - ' ' - less than or equal to 10 microsecond.
1075
1076   The rest is the same as the 'trace' file.
1077
1078   Note, the latency tracers will usually end with a back trace
1079   to easily find where the latency occurred.
1080
1081 trace_options
1082 -------------
1083
1084 The trace_options file (or the options directory) is used to control
1085 what gets printed in the trace output, or manipulate the tracers.
1086 To see what is available, simply cat the file::
1087
1088   cat trace_options
1089         print-parent
1090         nosym-offset
1091         nosym-addr
1092         noverbose
1093         noraw
1094         nohex
1095         nobin
1096         noblock
1097         nofields
1098         trace_printk
1099         annotate
1100         nouserstacktrace
1101         nosym-userobj
1102         noprintk-msg-only
1103         context-info
1104         nolatency-format
1105         record-cmd
1106         norecord-tgid
1107         overwrite
1108         nodisable_on_free
1109         irq-info
1110         markers
1111         noevent-fork
1112         function-trace
1113         nofunction-fork
1114         nodisplay-graph
1115         nostacktrace
1116         nobranch
1117
1118 To disable one of the options, echo in the option prepended with
1119 "no"::
1120
1121   echo noprint-parent > trace_options
1122
1123 To enable an option, leave off the "no"::
1124
1125   echo sym-offset > trace_options
1126
1127 Here are the available options:
1128
1129   print-parent
1130         On function traces, display the calling (parent)
1131         function as well as the function being traced.
1132         ::
1133
1134           print-parent:
1135            bash-4000  [01]  1477.606694: simple_strtoul <-kstrtoul
1136
1137           noprint-parent:
1138            bash-4000  [01]  1477.606694: simple_strtoul
1139
1140
1141   sym-offset
1142         Display not only the function name, but also the
1143         offset in the function. For example, instead of
1144         seeing just "ktime_get", you will see
1145         "ktime_get+0xb/0x20".
1146         ::
1147
1148           sym-offset:
1149            bash-4000  [01]  1477.606694: simple_strtoul+0x6/0xa0
1150
1151   sym-addr
1152         This will also display the function address as well
1153         as the function name.
1154         ::
1155
1156           sym-addr:
1157            bash-4000  [01]  1477.606694: simple_strtoul <c0339346>
1158
1159   verbose
1160         This deals with the trace file when the
1161         latency-format option is enabled.
1162         ::
1163
1164             bash  4000 1 0 00000000 00010a95 [58127d26] 1720.415ms \
1165             (+0.000ms): simple_strtoul (kstrtoul)
1166
1167   raw
1168         This will display raw numbers. This option is best for
1169         use with user applications that can translate the raw
1170         numbers better than having it done in the kernel.
1171
1172   hex
1173         Similar to raw, but the numbers will be in a hexadecimal format.
1174
1175   bin
1176         This will print out the formats in raw binary.
1177
1178   block
1179         When set, reading trace_pipe will not block when polled.
1180
1181   fields
1182         Print the fields as described by their types. This is a better
1183         option than using hex, bin or raw, as it gives a better parsing
1184         of the content of the event.
1185
1186   trace_printk
1187         Can disable trace_printk() from writing into the buffer.
1188
1189   annotate
1190         It is sometimes confusing when the CPU buffers are full
1191         and one CPU buffer had a lot of events recently, thus
1192         a shorter time frame, were another CPU may have only had
1193         a few events, which lets it have older events. When
1194         the trace is reported, it shows the oldest events first,
1195         and it may look like only one CPU ran (the one with the
1196         oldest events). When the annotate option is set, it will
1197         display when a new CPU buffer started::
1198
1199                           <idle>-0     [001] dNs4 21169.031481: wake_up_idle_cpu <-add_timer_on
1200                           <idle>-0     [001] dNs4 21169.031482: _raw_spin_unlock_irqrestore <-add_timer_on
1201                           <idle>-0     [001] .Ns4 21169.031484: sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock_irqrestore
1202                 ##### CPU 2 buffer started ####
1203                           <idle>-0     [002] .N.1 21169.031484: rcu_idle_exit <-cpu_idle
1204                           <idle>-0     [001] .Ns3 21169.031484: _raw_spin_unlock <-clocksource_watchdog
1205                           <idle>-0     [001] .Ns3 21169.031485: sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock
1206
1207   userstacktrace
1208         This option changes the trace. It records a
1209         stacktrace of the current user space thread after
1210         each trace event.
1211
1212   sym-userobj
1213         when user stacktrace are enabled, look up which
1214         object the address belongs to, and print a
1215         relative address. This is especially useful when
1216         ASLR is on, otherwise you don't get a chance to
1217         resolve the address to object/file/line after
1218         the app is no longer running
1219
1220         The lookup is performed when you read
1221         trace,trace_pipe. Example::
1222
1223                   a.out-1623  [000] 40874.465068: /root/a.out[+0x480] <-/root/a.out[+0
1224                   x494] <- /root/a.out[+0x4a8] <- /lib/libc-2.7.so[+0x1e1a6]
1225
1226
1227   printk-msg-only
1228         When set, trace_printk()s will only show the format
1229         and not their parameters (if trace_bprintk() or
1230         trace_bputs() was used to save the trace_printk()).
1231
1232   context-info
1233         Show only the event data. Hides the comm, PID,
1234         timestamp, CPU, and other useful data.
1235
1236   latency-format
1237         This option changes the trace output. When it is enabled,
1238         the trace displays additional information about the
1239         latency, as described in "Latency trace format".
1240
1241   pause-on-trace
1242         When set, opening the trace file for read, will pause
1243         writing to the ring buffer (as if tracing_on was set to zero).
1244         This simulates the original behavior of the trace file.
1245         When the file is closed, tracing will be enabled again.
1246
1247   hash-ptr
1248         When set, "%p" in the event printk format displays the
1249         hashed pointer value instead of real address.
1250         This will be useful if you want to find out which hashed
1251         value is corresponding to the real value in trace log.
1252
1253   record-cmd
1254         When any event or tracer is enabled, a hook is enabled
1255         in the sched_switch trace point to fill comm cache
1256         with mapped pids and comms. But this may cause some
1257         overhead, and if you only care about pids, and not the
1258         name of the task, disabling this option can lower the
1259         impact of tracing. See "saved_cmdlines".
1260
1261   record-tgid
1262         When any event or tracer is enabled, a hook is enabled
1263         in the sched_switch trace point to fill the cache of
1264         mapped Thread Group IDs (TGID) mapping to pids. See
1265         "saved_tgids".
1266
1267   overwrite
1268         This controls what happens when the trace buffer is
1269         full. If "1" (default), the oldest events are
1270         discarded and overwritten. If "0", then the newest
1271         events are discarded.
1272         (see per_cpu/cpu0/stats for overrun and dropped)
1273
1274   disable_on_free
1275         When the free_buffer is closed, tracing will
1276         stop (tracing_on set to 0).
1277
1278   irq-info
1279         Shows the interrupt, preempt count, need resched data.
1280         When disabled, the trace looks like::
1281
1282                 # tracer: function
1283                 #
1284                 # entries-in-buffer/entries-written: 144405/9452052   #P:4
1285                 #
1286                 #           TASK-PID   CPU#      TIMESTAMP  FUNCTION
1287                 #              | |       |          |         |
1288                           <idle>-0     [002]  23636.756054: ttwu_do_activate.constprop.89 <-try_to_wake_up
1289                           <idle>-0     [002]  23636.756054: activate_task <-ttwu_do_activate.constprop.89
1290                           <idle>-0     [002]  23636.756055: enqueue_task <-activate_task
1291
1292
1293   markers
1294         When set, the trace_marker is writable (only by root).
1295         When disabled, the trace_marker will error with EINVAL
1296         on write.
1297
1298   event-fork
1299         When set, tasks with PIDs listed in set_event_pid will have
1300         the PIDs of their children added to set_event_pid when those
1301         tasks fork. Also, when tasks with PIDs in set_event_pid exit,
1302         their PIDs will be removed from the file.
1303
1304         This affects PIDs listed in set_event_notrace_pid as well.
1305
1306   function-trace
1307         The latency tracers will enable function tracing
1308         if this option is enabled (default it is). When
1309         it is disabled, the latency tracers do not trace
1310         functions. This keeps the overhead of the tracer down
1311         when performing latency tests.
1312
1313   function-fork
1314         When set, tasks with PIDs listed in set_ftrace_pid will
1315         have the PIDs of their children added to set_ftrace_pid
1316         when those tasks fork. Also, when tasks with PIDs in
1317         set_ftrace_pid exit, their PIDs will be removed from the
1318         file.
1319
1320         This affects PIDs in set_ftrace_notrace_pid as well.
1321
1322   display-graph
1323         When set, the latency tracers (irqsoff, wakeup, etc) will
1324         use function graph tracing instead of function tracing.
1325
1326   stacktrace
1327         When set, a stack trace is recorded after any trace event
1328         is recorded.
1329
1330   branch
1331         Enable branch tracing with the tracer. This enables branch
1332         tracer along with the currently set tracer. Enabling this
1333         with the "nop" tracer is the same as just enabling the
1334         "branch" tracer.
1335
1336 .. tip:: Some tracers have their own options. They only appear in this
1337        file when the tracer is active. They always appear in the
1338        options directory.
1339
1340
1341 Here are the per tracer options:
1342
1343 Options for function tracer:
1344
1345   func_stack_trace
1346         When set, a stack trace is recorded after every
1347         function that is recorded. NOTE! Limit the functions
1348         that are recorded before enabling this, with
1349         "set_ftrace_filter" otherwise the system performance
1350         will be critically degraded. Remember to disable
1351         this option before clearing the function filter.
1352
1353 Options for function_graph tracer:
1354
1355  Since the function_graph tracer has a slightly different output
1356  it has its own options to control what is displayed.
1357
1358   funcgraph-overrun
1359         When set, the "overrun" of the graph stack is
1360         displayed after each function traced. The
1361         overrun, is when the stack depth of the calls
1362         is greater than what is reserved for each task.
1363         Each task has a fixed array of functions to
1364         trace in the call graph. If the depth of the
1365         calls exceeds that, the function is not traced.
1366         The overrun is the number of functions missed
1367         due to exceeding this array.
1368
1369   funcgraph-cpu
1370         When set, the CPU number of the CPU where the trace
1371         occurred is displayed.
1372
1373   funcgraph-overhead
1374         When set, if the function takes longer than
1375         A certain amount, then a delay marker is
1376         displayed. See "delay" above, under the
1377         header description.
1378
1379   funcgraph-proc
1380         Unlike other tracers, the process' command line
1381         is not displayed by default, but instead only
1382         when a task is traced in and out during a context
1383         switch. Enabling this options has the command
1384         of each process displayed at every line.
1385
1386   funcgraph-duration
1387         At the end of each function (the return)
1388         the duration of the amount of time in the
1389         function is displayed in microseconds.
1390
1391   funcgraph-abstime
1392         When set, the timestamp is displayed at each line.
1393
1394   funcgraph-irqs
1395         When disabled, functions that happen inside an
1396         interrupt will not be traced.
1397
1398   funcgraph-tail
1399         When set, the return event will include the function
1400         that it represents. By default this is off, and
1401         only a closing curly bracket "}" is displayed for
1402         the return of a function.
1403
1404   funcgraph-retval
1405         When set, the return value of each traced function
1406         will be printed after an equal sign "=". By default
1407         this is off.
1408
1409   funcgraph-retval-hex
1410         When set, the return value will always be printed
1411         in hexadecimal format. If the option is not set and
1412         the return value is an error code, it will be printed
1413         in signed decimal format; otherwise it will also be
1414         printed in hexadecimal format. By default, this option
1415         is off.
1416
1417   sleep-time
1418         When running function graph tracer, to include
1419         the time a task schedules out in its function.
1420         When enabled, it will account time the task has been
1421         scheduled out as part of the function call.
1422
1423   graph-time
1424         When running function profiler with function graph tracer,
1425         to include the time to call nested functions. When this is
1426         not set, the time reported for the function will only
1427         include the time the function itself executed for, not the
1428         time for functions that it called.
1429
1430 Options for blk tracer:
1431
1432   blk_classic
1433         Shows a more minimalistic output.
1434
1435
1436 irqsoff
1437 -------
1438
1439 When interrupts are disabled, the CPU can not react to any other
1440 external event (besides NMIs and SMIs). This prevents the timer
1441 interrupt from triggering or the mouse interrupt from letting
1442 the kernel know of a new mouse event. The result is a latency
1443 with the reaction time.
1444
1445 The irqsoff tracer tracks the time for which interrupts are
1446 disabled. When a new maximum latency is hit, the tracer saves
1447 the trace leading up to that latency point so that every time a
1448 new maximum is reached, the old saved trace is discarded and the
1449 new trace is saved.
1450
1451 To reset the maximum, echo 0 into tracing_max_latency. Here is
1452 an example::
1453
1454   # echo 0 > options/function-trace
1455   # echo irqsoff > current_tracer
1456   # echo 1 > tracing_on
1457   # echo 0 > tracing_max_latency
1458   # ls -ltr
1459   [...]
1460   # echo 0 > tracing_on
1461   # cat trace
1462   # tracer: irqsoff
1463   #
1464   # irqsoff latency trace v1.1.5 on 3.8.0-test+
1465   # --------------------------------------------------------------------
1466   # latency: 16 us, #4/4, CPU#0 | (M:preempt VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
1467   #    -----------------
1468   #    | task: swapper/0-0 (uid:0 nice:0 policy:0 rt_prio:0)
1469   #    -----------------
1470   #  => started at: run_timer_softirq
1471   #  => ended at:   run_timer_softirq
1472   #
1473   #
1474   #                  _------=> CPU#            
1475   #                 / _-----=> irqs-off        
1476   #                | / _----=> need-resched    
1477   #                || / _---=> hardirq/softirq 
1478   #                ||| / _--=> preempt-depth   
1479   #                |||| /     delay             
1480   #  cmd     pid   ||||| time  |   caller      
1481   #     \   /      |||||  \    |   /           
1482     <idle>-0       0d.s2    0us+: _raw_spin_lock_irq <-run_timer_softirq
1483     <idle>-0       0dNs3   17us : _raw_spin_unlock_irq <-run_timer_softirq
1484     <idle>-0       0dNs3   17us+: trace_hardirqs_on <-run_timer_softirq
1485     <idle>-0       0dNs3   25us : <stack trace>
1486    => _raw_spin_unlock_irq
1487    => run_timer_softirq
1488    => __do_softirq
1489    => call_softirq
1490    => do_softirq
1491    => irq_exit
1492    => smp_apic_timer_interrupt
1493    => apic_timer_interrupt
1494    => rcu_idle_exit
1495    => cpu_idle
1496    => rest_init
1497    => start_kernel
1498    => x86_64_start_reservations
1499    => x86_64_start_kernel
1500
1501 Here we see that we had a latency of 16 microseconds (which is
1502 very good). The _raw_spin_lock_irq in run_timer_softirq disabled
1503 interrupts. The difference between the 16 and the displayed
1504 timestamp 25us occurred because the clock was incremented
1505 between the time of recording the max latency and the time of
1506 recording the function that had that latency.
1507
1508 Note the above example had function-trace not set. If we set
1509 function-trace, we get a much larger output::
1510
1511  with echo 1 > options/function-trace
1512
1513   # tracer: irqsoff
1514   #
1515   # irqsoff latency trace v1.1.5 on 3.8.0-test+
1516   # --------------------------------------------------------------------
1517   # latency: 71 us, #168/168, CPU#3 | (M:preempt VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
1518   #    -----------------
1519   #    | task: bash-2042 (uid:0 nice:0 policy:0 rt_prio:0)
1520   #    -----------------
1521   #  => started at: ata_scsi_queuecmd
1522   #  => ended at:   ata_scsi_queuecmd
1523   #
1524   #
1525   #                  _------=> CPU#            
1526   #                 / _-----=> irqs-off        
1527   #                | / _----=> need-resched    
1528   #                || / _---=> hardirq/softirq 
1529   #                ||| / _--=> preempt-depth   
1530   #                |||| /     delay             
1531   #  cmd     pid   ||||| time  |   caller      
1532   #     \   /      |||||  \    |   /           
1533       bash-2042    3d...    0us : _raw_spin_lock_irqsave <-ata_scsi_queuecmd
1534       bash-2042    3d...    0us : add_preempt_count <-_raw_spin_lock_irqsave
1535       bash-2042    3d..1    1us : ata_scsi_find_dev <-ata_scsi_queuecmd
1536       bash-2042    3d..1    1us : __ata_scsi_find_dev <-ata_scsi_find_dev
1537       bash-2042    3d..1    2us : ata_find_dev.part.14 <-__ata_scsi_find_dev
1538       bash-2042    3d..1    2us : ata_qc_new_init <-__ata_scsi_queuecmd
1539       bash-2042    3d..1    3us : ata_sg_init <-__ata_scsi_queuecmd
1540       bash-2042    3d..1    4us : ata_scsi_rw_xlat <-__ata_scsi_queuecmd
1541       bash-2042    3d..1    4us : ata_build_rw_tf <-ata_scsi_rw_xlat
1542   [...]
1543       bash-2042    3d..1   67us : delay_tsc <-__delay
1544       bash-2042    3d..1   67us : add_preempt_count <-delay_tsc
1545       bash-2042    3d..2   67us : sub_preempt_count <-delay_tsc
1546       bash-2042    3d..1   67us : add_preempt_count <-delay_tsc
1547       bash-2042    3d..2   68us : sub_preempt_count <-delay_tsc
1548       bash-2042    3d..1   68us+: ata_bmdma_start <-ata_bmdma_qc_issue
1549       bash-2042    3d..1   71us : _raw_spin_unlock_irqrestore <-ata_scsi_queuecmd
1550       bash-2042    3d..1   71us : _raw_spin_unlock_irqrestore <-ata_scsi_queuecmd
1551       bash-2042    3d..1   72us+: trace_hardirqs_on <-ata_scsi_queuecmd
1552       bash-2042    3d..1  120us : <stack trace>
1553    => _raw_spin_unlock_irqrestore
1554    => ata_scsi_queuecmd
1555    => scsi_dispatch_cmd
1556    => scsi_request_fn
1557    => __blk_run_queue_uncond
1558    => __blk_run_queue
1559    => blk_queue_bio
1560    => submit_bio_noacct
1561    => submit_bio
1562    => submit_bh
1563    => __ext3_get_inode_loc
1564    => ext3_iget
1565    => ext3_lookup
1566    => lookup_real
1567    => __lookup_hash
1568    => walk_component
1569    => lookup_last
1570    => path_lookupat
1571    => filename_lookup
1572    => user_path_at_empty
1573    => user_path_at
1574    => vfs_fstatat
1575    => vfs_stat
1576    => sys_newstat
1577    => system_call_fastpath
1578
1579
1580 Here we traced a 71 microsecond latency. But we also see all the
1581 functions that were called during that time. Note that by
1582 enabling function tracing, we incur an added overhead. This
1583 overhead may extend the latency times. But nevertheless, this
1584 trace has provided some very helpful debugging information.
1585
1586 If we prefer function graph output instead of function, we can set
1587 display-graph option::
1588
1589  with echo 1 > options/display-graph
1590
1591   # tracer: irqsoff
1592   #
1593   # irqsoff latency trace v1.1.5 on 4.20.0-rc6+
1594   # --------------------------------------------------------------------
1595   # latency: 3751 us, #274/274, CPU#0 | (M:desktop VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
1596   #    -----------------
1597   #    | task: bash-1507 (uid:0 nice:0 policy:0 rt_prio:0)
1598   #    -----------------
1599   #  => started at: free_debug_processing
1600   #  => ended at:   return_to_handler
1601   #
1602   #
1603   #                                       _-----=> irqs-off
1604   #                                      / _----=> need-resched
1605   #                                     | / _---=> hardirq/softirq
1606   #                                     || / _--=> preempt-depth
1607   #                                     ||| /
1608   #   REL TIME      CPU  TASK/PID       ||||     DURATION                  FUNCTION CALLS
1609   #      |          |     |    |        ||||      |   |                     |   |   |   |
1610           0 us |   0)   bash-1507    |  d... |   0.000 us    |  _raw_spin_lock_irqsave();
1611           0 us |   0)   bash-1507    |  d..1 |   0.378 us    |    do_raw_spin_trylock();
1612           1 us |   0)   bash-1507    |  d..2 |               |    set_track() {
1613           2 us |   0)   bash-1507    |  d..2 |               |      save_stack_trace() {
1614           2 us |   0)   bash-1507    |  d..2 |               |        __save_stack_trace() {
1615           3 us |   0)   bash-1507    |  d..2 |               |          __unwind_start() {
1616           3 us |   0)   bash-1507    |  d..2 |               |            get_stack_info() {
1617           3 us |   0)   bash-1507    |  d..2 |   0.351 us    |              in_task_stack();
1618           4 us |   0)   bash-1507    |  d..2 |   1.107 us    |            }
1619   [...]
1620        3750 us |   0)   bash-1507    |  d..1 |   0.516 us    |      do_raw_spin_unlock();
1621        3750 us |   0)   bash-1507    |  d..1 |   0.000 us    |  _raw_spin_unlock_irqrestore();
1622        3764 us |   0)   bash-1507    |  d..1 |   0.000 us    |  tracer_hardirqs_on();
1623       bash-1507    0d..1 3792us : <stack trace>
1624    => free_debug_processing
1625    => __slab_free
1626    => kmem_cache_free
1627    => vm_area_free
1628    => remove_vma
1629    => exit_mmap
1630    => mmput
1631    => begin_new_exec
1632    => load_elf_binary
1633    => search_binary_handler
1634    => __do_execve_file.isra.32
1635    => __x64_sys_execve
1636    => do_syscall_64
1637    => entry_SYSCALL_64_after_hwframe
1638
1639 preemptoff
1640 ----------
1641
1642 When preemption is disabled, we may be able to receive
1643 interrupts but the task cannot be preempted and a higher
1644 priority task must wait for preemption to be enabled again
1645 before it can preempt a lower priority task.
1646
1647 The preemptoff tracer traces the places that disable preemption.
1648 Like the irqsoff tracer, it records the maximum latency for
1649 which preemption was disabled. The control of preemptoff tracer
1650 is much like the irqsoff tracer.
1651 ::
1652
1653   # echo 0 > options/function-trace
1654   # echo preemptoff > current_tracer
1655   # echo 1 > tracing_on
1656   # echo 0 > tracing_max_latency
1657   # ls -ltr
1658   [...]
1659   # echo 0 > tracing_on
1660   # cat trace
1661   # tracer: preemptoff
1662   #
1663   # preemptoff latency trace v1.1.5 on 3.8.0-test+
1664   # --------------------------------------------------------------------
1665   # latency: 46 us, #4/4, CPU#1 | (M:preempt VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
1666   #    -----------------
1667   #    | task: sshd-1991 (uid:0 nice:0 policy:0 rt_prio:0)
1668   #    -----------------
1669   #  => started at: do_IRQ
1670   #  => ended at:   do_IRQ
1671   #
1672   #
1673   #                  _------=> CPU#            
1674   #                 / _-----=> irqs-off        
1675   #                | / _----=> need-resched    
1676   #                || / _---=> hardirq/softirq 
1677   #                ||| / _--=> preempt-depth   
1678   #                |||| /     delay             
1679   #  cmd     pid   ||||| time  |   caller      
1680   #     \   /      |||||  \    |   /           
1681       sshd-1991    1d.h.    0us+: irq_enter <-do_IRQ
1682       sshd-1991    1d..1   46us : irq_exit <-do_IRQ
1683       sshd-1991    1d..1   47us+: trace_preempt_on <-do_IRQ
1684       sshd-1991    1d..1   52us : <stack trace>
1685    => sub_preempt_count
1686    => irq_exit
1687    => do_IRQ
1688    => ret_from_intr
1689
1690
1691 This has some more changes. Preemption was disabled when an
1692 interrupt came in (notice the 'h'), and was enabled on exit.
1693 But we also see that interrupts have been disabled when entering
1694 the preempt off section and leaving it (the 'd'). We do not know if
1695 interrupts were enabled in the mean time or shortly after this
1696 was over.
1697 ::
1698
1699   # tracer: preemptoff
1700   #
1701   # preemptoff latency trace v1.1.5 on 3.8.0-test+
1702   # --------------------------------------------------------------------
1703   # latency: 83 us, #241/241, CPU#1 | (M:preempt VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
1704   #    -----------------
1705   #    | task: bash-1994 (uid:0 nice:0 policy:0 rt_prio:0)
1706   #    -----------------
1707   #  => started at: wake_up_new_task
1708   #  => ended at:   task_rq_unlock
1709   #
1710   #
1711   #                  _------=> CPU#            
1712   #                 / _-----=> irqs-off        
1713   #                | / _----=> need-resched    
1714   #                || / _---=> hardirq/softirq 
1715   #                ||| / _--=> preempt-depth   
1716   #                |||| /     delay             
1717   #  cmd     pid   ||||| time  |   caller      
1718   #     \   /      |||||  \    |   /           
1719       bash-1994    1d..1    0us : _raw_spin_lock_irqsave <-wake_up_new_task
1720       bash-1994    1d..1    0us : select_task_rq_fair <-select_task_rq
1721       bash-1994    1d..1    1us : __rcu_read_lock <-select_task_rq_fair
1722       bash-1994    1d..1    1us : source_load <-select_task_rq_fair
1723       bash-1994    1d..1    1us : source_load <-select_task_rq_fair
1724   [...]
1725       bash-1994    1d..1   12us : irq_enter <-smp_apic_timer_interrupt
1726       bash-1994    1d..1   12us : rcu_irq_enter <-irq_enter
1727       bash-1994    1d..1   13us : add_preempt_count <-irq_enter
1728       bash-1994    1d.h1   13us : exit_idle <-smp_apic_timer_interrupt
1729       bash-1994    1d.h1   13us : hrtimer_interrupt <-smp_apic_timer_interrupt
1730       bash-1994    1d.h1   13us : _raw_spin_lock <-hrtimer_interrupt
1731       bash-1994    1d.h1   14us : add_preempt_count <-_raw_spin_lock
1732       bash-1994    1d.h2   14us : ktime_get_update_offsets <-hrtimer_interrupt
1733   [...]
1734       bash-1994    1d.h1   35us : lapic_next_event <-clockevents_program_event
1735       bash-1994    1d.h1   35us : irq_exit <-smp_apic_timer_interrupt
1736       bash-1994    1d.h1   36us : sub_preempt_count <-irq_exit
1737       bash-1994    1d..2   36us : do_softirq <-irq_exit
1738       bash-1994    1d..2   36us : __do_softirq <-call_softirq
1739       bash-1994    1d..2   36us : __local_bh_disable <-__do_softirq
1740       bash-1994    1d.s2   37us : add_preempt_count <-_raw_spin_lock_irq
1741       bash-1994    1d.s3   38us : _raw_spin_unlock <-run_timer_softirq
1742       bash-1994    1d.s3   39us : sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock
1743       bash-1994    1d.s2   39us : call_timer_fn <-run_timer_softirq
1744   [...]
1745       bash-1994    1dNs2   81us : cpu_needs_another_gp <-rcu_process_callbacks
1746       bash-1994    1dNs2   82us : __local_bh_enable <-__do_softirq
1747       bash-1994    1dNs2   82us : sub_preempt_count <-__local_bh_enable
1748       bash-1994    1dN.2   82us : idle_cpu <-irq_exit
1749       bash-1994    1dN.2   83us : rcu_irq_exit <-irq_exit
1750       bash-1994    1dN.2   83us : sub_preempt_count <-irq_exit
1751       bash-1994    1.N.1   84us : _raw_spin_unlock_irqrestore <-task_rq_unlock
1752       bash-1994    1.N.1   84us+: trace_preempt_on <-task_rq_unlock
1753       bash-1994    1.N.1  104us : <stack trace>
1754    => sub_preempt_count
1755    => _raw_spin_unlock_irqrestore
1756    => task_rq_unlock
1757    => wake_up_new_task
1758    => do_fork
1759    => sys_clone
1760    => stub_clone
1761
1762
1763 The above is an example of the preemptoff trace with
1764 function-trace set. Here we see that interrupts were not disabled
1765 the entire time. The irq_enter code lets us know that we entered
1766 an interrupt 'h'. Before that, the functions being traced still
1767 show that it is not in an interrupt, but we can see from the
1768 functions themselves that this is not the case.
1769
1770 preemptirqsoff
1771 --------------
1772
1773 Knowing the locations that have interrupts disabled or
1774 preemption disabled for the longest times is helpful. But
1775 sometimes we would like to know when either preemption and/or
1776 interrupts are disabled.
1777
1778 Consider the following code::
1779
1780     local_irq_disable();
1781     call_function_with_irqs_off();
1782     preempt_disable();
1783     call_function_with_irqs_and_preemption_off();
1784     local_irq_enable();
1785     call_function_with_preemption_off();
1786     preempt_enable();
1787
1788 The irqsoff tracer will record the total length of
1789 call_function_with_irqs_off() and
1790 call_function_with_irqs_and_preemption_off().
1791
1792 The preemptoff tracer will record the total length of
1793 call_function_with_irqs_and_preemption_off() and
1794 call_function_with_preemption_off().
1795
1796 But neither will trace the time that interrupts and/or
1797 preemption is disabled. This total time is the time that we can
1798 not schedule. To record this time, use the preemptirqsoff
1799 tracer.
1800
1801 Again, using this trace is much like the irqsoff and preemptoff
1802 tracers.
1803 ::
1804
1805   # echo 0 > options/function-trace
1806   # echo preemptirqsoff > current_tracer
1807   # echo 1 > tracing_on
1808   # echo 0 > tracing_max_latency
1809   # ls -ltr
1810   [...]
1811   # echo 0 > tracing_on
1812   # cat trace
1813   # tracer: preemptirqsoff
1814   #
1815   # preemptirqsoff latency trace v1.1.5 on 3.8.0-test+
1816   # --------------------------------------------------------------------
1817   # latency: 100 us, #4/4, CPU#3 | (M:preempt VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
1818   #    -----------------
1819   #    | task: ls-2230 (uid:0 nice:0 policy:0 rt_prio:0)
1820   #    -----------------
1821   #  => started at: ata_scsi_queuecmd
1822   #  => ended at:   ata_scsi_queuecmd
1823   #
1824   #
1825   #                  _------=> CPU#            
1826   #                 / _-----=> irqs-off        
1827   #                | / _----=> need-resched    
1828   #                || / _---=> hardirq/softirq 
1829   #                ||| / _--=> preempt-depth   
1830   #                |||| /     delay             
1831   #  cmd     pid   ||||| time  |   caller      
1832   #     \   /      |||||  \    |   /           
1833         ls-2230    3d...    0us+: _raw_spin_lock_irqsave <-ata_scsi_queuecmd
1834         ls-2230    3...1  100us : _raw_spin_unlock_irqrestore <-ata_scsi_queuecmd
1835         ls-2230    3...1  101us+: trace_preempt_on <-ata_scsi_queuecmd
1836         ls-2230    3...1  111us : <stack trace>
1837    => sub_preempt_count
1838    => _raw_spin_unlock_irqrestore
1839    => ata_scsi_queuecmd
1840    => scsi_dispatch_cmd
1841    => scsi_request_fn
1842    => __blk_run_queue_uncond
1843    => __blk_run_queue
1844    => blk_queue_bio
1845    => submit_bio_noacct
1846    => submit_bio
1847    => submit_bh
1848    => ext3_bread
1849    => ext3_dir_bread
1850    => htree_dirblock_to_tree
1851    => ext3_htree_fill_tree
1852    => ext3_readdir
1853    => vfs_readdir
1854    => sys_getdents
1855    => system_call_fastpath
1856
1857
1858 The trace_hardirqs_off_thunk is called from assembly on x86 when
1859 interrupts are disabled in the assembly code. Without the
1860 function tracing, we do not know if interrupts were enabled
1861 within the preemption points. We do see that it started with
1862 preemption enabled.
1863
1864 Here is a trace with function-trace set::
1865
1866   # tracer: preemptirqsoff
1867   #
1868   # preemptirqsoff latency trace v1.1.5 on 3.8.0-test+
1869   # --------------------------------------------------------------------
1870   # latency: 161 us, #339/339, CPU#3 | (M:preempt VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
1871   #    -----------------
1872   #    | task: ls-2269 (uid:0 nice:0 policy:0 rt_prio:0)
1873   #    -----------------
1874   #  => started at: schedule
1875   #  => ended at:   mutex_unlock
1876   #
1877   #
1878   #                  _------=> CPU#            
1879   #                 / _-----=> irqs-off        
1880   #                | / _----=> need-resched    
1881   #                || / _---=> hardirq/softirq 
1882   #                ||| / _--=> preempt-depth   
1883   #                |||| /     delay             
1884   #  cmd     pid   ||||| time  |   caller      
1885   #     \   /      |||||  \    |   /           
1886   kworker/-59      3...1    0us : __schedule <-schedule
1887   kworker/-59      3d..1    0us : rcu_preempt_qs <-rcu_note_context_switch
1888   kworker/-59      3d..1    1us : add_preempt_count <-_raw_spin_lock_irq
1889   kworker/-59      3d..2    1us : deactivate_task <-__schedule
1890   kworker/-59      3d..2    1us : dequeue_task <-deactivate_task
1891   kworker/-59      3d..2    2us : update_rq_clock <-dequeue_task
1892   kworker/-59      3d..2    2us : dequeue_task_fair <-dequeue_task
1893   kworker/-59      3d..2    2us : update_curr <-dequeue_task_fair
1894   kworker/-59      3d..2    2us : update_min_vruntime <-update_curr
1895   kworker/-59      3d..2    3us : cpuacct_charge <-update_curr
1896   kworker/-59      3d..2    3us : __rcu_read_lock <-cpuacct_charge
1897   kworker/-59      3d..2    3us : __rcu_read_unlock <-cpuacct_charge
1898   kworker/-59      3d..2    3us : update_cfs_rq_blocked_load <-dequeue_task_fair
1899   kworker/-59      3d..2    4us : clear_buddies <-dequeue_task_fair
1900   kworker/-59      3d..2    4us : account_entity_dequeue <-dequeue_task_fair
1901   kworker/-59      3d..2    4us : update_min_vruntime <-dequeue_task_fair
1902   kworker/-59      3d..2    4us : update_cfs_shares <-dequeue_task_fair
1903   kworker/-59      3d..2    5us : hrtick_update <-dequeue_task_fair
1904   kworker/-59      3d..2    5us : wq_worker_sleeping <-__schedule
1905   kworker/-59      3d..2    5us : kthread_data <-wq_worker_sleeping
1906   kworker/-59      3d..2    5us : put_prev_task_fair <-__schedule
1907   kworker/-59      3d..2    6us : pick_next_task_fair <-pick_next_task
1908   kworker/-59      3d..2    6us : clear_buddies <-pick_next_task_fair
1909   kworker/-59      3d..2    6us : set_next_entity <-pick_next_task_fair
1910   kworker/-59      3d..2    6us : update_stats_wait_end <-set_next_entity
1911         ls-2269    3d..2    7us : finish_task_switch <-__schedule
1912         ls-2269    3d..2    7us : _raw_spin_unlock_irq <-finish_task_switch
1913         ls-2269    3d..2    8us : do_IRQ <-ret_from_intr
1914         ls-2269    3d..2    8us : irq_enter <-do_IRQ
1915         ls-2269    3d..2    8us : rcu_irq_enter <-irq_enter
1916         ls-2269    3d..2    9us : add_preempt_count <-irq_enter
1917         ls-2269    3d.h2    9us : exit_idle <-do_IRQ
1918   [...]
1919         ls-2269    3d.h3   20us : sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock
1920         ls-2269    3d.h2   20us : irq_exit <-do_IRQ
1921         ls-2269    3d.h2   21us : sub_preempt_count <-irq_exit
1922         ls-2269    3d..3   21us : do_softirq <-irq_exit
1923         ls-2269    3d..3   21us : __do_softirq <-call_softirq
1924         ls-2269    3d..3   21us+: __local_bh_disable <-__do_softirq
1925         ls-2269    3d.s4   29us : sub_preempt_count <-_local_bh_enable_ip
1926         ls-2269    3d.s5   29us : sub_preempt_count <-_local_bh_enable_ip
1927         ls-2269    3d.s5   31us : do_IRQ <-ret_from_intr
1928         ls-2269    3d.s5   31us : irq_enter <-do_IRQ
1929         ls-2269    3d.s5   31us : rcu_irq_enter <-irq_enter
1930   [...]
1931         ls-2269    3d.s5   31us : rcu_irq_enter <-irq_enter
1932         ls-2269    3d.s5   32us : add_preempt_count <-irq_enter
1933         ls-2269    3d.H5   32us : exit_idle <-do_IRQ
1934         ls-2269    3d.H5   32us : handle_irq <-do_IRQ
1935         ls-2269    3d.H5   32us : irq_to_desc <-handle_irq
1936         ls-2269    3d.H5   33us : handle_fasteoi_irq <-handle_irq
1937   [...]
1938         ls-2269    3d.s5  158us : _raw_spin_unlock_irqrestore <-rtl8139_poll
1939         ls-2269    3d.s3  158us : net_rps_action_and_irq_enable.isra.65 <-net_rx_action
1940         ls-2269    3d.s3  159us : __local_bh_enable <-__do_softirq
1941         ls-2269    3d.s3  159us : sub_preempt_count <-__local_bh_enable
1942         ls-2269    3d..3  159us : idle_cpu <-irq_exit
1943         ls-2269    3d..3  159us : rcu_irq_exit <-irq_exit
1944         ls-2269    3d..3  160us : sub_preempt_count <-irq_exit
1945         ls-2269    3d...  161us : __mutex_unlock_slowpath <-mutex_unlock
1946         ls-2269    3d...  162us+: trace_hardirqs_on <-mutex_unlock
1947         ls-2269    3d...  186us : <stack trace>
1948    => __mutex_unlock_slowpath
1949    => mutex_unlock
1950    => process_output
1951    => n_tty_write
1952    => tty_write
1953    => vfs_write
1954    => sys_write
1955    => system_call_fastpath
1956
1957 This is an interesting trace. It started with kworker running and
1958 scheduling out and ls taking over. But as soon as ls released the
1959 rq lock and enabled interrupts (but not preemption) an interrupt
1960 triggered. When the interrupt finished, it started running softirqs.
1961 But while the softirq was running, another interrupt triggered.
1962 When an interrupt is running inside a softirq, the annotation is 'H'.
1963
1964
1965 wakeup
1966 ------
1967
1968 One common case that people are interested in tracing is the
1969 time it takes for a task that is woken to actually wake up.
1970 Now for non Real-Time tasks, this can be arbitrary. But tracing
1971 it none the less can be interesting. 
1972
1973 Without function tracing::
1974
1975   # echo 0 > options/function-trace
1976   # echo wakeup > current_tracer
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
1983   #
1984   # wakeup latency trace v1.1.5 on 3.8.0-test+
1985   # --------------------------------------------------------------------
1986   # latency: 15 us, #4/4, CPU#3 | (M:preempt VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
1987   #    -----------------
1988   #    | task: kworker/3:1H-312 (uid:0 nice:-20 policy:0 rt_prio:0)
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       3dNs7    0us :      0:120:R   + [003]   312:100:R kworker/3:1H
2000     <idle>-0       3dNs7    1us+: ttwu_do_activate.constprop.87 <-try_to_wake_up
2001     <idle>-0       3d..3   15us : __schedule <-schedule
2002     <idle>-0       3d..3   15us :      0:120:R ==> [003]   312:100:R kworker/3:1H
2003
2004 The tracer only traces the highest priority task in the system
2005 to avoid tracing the normal circumstances. Here we see that
2006 the kworker with a nice priority of -20 (not very nice), took
2007 just 15 microseconds from the time it woke up, to the time it
2008 ran.
2009
2010 Non Real-Time tasks are not that interesting. A more interesting
2011 trace is to concentrate only on Real-Time tasks.
2012
2013 wakeup_rt
2014 ---------
2015
2016 In a Real-Time environment it is very important to know the
2017 wakeup time it takes for the highest priority task that is woken
2018 up to the time that it executes. This is also known as "schedule
2019 latency". I stress the point that this is about RT tasks. It is
2020 also important to know the scheduling latency of non-RT tasks,
2021 but the average schedule latency is better for non-RT tasks.
2022 Tools like LatencyTop are more appropriate for such
2023 measurements.
2024
2025 Real-Time environments are interested in the worst case latency.
2026 That is the longest latency it takes for something to happen,
2027 and not the average. We can have a very fast scheduler that may
2028 only have a large latency once in a while, but that would not
2029 work well with Real-Time tasks.  The wakeup_rt tracer was designed
2030 to record the worst case wakeups of RT tasks. Non-RT tasks are
2031 not recorded because the tracer only records one worst case and
2032 tracing non-RT tasks that are unpredictable will overwrite the
2033 worst case latency of RT tasks (just run the normal wakeup
2034 tracer for a while to see that effect).
2035
2036 Since this tracer only deals with RT tasks, we will run this
2037 slightly differently than we did with the previous tracers.
2038 Instead of performing an 'ls', we will run 'sleep 1' under
2039 'chrt' which changes the priority of the task.
2040 ::
2041
2042   # echo 0 > options/function-trace
2043   # echo wakeup_rt > current_tracer
2044   # echo 1 > tracing_on
2045   # echo 0 > tracing_max_latency
2046   # chrt -f 5 sleep 1
2047   # echo 0 > tracing_on
2048   # cat trace
2049   # tracer: wakeup
2050   #
2051   # tracer: wakeup_rt
2052   #
2053   # wakeup_rt latency trace v1.1.5 on 3.8.0-test+
2054   # --------------------------------------------------------------------
2055   # latency: 5 us, #4/4, CPU#3 | (M:preempt VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
2056   #    -----------------
2057   #    | task: sleep-2389 (uid:0 nice:0 policy:1 rt_prio:5)
2058   #    -----------------
2059   #
2060   #                  _------=> CPU#            
2061   #                 / _-----=> irqs-off        
2062   #                | / _----=> need-resched    
2063   #                || / _---=> hardirq/softirq 
2064   #                ||| / _--=> preempt-depth   
2065   #                |||| /     delay             
2066   #  cmd     pid   ||||| time  |   caller      
2067   #     \   /      |||||  \    |   /           
2068     <idle>-0       3d.h4    0us :      0:120:R   + [003]  2389: 94:R sleep
2069     <idle>-0       3d.h4    1us+: ttwu_do_activate.constprop.87 <-try_to_wake_up
2070     <idle>-0       3d..3    5us : __schedule <-schedule
2071     <idle>-0       3d..3    5us :      0:120:R ==> [003]  2389: 94:R sleep
2072
2073
2074 Running this on an idle system, we see that it only took 5 microseconds
2075 to perform the task switch.  Note, since the trace point in the schedule
2076 is before the actual "switch", we stop the tracing when the recorded task
2077 is about to schedule in. This may change if we add a new marker at the
2078 end of the scheduler.
2079
2080 Notice that the recorded task is 'sleep' with the PID of 2389
2081 and it has an rt_prio of 5. This priority is user-space priority
2082 and not the internal kernel priority. The policy is 1 for
2083 SCHED_FIFO and 2 for SCHED_RR.
2084
2085 Note, that the trace data shows the internal priority (99 - rtprio).
2086 ::
2087
2088   <idle>-0       3d..3    5us :      0:120:R ==> [003]  2389: 94:R sleep
2089
2090 The 0:120:R means idle was running with a nice priority of 0 (120 - 120)
2091 and in the running state 'R'. The sleep task was scheduled in with
2092 2389: 94:R. That is the priority is the kernel rtprio (99 - 5 = 94)
2093 and it too is in the running state.
2094
2095 Doing the same with chrt -r 5 and function-trace set.
2096 ::
2097
2098   echo 1 > options/function-trace
2099
2100   # tracer: wakeup_rt
2101   #
2102   # wakeup_rt latency trace v1.1.5 on 3.8.0-test+
2103   # --------------------------------------------------------------------
2104   # latency: 29 us, #85/85, CPU#3 | (M:preempt VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
2105   #    -----------------
2106   #    | task: sleep-2448 (uid:0 nice:0 policy:1 rt_prio:5)
2107   #    -----------------
2108   #
2109   #                  _------=> CPU#            
2110   #                 / _-----=> irqs-off        
2111   #                | / _----=> need-resched    
2112   #                || / _---=> hardirq/softirq 
2113   #                ||| / _--=> preempt-depth   
2114   #                |||| /     delay             
2115   #  cmd     pid   ||||| time  |   caller      
2116   #     \   /      |||||  \    |   /           
2117     <idle>-0       3d.h4    1us+:      0:120:R   + [003]  2448: 94:R sleep
2118     <idle>-0       3d.h4    2us : ttwu_do_activate.constprop.87 <-try_to_wake_up
2119     <idle>-0       3d.h3    3us : check_preempt_curr <-ttwu_do_wakeup
2120     <idle>-0       3d.h3    3us : resched_curr <-check_preempt_curr
2121     <idle>-0       3dNh3    4us : task_woken_rt <-ttwu_do_wakeup
2122     <idle>-0       3dNh3    4us : _raw_spin_unlock <-try_to_wake_up
2123     <idle>-0       3dNh3    4us : sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock
2124     <idle>-0       3dNh2    5us : ttwu_stat <-try_to_wake_up
2125     <idle>-0       3dNh2    5us : _raw_spin_unlock_irqrestore <-try_to_wake_up
2126     <idle>-0       3dNh2    6us : sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock_irqrestore
2127     <idle>-0       3dNh1    6us : _raw_spin_lock <-__run_hrtimer
2128     <idle>-0       3dNh1    6us : add_preempt_count <-_raw_spin_lock
2129     <idle>-0       3dNh2    7us : _raw_spin_unlock <-hrtimer_interrupt
2130     <idle>-0       3dNh2    7us : sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock
2131     <idle>-0       3dNh1    7us : tick_program_event <-hrtimer_interrupt
2132     <idle>-0       3dNh1    7us : clockevents_program_event <-tick_program_event
2133     <idle>-0       3dNh1    8us : ktime_get <-clockevents_program_event
2134     <idle>-0       3dNh1    8us : lapic_next_event <-clockevents_program_event
2135     <idle>-0       3dNh1    8us : irq_exit <-smp_apic_timer_interrupt
2136     <idle>-0       3dNh1    9us : sub_preempt_count <-irq_exit
2137     <idle>-0       3dN.2    9us : idle_cpu <-irq_exit
2138     <idle>-0       3dN.2    9us : rcu_irq_exit <-irq_exit
2139     <idle>-0       3dN.2   10us : rcu_eqs_enter_common.isra.45 <-rcu_irq_exit
2140     <idle>-0       3dN.2   10us : sub_preempt_count <-irq_exit
2141     <idle>-0       3.N.1   11us : rcu_idle_exit <-cpu_idle
2142     <idle>-0       3dN.1   11us : rcu_eqs_exit_common.isra.43 <-rcu_idle_exit
2143     <idle>-0       3.N.1   11us : tick_nohz_idle_exit <-cpu_idle
2144     <idle>-0       3dN.1   12us : menu_hrtimer_cancel <-tick_nohz_idle_exit
2145     <idle>-0       3dN.1   12us : ktime_get <-tick_nohz_idle_exit
2146     <idle>-0       3dN.1   12us : tick_do_update_jiffies64 <-tick_nohz_idle_exit
2147     <idle>-0       3dN.1   13us : cpu_load_update_nohz <-tick_nohz_idle_exit
2148     <idle>-0       3dN.1   13us : _raw_spin_lock <-cpu_load_update_nohz
2149     <idle>-0       3dN.1   13us : add_preempt_count <-_raw_spin_lock
2150     <idle>-0       3dN.2   13us : __cpu_load_update <-cpu_load_update_nohz
2151     <idle>-0       3dN.2   14us : sched_avg_update <-__cpu_load_update
2152     <idle>-0       3dN.2   14us : _raw_spin_unlock <-cpu_load_update_nohz
2153     <idle>-0       3dN.2   14us : sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock
2154     <idle>-0       3dN.1   15us : calc_load_nohz_stop <-tick_nohz_idle_exit
2155     <idle>-0       3dN.1   15us : touch_softlockup_watchdog <-tick_nohz_idle_exit
2156     <idle>-0       3dN.1   15us : hrtimer_cancel <-tick_nohz_idle_exit
2157     <idle>-0       3dN.1   15us : hrtimer_try_to_cancel <-hrtimer_cancel
2158     <idle>-0       3dN.1   16us : lock_hrtimer_base.isra.18 <-hrtimer_try_to_cancel
2159     <idle>-0       3dN.1   16us : _raw_spin_lock_irqsave <-lock_hrtimer_base.isra.18
2160     <idle>-0       3dN.1   16us : add_preempt_count <-_raw_spin_lock_irqsave
2161     <idle>-0       3dN.2   17us : __remove_hrtimer <-remove_hrtimer.part.16
2162     <idle>-0       3dN.2   17us : hrtimer_force_reprogram <-__remove_hrtimer
2163     <idle>-0       3dN.2   17us : tick_program_event <-hrtimer_force_reprogram
2164     <idle>-0       3dN.2   18us : clockevents_program_event <-tick_program_event
2165     <idle>-0       3dN.2   18us : ktime_get <-clockevents_program_event
2166     <idle>-0       3dN.2   18us : lapic_next_event <-clockevents_program_event
2167     <idle>-0       3dN.2   19us : _raw_spin_unlock_irqrestore <-hrtimer_try_to_cancel
2168     <idle>-0       3dN.2   19us : sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock_irqrestore
2169     <idle>-0       3dN.1   19us : hrtimer_forward <-tick_nohz_idle_exit
2170     <idle>-0       3dN.1   20us : ktime_add_safe <-hrtimer_forward
2171     <idle>-0       3dN.1   20us : ktime_add_safe <-hrtimer_forward
2172     <idle>-0       3dN.1   20us : hrtimer_start_range_ns <-hrtimer_start_expires.constprop.11
2173     <idle>-0       3dN.1   20us : __hrtimer_start_range_ns <-hrtimer_start_range_ns
2174     <idle>-0       3dN.1   21us : lock_hrtimer_base.isra.18 <-__hrtimer_start_range_ns
2175     <idle>-0       3dN.1   21us : _raw_spin_lock_irqsave <-lock_hrtimer_base.isra.18
2176     <idle>-0       3dN.1   21us : add_preempt_count <-_raw_spin_lock_irqsave
2177     <idle>-0       3dN.2   22us : ktime_add_safe <-__hrtimer_start_range_ns
2178     <idle>-0       3dN.2   22us : enqueue_hrtimer <-__hrtimer_start_range_ns
2179     <idle>-0       3dN.2   22us : tick_program_event <-__hrtimer_start_range_ns
2180     <idle>-0       3dN.2   23us : clockevents_program_event <-tick_program_event
2181     <idle>-0       3dN.2   23us : ktime_get <-clockevents_program_event
2182     <idle>-0       3dN.2   23us : lapic_next_event <-clockevents_program_event
2183     <idle>-0       3dN.2   24us : _raw_spin_unlock_irqrestore <-__hrtimer_start_range_ns
2184     <idle>-0       3dN.2   24us : sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock_irqrestore
2185     <idle>-0       3dN.1   24us : account_idle_ticks <-tick_nohz_idle_exit
2186     <idle>-0       3dN.1   24us : account_idle_time <-account_idle_ticks
2187     <idle>-0       3.N.1   25us : sub_preempt_count <-cpu_idle
2188     <idle>-0       3.N..   25us : schedule <-cpu_idle
2189     <idle>-0       3.N..   25us : __schedule <-preempt_schedule
2190     <idle>-0       3.N..   26us : add_preempt_count <-__schedule
2191     <idle>-0       3.N.1   26us : rcu_note_context_switch <-__schedule
2192     <idle>-0       3.N.1   26us : rcu_sched_qs <-rcu_note_context_switch
2193     <idle>-0       3dN.1   27us : rcu_preempt_qs <-rcu_note_context_switch
2194     <idle>-0       3.N.1   27us : _raw_spin_lock_irq <-__schedule
2195     <idle>-0       3dN.1   27us : add_preempt_count <-_raw_spin_lock_irq
2196     <idle>-0       3dN.2   28us : put_prev_task_idle <-__schedule
2197     <idle>-0       3dN.2   28us : pick_next_task_stop <-pick_next_task
2198     <idle>-0       3dN.2   28us : pick_next_task_rt <-pick_next_task
2199     <idle>-0       3dN.2   29us : dequeue_pushable_task <-pick_next_task_rt
2200     <idle>-0       3d..3   29us : __schedule <-preempt_schedule
2201     <idle>-0       3d..3   30us :      0:120:R ==> [003]  2448: 94:R sleep
2202
2203 This isn't that big of a trace, even with function tracing enabled,
2204 so I included the entire trace.
2205
2206 The interrupt went off while when the system was idle. Somewhere
2207 before task_woken_rt() was called, the NEED_RESCHED flag was set,
2208 this is indicated by the first occurrence of the 'N' flag.
2209
2210 Latency tracing and events
2211 --------------------------
2212 As function tracing can induce a much larger latency, but without
2213 seeing what happens within the latency it is hard to know what
2214 caused it. There is a middle ground, and that is with enabling
2215 events.
2216 ::
2217
2218   # echo 0 > options/function-trace
2219   # echo wakeup_rt > current_tracer
2220   # echo 1 > events/enable
2221   # echo 1 > tracing_on
2222   # echo 0 > tracing_max_latency
2223   # chrt -f 5 sleep 1
2224   # echo 0 > tracing_on
2225   # cat trace
2226   # tracer: wakeup_rt
2227   #
2228   # wakeup_rt latency trace v1.1.5 on 3.8.0-test+
2229   # --------------------------------------------------------------------
2230   # latency: 6 us, #12/12, CPU#2 | (M:preempt VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
2231   #    -----------------
2232   #    | task: sleep-5882 (uid:0 nice:0 policy:1 rt_prio:5)
2233   #    -----------------
2234   #
2235   #                  _------=> CPU#            
2236   #                 / _-----=> irqs-off        
2237   #                | / _----=> need-resched    
2238   #                || / _---=> hardirq/softirq 
2239   #                ||| / _--=> preempt-depth   
2240   #                |||| /     delay             
2241   #  cmd     pid   ||||| time  |   caller      
2242   #     \   /      |||||  \    |   /           
2243     <idle>-0       2d.h4    0us :      0:120:R   + [002]  5882: 94:R sleep
2244     <idle>-0       2d.h4    0us : ttwu_do_activate.constprop.87 <-try_to_wake_up
2245     <idle>-0       2d.h4    1us : sched_wakeup: comm=sleep pid=5882 prio=94 success=1 target_cpu=002
2246     <idle>-0       2dNh2    1us : hrtimer_expire_exit: hrtimer=ffff88007796feb8
2247     <idle>-0       2.N.2    2us : power_end: cpu_id=2
2248     <idle>-0       2.N.2    3us : cpu_idle: state=4294967295 cpu_id=2
2249     <idle>-0       2dN.3    4us : hrtimer_cancel: hrtimer=ffff88007d50d5e0
2250     <idle>-0       2dN.3    4us : hrtimer_start: hrtimer=ffff88007d50d5e0 function=tick_sched_timer expires=34311211000000 softexpires=34311211000000
2251     <idle>-0       2.N.2    5us : rcu_utilization: Start context switch
2252     <idle>-0       2.N.2    5us : rcu_utilization: End context switch
2253     <idle>-0       2d..3    6us : __schedule <-schedule
2254     <idle>-0       2d..3    6us :      0:120:R ==> [002]  5882: 94:R sleep
2255
2256
2257 Hardware Latency Detector
2258 -------------------------
2259
2260 The hardware latency detector is executed by enabling the "hwlat" tracer.
2261
2262 NOTE, this tracer will affect the performance of the system as it will
2263 periodically make a CPU constantly busy with interrupts disabled.
2264 ::
2265
2266   # echo hwlat > current_tracer
2267   # sleep 100
2268   # cat trace
2269   # tracer: hwlat
2270   #
2271   # entries-in-buffer/entries-written: 13/13   #P:8
2272   #
2273   #                              _-----=> irqs-off
2274   #                             / _----=> need-resched
2275   #                            | / _---=> hardirq/softirq
2276   #                            || / _--=> preempt-depth
2277   #                            ||| /     delay
2278   #           TASK-PID   CPU#  ||||    TIMESTAMP  FUNCTION
2279   #              | |       |   ||||       |         |
2280              <...>-1729  [001] d...   678.473449: #1     inner/outer(us):   11/12    ts:1581527483.343962693 count:6
2281              <...>-1729  [004] d...   689.556542: #2     inner/outer(us):   16/9     ts:1581527494.889008092 count:1
2282              <...>-1729  [005] d...   714.756290: #3     inner/outer(us):   16/16    ts:1581527519.678961629 count:5
2283              <...>-1729  [001] d...   718.788247: #4     inner/outer(us):    9/17    ts:1581527523.889012713 count:1
2284              <...>-1729  [002] d...   719.796341: #5     inner/outer(us):   13/9     ts:1581527524.912872606 count:1
2285              <...>-1729  [006] d...   844.787091: #6     inner/outer(us):    9/12    ts:1581527649.889048502 count:2
2286              <...>-1729  [003] d...   849.827033: #7     inner/outer(us):   18/9     ts:1581527654.889013793 count:1
2287              <...>-1729  [007] d...   853.859002: #8     inner/outer(us):    9/12    ts:1581527658.889065736 count:1
2288              <...>-1729  [001] d...   855.874978: #9     inner/outer(us):    9/11    ts:1581527660.861991877 count:1
2289              <...>-1729  [001] d...   863.938932: #10    inner/outer(us):    9/11    ts:1581527668.970010500 count:1 nmi-total:7 nmi-count:1
2290              <...>-1729  [007] d...   878.050780: #11    inner/outer(us):    9/12    ts:1581527683.385002600 count:1 nmi-total:5 nmi-count:1
2291              <...>-1729  [007] d...   886.114702: #12    inner/outer(us):    9/12    ts:1581527691.385001600 count:1
2292
2293
2294 The above output is somewhat the same in the header. All events will have
2295 interrupts disabled 'd'. Under the FUNCTION title there is:
2296
2297  #1
2298         This is the count of events recorded that were greater than the
2299         tracing_threshold (See below).
2300
2301  inner/outer(us):   11/11
2302
2303       This shows two numbers as "inner latency" and "outer latency". The test
2304       runs in a loop checking a timestamp twice. The latency detected within
2305       the two timestamps is the "inner latency" and the latency detected
2306       after the previous timestamp and the next timestamp in the loop is
2307       the "outer latency".
2308
2309  ts:1581527483.343962693
2310
2311       The absolute timestamp that the first latency was recorded in the window.
2312
2313  count:6
2314
2315       The number of times a latency was detected during the window.
2316
2317  nmi-total:7 nmi-count:1
2318
2319       On architectures that support it, if an NMI comes in during the
2320       test, the time spent in NMI is reported in "nmi-total" (in
2321       microseconds).
2322
2323       All architectures that have NMIs will show the "nmi-count" if an
2324       NMI comes in during the test.
2325
2326 hwlat files:
2327
2328   tracing_threshold
2329         This gets automatically set to "10" to represent 10
2330         microseconds. This is the threshold of latency that
2331         needs to be detected before the trace will be recorded.
2332
2333         Note, when hwlat tracer is finished (another tracer is
2334         written into "current_tracer"), the original value for
2335         tracing_threshold is placed back into this file.
2336
2337   hwlat_detector/width
2338         The length of time the test runs with interrupts disabled.
2339
2340   hwlat_detector/window
2341         The length of time of the window which the test
2342         runs. That is, the test will run for "width"
2343         microseconds per "window" microseconds
2344
2345   tracing_cpumask
2346         When the test is started. A kernel thread is created that
2347         runs the test. This thread will alternate between CPUs
2348         listed in the tracing_cpumask between each period
2349         (one "window"). To limit the test to specific CPUs
2350         set the mask in this file to only the CPUs that the test
2351         should run on.
2352
2353 function
2354 --------
2355
2356 This tracer is the function tracer. Enabling the function tracer
2357 can be done from the debug file system. Make sure the
2358 ftrace_enabled is set; otherwise this tracer is a nop.
2359 See the "ftrace_enabled" section below.
2360 ::
2361
2362   # sysctl kernel.ftrace_enabled=1
2363   # echo function > current_tracer
2364   # echo 1 > tracing_on
2365   # usleep 1
2366   # echo 0 > tracing_on
2367   # cat trace
2368   # tracer: function
2369   #
2370   # entries-in-buffer/entries-written: 24799/24799   #P:4
2371   #
2372   #                              _-----=> irqs-off
2373   #                             / _----=> need-resched
2374   #                            | / _---=> hardirq/softirq
2375   #                            || / _--=> preempt-depth
2376   #                            ||| /     delay
2377   #           TASK-PID   CPU#  ||||    TIMESTAMP  FUNCTION
2378   #              | |       |   ||||       |         |
2379               bash-1994  [002] ....  3082.063030: mutex_unlock <-rb_simple_write
2380               bash-1994  [002] ....  3082.063031: __mutex_unlock_slowpath <-mutex_unlock
2381               bash-1994  [002] ....  3082.063031: __fsnotify_parent <-fsnotify_modify
2382               bash-1994  [002] ....  3082.063032: fsnotify <-fsnotify_modify
2383               bash-1994  [002] ....  3082.063032: __srcu_read_lock <-fsnotify
2384               bash-1994  [002] ....  3082.063032: add_preempt_count <-__srcu_read_lock
2385               bash-1994  [002] ...1  3082.063032: sub_preempt_count <-__srcu_read_lock
2386               bash-1994  [002] ....  3082.063033: __srcu_read_unlock <-fsnotify
2387   [...]
2388
2389
2390 Note: function tracer uses ring buffers to store the above
2391 entries. The newest data may overwrite the oldest data.
2392 Sometimes using echo to stop the trace is not sufficient because
2393 the tracing could have overwritten the data that you wanted to
2394 record. For this reason, it is sometimes better to disable
2395 tracing directly from a program. This allows you to stop the
2396 tracing at the point that you hit the part that you are
2397 interested in. To disable the tracing directly from a C program,
2398 something like following code snippet can be used::
2399
2400         int trace_fd;
2401         [...]
2402         int main(int argc, char *argv[]) {
2403                 [...]
2404                 trace_fd = open(tracing_file("tracing_on"), O_WRONLY);
2405                 [...]
2406                 if (condition_hit()) {
2407                         write(trace_fd, "0", 1);
2408                 }
2409                 [...]
2410         }
2411
2412
2413 Single thread tracing
2414 ---------------------
2415
2416 By writing into set_ftrace_pid you can trace a
2417 single thread. For example::
2418
2419   # cat set_ftrace_pid
2420   no pid
2421   # echo 3111 > set_ftrace_pid
2422   # cat set_ftrace_pid
2423   3111
2424   # echo function > current_tracer
2425   # cat trace | head
2426   # tracer: function
2427   #
2428   #           TASK-PID    CPU#    TIMESTAMP  FUNCTION
2429   #              | |       |          |         |
2430       yum-updatesd-3111  [003]  1637.254676: finish_task_switch <-thread_return
2431       yum-updatesd-3111  [003]  1637.254681: hrtimer_cancel <-schedule_hrtimeout_range
2432       yum-updatesd-3111  [003]  1637.254682: hrtimer_try_to_cancel <-hrtimer_cancel
2433       yum-updatesd-3111  [003]  1637.254683: lock_hrtimer_base <-hrtimer_try_to_cancel
2434       yum-updatesd-3111  [003]  1637.254685: fget_light <-do_sys_poll
2435       yum-updatesd-3111  [003]  1637.254686: pipe_poll <-do_sys_poll
2436   # echo > set_ftrace_pid
2437   # cat trace |head
2438   # tracer: function
2439   #
2440   #           TASK-PID    CPU#    TIMESTAMP  FUNCTION
2441   #              | |       |          |         |
2442   ##### CPU 3 buffer started ####
2443       yum-updatesd-3111  [003]  1701.957688: free_poll_entry <-poll_freewait
2444       yum-updatesd-3111  [003]  1701.957689: remove_wait_queue <-free_poll_entry
2445       yum-updatesd-3111  [003]  1701.957691: fput <-free_poll_entry
2446       yum-updatesd-3111  [003]  1701.957692: audit_syscall_exit <-sysret_audit
2447       yum-updatesd-3111  [003]  1701.957693: path_put <-audit_syscall_exit
2448
2449 If you want to trace a function when executing, you could use
2450 something like this simple program.
2451 ::
2452
2453         #include <stdio.h>
2454         #include <stdlib.h>
2455         #include <sys/types.h>
2456         #include <sys/stat.h>
2457         #include <fcntl.h>
2458         #include <unistd.h>
2459         #include <string.h>
2460
2461         #define _STR(x) #x
2462         #define STR(x) _STR(x)
2463         #define MAX_PATH 256
2464
2465         const char *find_tracefs(void)
2466         {
2467                static char tracefs[MAX_PATH+1];
2468                static int tracefs_found;
2469                char type[100];
2470                FILE *fp;
2471
2472                if (tracefs_found)
2473                        return tracefs;
2474
2475                if ((fp = fopen("/proc/mounts","r")) == NULL) {
2476                        perror("/proc/mounts");
2477                        return NULL;
2478                }
2479
2480                while (fscanf(fp, "%*s %"
2481                              STR(MAX_PATH)
2482                              "s %99s %*s %*d %*d\n",
2483                              tracefs, type) == 2) {
2484                        if (strcmp(type, "tracefs") == 0)
2485                                break;
2486                }
2487                fclose(fp);
2488
2489                if (strcmp(type, "tracefs") != 0) {
2490                        fprintf(stderr, "tracefs not mounted");
2491                        return NULL;
2492                }
2493
2494                strcat(tracefs, "/tracing/");
2495                tracefs_found = 1;
2496
2497                return tracefs;
2498         }
2499
2500         const char *tracing_file(const char *file_name)
2501         {
2502                static char trace_file[MAX_PATH+1];
2503                snprintf(trace_file, MAX_PATH, "%s/%s", find_tracefs(), file_name);
2504                return trace_file;
2505         }
2506
2507         int main (int argc, char **argv)
2508         {
2509                 if (argc < 1)
2510                         exit(-1);
2511
2512                 if (fork() > 0) {
2513                         int fd, ffd;
2514                         char line[64];
2515                         int s;
2516
2517                         ffd = open(tracing_file("current_tracer"), O_WRONLY);
2518                         if (ffd < 0)
2519                                 exit(-1);
2520                         write(ffd, "nop", 3);
2521
2522                         fd = open(tracing_file("set_ftrace_pid"), O_WRONLY);
2523                         s = sprintf(line, "%d\n", getpid());
2524                         write(fd, line, s);
2525
2526                         write(ffd, "function", 8);
2527
2528                         close(fd);
2529                         close(ffd);
2530
2531                         execvp(argv[1], argv+1);
2532                 }
2533
2534                 return 0;
2535         }
2536
2537 Or this simple script!
2538 ::
2539
2540   #!/bin/bash
2541
2542   tracefs=`sed -ne 's/^tracefs \(.*\) tracefs.*/\1/p' /proc/mounts`
2543   echo 0 > $tracefs/tracing_on
2544   echo $$ > $tracefs/set_ftrace_pid
2545   echo function > $tracefs/current_tracer
2546   echo 1 > $tracefs/tracing_on
2547   exec "$@"
2548
2549
2550 function graph tracer
2551 ---------------------------
2552
2553 This tracer is similar to the function tracer except that it
2554 probes a function on its entry and its exit. This is done by
2555 using a dynamically allocated stack of return addresses in each
2556 task_struct. On function entry the tracer overwrites the return
2557 address of each function traced to set a custom probe. Thus the
2558 original return address is stored on the stack of return address
2559 in the task_struct.
2560
2561 Probing on both ends of a function leads to special features
2562 such as:
2563
2564 - measure of a function's time execution
2565 - having a reliable call stack to draw function calls graph
2566
2567 This tracer is useful in several situations:
2568
2569 - you want to find the reason of a strange kernel behavior and
2570   need to see what happens in detail on any areas (or specific
2571   ones).
2572
2573 - you are experiencing weird latencies but it's difficult to
2574   find its origin.
2575
2576 - you want to find quickly which path is taken by a specific
2577   function
2578
2579 - you just want to peek inside a working kernel and want to see
2580   what happens there.
2581
2582 ::
2583
2584   # tracer: function_graph
2585   #
2586   # CPU  DURATION                  FUNCTION CALLS
2587   # |     |   |                     |   |   |   |
2588
2589    0)               |  sys_open() {
2590    0)               |    do_sys_open() {
2591    0)               |      getname() {
2592    0)               |        kmem_cache_alloc() {
2593    0)   1.382 us    |          __might_sleep();
2594    0)   2.478 us    |        }
2595    0)               |        strncpy_from_user() {
2596    0)               |          might_fault() {
2597    0)   1.389 us    |            __might_sleep();
2598    0)   2.553 us    |          }
2599    0)   3.807 us    |        }
2600    0)   7.876 us    |      }
2601    0)               |      alloc_fd() {
2602    0)   0.668 us    |        _spin_lock();
2603    0)   0.570 us    |        expand_files();
2604    0)   0.586 us    |        _spin_unlock();
2605
2606
2607 There are several columns that can be dynamically
2608 enabled/disabled. You can use every combination of options you
2609 want, depending on your needs.
2610
2611 - The cpu number on which the function executed is default
2612   enabled.  It is sometimes better to only trace one cpu (see
2613   tracing_cpumask file) or you might sometimes see unordered
2614   function calls while cpu tracing switch.
2615
2616         - hide: echo nofuncgraph-cpu > trace_options
2617         - show: echo funcgraph-cpu > trace_options
2618
2619 - The duration (function's time of execution) is displayed on
2620   the closing bracket line of a function or on the same line
2621   than the current function in case of a leaf one. It is default
2622   enabled.
2623
2624         - hide: echo nofuncgraph-duration > trace_options
2625         - show: echo funcgraph-duration > trace_options
2626
2627 - The overhead field precedes the duration field in case of
2628   reached duration thresholds.
2629
2630         - hide: echo nofuncgraph-overhead > trace_options
2631         - show: echo funcgraph-overhead > trace_options
2632         - depends on: funcgraph-duration
2633
2634   ie::
2635
2636     3) # 1837.709 us |          } /* __switch_to */
2637     3)               |          finish_task_switch() {
2638     3)   0.313 us    |            _raw_spin_unlock_irq();
2639     3)   3.177 us    |          }
2640     3) # 1889.063 us |        } /* __schedule */
2641     3) ! 140.417 us  |      } /* __schedule */
2642     3) # 2034.948 us |    } /* schedule */
2643     3) * 33998.59 us |  } /* schedule_preempt_disabled */
2644
2645     [...]
2646
2647     1)   0.260 us    |              msecs_to_jiffies();
2648     1)   0.313 us    |              __rcu_read_unlock();
2649     1) + 61.770 us   |            }
2650     1) + 64.479 us   |          }
2651     1)   0.313 us    |          rcu_bh_qs();
2652     1)   0.313 us    |          __local_bh_enable();
2653     1) ! 217.240 us  |        }
2654     1)   0.365 us    |        idle_cpu();
2655     1)               |        rcu_irq_exit() {
2656     1)   0.417 us    |          rcu_eqs_enter_common.isra.47();
2657     1)   3.125 us    |        }
2658     1) ! 227.812 us  |      }
2659     1) ! 457.395 us  |    }
2660     1) @ 119760.2 us |  }
2661
2662     [...]
2663
2664     2)               |    handle_IPI() {
2665     1)   6.979 us    |                  }
2666     2)   0.417 us    |      scheduler_ipi();
2667     1)   9.791 us    |                }
2668     1) + 12.917 us   |              }
2669     2)   3.490 us    |    }
2670     1) + 15.729 us   |            }
2671     1) + 18.542 us   |          }
2672     2) $ 3594274 us  |  }
2673
2674 Flags::
2675
2676   + means that the function exceeded 10 usecs.
2677   ! means that the function exceeded 100 usecs.
2678   # means that the function exceeded 1000 usecs.
2679   * means that the function exceeded 10 msecs.
2680   @ means that the function exceeded 100 msecs.
2681   $ means that the function exceeded 1 sec.
2682
2683
2684 - The task/pid field displays the thread cmdline and pid which
2685   executed the function. It is default disabled.
2686
2687         - hide: echo nofuncgraph-proc > trace_options
2688         - show: echo funcgraph-proc > trace_options
2689
2690   ie::
2691
2692     # tracer: function_graph
2693     #
2694     # CPU  TASK/PID        DURATION                  FUNCTION CALLS
2695     # |    |    |           |   |                     |   |   |   |
2696     0)    sh-4802     |               |                  d_free() {
2697     0)    sh-4802     |               |                    call_rcu() {
2698     0)    sh-4802     |               |                      __call_rcu() {
2699     0)    sh-4802     |   0.616 us    |                        rcu_process_gp_end();
2700     0)    sh-4802     |   0.586 us    |                        check_for_new_grace_period();
2701     0)    sh-4802     |   2.899 us    |                      }
2702     0)    sh-4802     |   4.040 us    |                    }
2703     0)    sh-4802     |   5.151 us    |                  }
2704     0)    sh-4802     | + 49.370 us   |                }
2705
2706
2707 - The absolute time field is an absolute timestamp given by the
2708   system clock since it started. A snapshot of this time is
2709   given on each entry/exit of functions
2710
2711         - hide: echo nofuncgraph-abstime > trace_options
2712         - show: echo funcgraph-abstime > trace_options
2713
2714   ie::
2715
2716     #
2717     #      TIME       CPU  DURATION                  FUNCTION CALLS
2718     #       |         |     |   |                     |   |   |   |
2719     360.774522 |   1)   0.541 us    |                                          }
2720     360.774522 |   1)   4.663 us    |                                        }
2721     360.774523 |   1)   0.541 us    |                                        __wake_up_bit();
2722     360.774524 |   1)   6.796 us    |                                      }
2723     360.774524 |   1)   7.952 us    |                                    }
2724     360.774525 |   1)   9.063 us    |                                  }
2725     360.774525 |   1)   0.615 us    |                                  journal_mark_dirty();
2726     360.774527 |   1)   0.578 us    |                                  __brelse();
2727     360.774528 |   1)               |                                  reiserfs_prepare_for_journal() {
2728     360.774528 |   1)               |                                    unlock_buffer() {
2729     360.774529 |   1)               |                                      wake_up_bit() {
2730     360.774529 |   1)               |                                        bit_waitqueue() {
2731     360.774530 |   1)   0.594 us    |                                          __phys_addr();
2732
2733
2734 The function name is always displayed after the closing bracket
2735 for a function if the start of that function is not in the
2736 trace buffer.
2737
2738 Display of the function name after the closing bracket may be
2739 enabled for functions whose start is in the trace buffer,
2740 allowing easier searching with grep for function durations.
2741 It is default disabled.
2742
2743         - hide: echo nofuncgraph-tail > trace_options
2744         - show: echo funcgraph-tail > trace_options
2745
2746   Example with nofuncgraph-tail (default)::
2747
2748     0)               |      putname() {
2749     0)               |        kmem_cache_free() {
2750     0)   0.518 us    |          __phys_addr();
2751     0)   1.757 us    |        }
2752     0)   2.861 us    |      }
2753
2754   Example with funcgraph-tail::
2755
2756     0)               |      putname() {
2757     0)               |        kmem_cache_free() {
2758     0)   0.518 us    |          __phys_addr();
2759     0)   1.757 us    |        } /* kmem_cache_free() */
2760     0)   2.861 us    |      } /* putname() */
2761
2762 The return value of each traced function can be displayed after
2763 an equal sign "=". When encountering system call failures, it
2764 can be very helpful to quickly locate the function that first
2765 returns an error code.
2766
2767         - hide: echo nofuncgraph-retval > trace_options
2768         - show: echo funcgraph-retval > trace_options
2769
2770   Example with funcgraph-retval::
2771
2772     1)               |    cgroup_migrate() {
2773     1)   0.651 us    |      cgroup_migrate_add_task(); /* = 0xffff93fcfd346c00 */
2774     1)               |      cgroup_migrate_execute() {
2775     1)               |        cpu_cgroup_can_attach() {
2776     1)               |          cgroup_taskset_first() {
2777     1)   0.732 us    |            cgroup_taskset_next(); /* = 0xffff93fc8fb20000 */
2778     1)   1.232 us    |          } /* cgroup_taskset_first = 0xffff93fc8fb20000 */
2779     1)   0.380 us    |          sched_rt_can_attach(); /* = 0x0 */
2780     1)   2.335 us    |        } /* cpu_cgroup_can_attach = -22 */
2781     1)   4.369 us    |      } /* cgroup_migrate_execute = -22 */
2782     1)   7.143 us    |    } /* cgroup_migrate = -22 */
2783
2784 The above example shows that the function cpu_cgroup_can_attach
2785 returned the error code -22 firstly, then we can read the code
2786 of this function to get the root cause.
2787
2788 When the option funcgraph-retval-hex is not set, the return value can
2789 be displayed in a smart way. Specifically, if it is an error code,
2790 it will be printed in signed decimal format, otherwise it will
2791 printed in hexadecimal format.
2792
2793         - smart: echo nofuncgraph-retval-hex > trace_options
2794         - hexadecimal: echo funcgraph-retval-hex > trace_options
2795
2796   Example with funcgraph-retval-hex::
2797
2798     1)               |      cgroup_migrate() {
2799     1)   0.651 us    |        cgroup_migrate_add_task(); /* = 0xffff93fcfd346c00 */
2800     1)               |        cgroup_migrate_execute() {
2801     1)               |          cpu_cgroup_can_attach() {
2802     1)               |            cgroup_taskset_first() {
2803     1)   0.732 us    |              cgroup_taskset_next(); /* = 0xffff93fc8fb20000 */
2804     1)   1.232 us    |            } /* cgroup_taskset_first = 0xffff93fc8fb20000 */
2805     1)   0.380 us    |            sched_rt_can_attach(); /* = 0x0 */
2806     1)   2.335 us    |          } /* cpu_cgroup_can_attach = 0xffffffea */
2807     1)   4.369 us    |        } /* cgroup_migrate_execute = 0xffffffea */
2808     1)   7.143 us    |      } /* cgroup_migrate = 0xffffffea */
2809
2810 At present, there are some limitations when using the funcgraph-retval
2811 option, and these limitations will be eliminated in the future:
2812
2813 - Even if the function return type is void, a return value will still
2814   be printed, and you can just ignore it.
2815
2816 - Even if return values are stored in multiple registers, only the
2817   value contained in the first register will be recorded and printed.
2818   To illustrate, in the x86 architecture, eax and edx are used to store
2819   a 64-bit return value, with the lower 32 bits saved in eax and the
2820   upper 32 bits saved in edx. However, only the value stored in eax
2821   will be recorded and printed.
2822
2823 - In certain procedure call standards, such as arm64's AAPCS64, when a
2824   type is smaller than a GPR, it is the responsibility of the consumer
2825   to perform the narrowing, and the upper bits may contain UNKNOWN values.
2826   Therefore, it is advisable to check the code for such cases. For instance,
2827   when using a u8 in a 64-bit GPR, bits [63:8] may contain arbitrary values,
2828   especially when larger types are truncated, whether explicitly or implicitly.
2829   Here are some specific cases to illustrate this point:
2830
2831   **Case One**:
2832
2833   The function narrow_to_u8 is defined as follows::
2834
2835         u8 narrow_to_u8(u64 val)
2836         {
2837                 // implicitly truncated
2838                 return val;
2839         }
2840
2841   It may be compiled to::
2842
2843         narrow_to_u8:
2844                 < ... ftrace instrumentation ... >
2845                 RET
2846
2847   If you pass 0x123456789abcdef to this function and want to narrow it,
2848   it may be recorded as 0x123456789abcdef instead of 0xef.
2849
2850   **Case Two**:
2851
2852   The function error_if_not_4g_aligned is defined as follows::
2853
2854         int error_if_not_4g_aligned(u64 val)
2855         {
2856                 if (val & GENMASK(31, 0))
2857                         return -EINVAL;
2858
2859                 return 0;
2860         }
2861
2862   It could be compiled to::
2863
2864         error_if_not_4g_aligned:
2865                 CBNZ    w0, .Lnot_aligned
2866                 RET                     // bits [31:0] are zero, bits
2867                                         // [63:32] are UNKNOWN
2868         .Lnot_aligned:
2869                 MOV    x0, #-EINVAL
2870                 RET
2871
2872   When passing 0x2_0000_0000 to it, the return value may be recorded as
2873   0x2_0000_0000 instead of 0.
2874
2875 You can put some comments on specific functions by using
2876 trace_printk() For example, if you want to put a comment inside
2877 the __might_sleep() function, you just have to include
2878 <linux/ftrace.h> and call trace_printk() inside __might_sleep()::
2879
2880         trace_printk("I'm a comment!\n")
2881
2882 will produce::
2883
2884    1)               |             __might_sleep() {
2885    1)               |                /* I'm a comment! */
2886    1)   1.449 us    |             }
2887
2888
2889 You might find other useful features for this tracer in the
2890 following "dynamic ftrace" section such as tracing only specific
2891 functions or tasks.
2892
2893 dynamic ftrace
2894 --------------
2895
2896 If CONFIG_DYNAMIC_FTRACE is set, the system will run with
2897 virtually no overhead when function tracing is disabled. The way
2898 this works is the mcount function call (placed at the start of
2899 every kernel function, produced by the -pg switch in gcc),
2900 starts of pointing to a simple return. (Enabling FTRACE will
2901 include the -pg switch in the compiling of the kernel.)
2902
2903 At compile time every C file object is run through the
2904 recordmcount program (located in the scripts directory). This
2905 program will parse the ELF headers in the C object to find all
2906 the locations in the .text section that call mcount. Starting
2907 with gcc version 4.6, the -mfentry has been added for x86, which
2908 calls "__fentry__" instead of "mcount". Which is called before
2909 the creation of the stack frame.
2910
2911 Note, not all sections are traced. They may be prevented by either
2912 a notrace, or blocked another way and all inline functions are not
2913 traced. Check the "available_filter_functions" file to see what functions
2914 can be traced.
2915
2916 A section called "__mcount_loc" is created that holds
2917 references to all the mcount/fentry call sites in the .text section.
2918 The recordmcount program re-links this section back into the
2919 original object. The final linking stage of the kernel will add all these
2920 references into a single table.
2921
2922 On boot up, before SMP is initialized, the dynamic ftrace code
2923 scans this table and updates all the locations into nops. It
2924 also records the locations, which are added to the
2925 available_filter_functions list.  Modules are processed as they
2926 are loaded and before they are executed.  When a module is
2927 unloaded, it also removes its functions from the ftrace function
2928 list. This is automatic in the module unload code, and the
2929 module author does not need to worry about it.
2930
2931 When tracing is enabled, the process of modifying the function
2932 tracepoints is dependent on architecture. The old method is to use
2933 kstop_machine to prevent races with the CPUs executing code being
2934 modified (which can cause the CPU to do undesirable things, especially
2935 if the modified code crosses cache (or page) boundaries), and the nops are
2936 patched back to calls. But this time, they do not call mcount
2937 (which is just a function stub). They now call into the ftrace
2938 infrastructure.
2939
2940 The new method of modifying the function tracepoints is to place
2941 a breakpoint at the location to be modified, sync all CPUs, modify
2942 the rest of the instruction not covered by the breakpoint. Sync
2943 all CPUs again, and then remove the breakpoint with the finished
2944 version to the ftrace call site.
2945
2946 Some archs do not even need to monkey around with the synchronization,
2947 and can just slap the new code on top of the old without any
2948 problems with other CPUs executing it at the same time.
2949
2950 One special side-effect to the recording of the functions being
2951 traced is that we can now selectively choose which functions we
2952 wish to trace and which ones we want the mcount calls to remain
2953 as nops.
2954
2955 Two files are used, one for enabling and one for disabling the
2956 tracing of specified functions. They are:
2957
2958   set_ftrace_filter
2959
2960 and
2961
2962   set_ftrace_notrace
2963
2964 A list of available functions that you can add to these files is
2965 listed in:
2966
2967    available_filter_functions
2968
2969 ::
2970
2971   # cat available_filter_functions
2972   put_prev_task_idle
2973   kmem_cache_create
2974   pick_next_task_rt
2975   cpus_read_lock
2976   pick_next_task_fair
2977   mutex_lock
2978   [...]
2979
2980 If I am only interested in sys_nanosleep and hrtimer_interrupt::
2981
2982   # echo sys_nanosleep hrtimer_interrupt > set_ftrace_filter
2983   # echo function > current_tracer
2984   # echo 1 > tracing_on
2985   # usleep 1
2986   # echo 0 > tracing_on
2987   # cat trace
2988   # tracer: function
2989   #
2990   # entries-in-buffer/entries-written: 5/5   #P:4
2991   #
2992   #                              _-----=> irqs-off
2993   #                             / _----=> need-resched
2994   #                            | / _---=> hardirq/softirq
2995   #                            || / _--=> preempt-depth
2996   #                            ||| /     delay
2997   #           TASK-PID   CPU#  ||||    TIMESTAMP  FUNCTION
2998   #              | |       |   ||||       |         |
2999             usleep-2665  [001] ....  4186.475355: sys_nanosleep <-system_call_fastpath
3000             <idle>-0     [001] d.h1  4186.475409: hrtimer_interrupt <-smp_apic_timer_interrupt
3001             usleep-2665  [001] d.h1  4186.475426: hrtimer_interrupt <-smp_apic_timer_interrupt
3002             <idle>-0     [003] d.h1  4186.475426: hrtimer_interrupt <-smp_apic_timer_interrupt
3003             <idle>-0     [002] d.h1  4186.475427: hrtimer_interrupt <-smp_apic_timer_interrupt
3004
3005 To see which functions are being traced, you can cat the file:
3006 ::
3007
3008   # cat set_ftrace_filter
3009   hrtimer_interrupt
3010   sys_nanosleep
3011
3012
3013 Perhaps this is not enough. The filters also allow glob(7) matching.
3014
3015   ``<match>*``
3016         will match functions that begin with <match>
3017   ``*<match>``
3018         will match functions that end with <match>
3019   ``*<match>*``
3020         will match functions that have <match> in it
3021   ``<match1>*<match2>``
3022         will match functions that begin with <match1> and end with <match2>
3023
3024 .. note::
3025       It is better to use quotes to enclose the wild cards,
3026       otherwise the shell may expand the parameters into names
3027       of files in the local directory.
3028
3029 ::
3030
3031   # echo 'hrtimer_*' > set_ftrace_filter
3032
3033 Produces::
3034
3035   # tracer: function
3036   #
3037   # entries-in-buffer/entries-written: 897/897   #P:4
3038   #
3039   #                              _-----=> irqs-off
3040   #                             / _----=> need-resched
3041   #                            | / _---=> hardirq/softirq
3042   #                            || / _--=> preempt-depth
3043   #                            ||| /     delay
3044   #           TASK-PID   CPU#  ||||    TIMESTAMP  FUNCTION
3045   #              | |       |   ||||       |         |
3046             <idle>-0     [003] dN.1  4228.547803: hrtimer_cancel <-tick_nohz_idle_exit
3047             <idle>-0     [003] dN.1  4228.547804: hrtimer_try_to_cancel <-hrtimer_cancel
3048             <idle>-0     [003] dN.2  4228.547805: hrtimer_force_reprogram <-__remove_hrtimer
3049             <idle>-0     [003] dN.1  4228.547805: hrtimer_forward <-tick_nohz_idle_exit
3050             <idle>-0     [003] dN.1  4228.547805: hrtimer_start_range_ns <-hrtimer_start_expires.constprop.11
3051             <idle>-0     [003] d..1  4228.547858: hrtimer_get_next_event <-get_next_timer_interrupt
3052             <idle>-0     [003] d..1  4228.547859: hrtimer_start <-__tick_nohz_idle_enter
3053             <idle>-0     [003] d..2  4228.547860: hrtimer_force_reprogram <-__rem
3054
3055 Notice that we lost the sys_nanosleep.
3056 ::
3057
3058   # cat set_ftrace_filter
3059   hrtimer_run_queues
3060   hrtimer_run_pending
3061   hrtimer_init
3062   hrtimer_cancel
3063   hrtimer_try_to_cancel
3064   hrtimer_forward
3065   hrtimer_start
3066   hrtimer_reprogram
3067   hrtimer_force_reprogram
3068   hrtimer_get_next_event
3069   hrtimer_interrupt
3070   hrtimer_nanosleep
3071   hrtimer_wakeup
3072   hrtimer_get_remaining
3073   hrtimer_get_res
3074   hrtimer_init_sleeper
3075
3076
3077 This is because the '>' and '>>' act just like they do in bash.
3078 To rewrite the filters, use '>'
3079 To append to the filters, use '>>'
3080
3081 To clear out a filter so that all functions will be recorded
3082 again::
3083
3084  # echo > set_ftrace_filter
3085  # cat set_ftrace_filter
3086  #
3087
3088 Again, now we want to append.
3089
3090 ::
3091
3092   # echo sys_nanosleep > set_ftrace_filter
3093   # cat set_ftrace_filter
3094   sys_nanosleep
3095   # echo 'hrtimer_*' >> set_ftrace_filter
3096   # cat set_ftrace_filter
3097   hrtimer_run_queues
3098   hrtimer_run_pending
3099   hrtimer_init
3100   hrtimer_cancel
3101   hrtimer_try_to_cancel
3102   hrtimer_forward
3103   hrtimer_start
3104   hrtimer_reprogram
3105   hrtimer_force_reprogram
3106   hrtimer_get_next_event
3107   hrtimer_interrupt
3108   sys_nanosleep
3109   hrtimer_nanosleep
3110   hrtimer_wakeup
3111   hrtimer_get_remaining
3112   hrtimer_get_res
3113   hrtimer_init_sleeper
3114
3115
3116 The set_ftrace_notrace prevents those functions from being
3117 traced.
3118 ::
3119
3120   # echo '*preempt*' '*lock*' > set_ftrace_notrace
3121
3122 Produces::
3123
3124   # tracer: function
3125   #
3126   # entries-in-buffer/entries-written: 39608/39608   #P:4
3127   #
3128   #                              _-----=> irqs-off
3129   #                             / _----=> need-resched
3130   #                            | / _---=> hardirq/softirq
3131   #                            || / _--=> preempt-depth
3132   #                            ||| /     delay
3133   #           TASK-PID   CPU#  ||||    TIMESTAMP  FUNCTION
3134   #              | |       |   ||||       |         |
3135               bash-1994  [000] ....  4342.324896: file_ra_state_init <-do_dentry_open
3136               bash-1994  [000] ....  4342.324897: open_check_o_direct <-do_last
3137               bash-1994  [000] ....  4342.324897: ima_file_check <-do_last
3138               bash-1994  [000] ....  4342.324898: process_measurement <-ima_file_check
3139               bash-1994  [000] ....  4342.324898: ima_get_action <-process_measurement
3140               bash-1994  [000] ....  4342.324898: ima_match_policy <-ima_get_action
3141               bash-1994  [000] ....  4342.324899: do_truncate <-do_last
3142               bash-1994  [000] ....  4342.324899: setattr_should_drop_suidgid <-do_truncate
3143               bash-1994  [000] ....  4342.324899: notify_change <-do_truncate
3144               bash-1994  [000] ....  4342.324900: current_fs_time <-notify_change
3145               bash-1994  [000] ....  4342.324900: current_kernel_time <-current_fs_time
3146               bash-1994  [000] ....  4342.324900: timespec_trunc <-current_fs_time
3147
3148 We can see that there's no more lock or preempt tracing.
3149
3150 Selecting function filters via index
3151 ------------------------------------
3152
3153 Because processing of strings is expensive (the address of the function
3154 needs to be looked up before comparing to the string being passed in),
3155 an index can be used as well to enable functions. This is useful in the
3156 case of setting thousands of specific functions at a time. By passing
3157 in a list of numbers, no string processing will occur. Instead, the function
3158 at the specific location in the internal array (which corresponds to the
3159 functions in the "available_filter_functions" file), is selected.
3160
3161 ::
3162
3163   # echo 1 > set_ftrace_filter
3164
3165 Will select the first function listed in "available_filter_functions"
3166
3167 ::
3168
3169   # head -1 available_filter_functions
3170   trace_initcall_finish_cb
3171
3172   # cat set_ftrace_filter
3173   trace_initcall_finish_cb
3174
3175   # head -50 available_filter_functions | tail -1
3176   x86_pmu_commit_txn
3177
3178   # echo 1 50 > set_ftrace_filter
3179   # cat set_ftrace_filter
3180   trace_initcall_finish_cb
3181   x86_pmu_commit_txn
3182
3183 Dynamic ftrace with the function graph tracer
3184 ---------------------------------------------
3185
3186 Although what has been explained above concerns both the
3187 function tracer and the function-graph-tracer, there are some
3188 special features only available in the function-graph tracer.
3189
3190 If you want to trace only one function and all of its children,
3191 you just have to echo its name into set_graph_function::
3192
3193  echo __do_fault > set_graph_function
3194
3195 will produce the following "expanded" trace of the __do_fault()
3196 function::
3197
3198    0)               |  __do_fault() {
3199    0)               |    filemap_fault() {
3200    0)               |      find_lock_page() {
3201    0)   0.804 us    |        find_get_page();
3202    0)               |        __might_sleep() {
3203    0)   1.329 us    |        }
3204    0)   3.904 us    |      }
3205    0)   4.979 us    |    }
3206    0)   0.653 us    |    _spin_lock();
3207    0)   0.578 us    |    page_add_file_rmap();
3208    0)   0.525 us    |    native_set_pte_at();
3209    0)   0.585 us    |    _spin_unlock();
3210    0)               |    unlock_page() {
3211    0)   0.541 us    |      page_waitqueue();
3212    0)   0.639 us    |      __wake_up_bit();
3213    0)   2.786 us    |    }
3214    0) + 14.237 us   |  }
3215    0)               |  __do_fault() {
3216    0)               |    filemap_fault() {
3217    0)               |      find_lock_page() {
3218    0)   0.698 us    |        find_get_page();
3219    0)               |        __might_sleep() {
3220    0)   1.412 us    |        }
3221    0)   3.950 us    |      }
3222    0)   5.098 us    |    }
3223    0)   0.631 us    |    _spin_lock();
3224    0)   0.571 us    |    page_add_file_rmap();
3225    0)   0.526 us    |    native_set_pte_at();
3226    0)   0.586 us    |    _spin_unlock();
3227    0)               |    unlock_page() {
3228    0)   0.533 us    |      page_waitqueue();
3229    0)   0.638 us    |      __wake_up_bit();
3230    0)   2.793 us    |    }
3231    0) + 14.012 us   |  }
3232
3233 You can also expand several functions at once::
3234
3235  echo sys_open > set_graph_function
3236  echo sys_close >> set_graph_function
3237
3238 Now if you want to go back to trace all functions you can clear
3239 this special filter via::
3240
3241  echo > set_graph_function
3242
3243
3244 ftrace_enabled
3245 --------------
3246
3247 Note, the proc sysctl ftrace_enable is a big on/off switch for the
3248 function tracer. By default it is enabled (when function tracing is
3249 enabled in the kernel). If it is disabled, all function tracing is
3250 disabled. This includes not only the function tracers for ftrace, but
3251 also for any other uses (perf, kprobes, stack tracing, profiling, etc). It
3252 cannot be disabled if there is a callback with FTRACE_OPS_FL_PERMANENT set
3253 registered.
3254
3255 Please disable this with care.
3256
3257 This can be disable (and enabled) with::
3258
3259   sysctl kernel.ftrace_enabled=0
3260   sysctl kernel.ftrace_enabled=1
3261
3262  or
3263
3264   echo 0 > /proc/sys/kernel/ftrace_enabled
3265   echo 1 > /proc/sys/kernel/ftrace_enabled
3266
3267
3268 Filter commands
3269 ---------------
3270
3271 A few commands are supported by the set_ftrace_filter interface.
3272 Trace commands have the following format::
3273
3274   <function>:<command>:<parameter>
3275
3276 The following commands are supported:
3277
3278 - mod:
3279   This command enables function filtering per module. The
3280   parameter defines the module. For example, if only the write*
3281   functions in the ext3 module are desired, run:
3282
3283    echo 'write*:mod:ext3' > set_ftrace_filter
3284
3285   This command interacts with the filter in the same way as
3286   filtering based on function names. Thus, adding more functions
3287   in a different module is accomplished by appending (>>) to the
3288   filter file. Remove specific module functions by prepending
3289   '!'::
3290
3291    echo '!writeback*:mod:ext3' >> set_ftrace_filter
3292
3293   Mod command supports module globbing. Disable tracing for all
3294   functions except a specific module::
3295
3296    echo '!*:mod:!ext3' >> set_ftrace_filter
3297
3298   Disable tracing for all modules, but still trace kernel::
3299
3300    echo '!*:mod:*' >> set_ftrace_filter
3301
3302   Enable filter only for kernel::
3303
3304    echo '*write*:mod:!*' >> set_ftrace_filter
3305
3306   Enable filter for module globbing::
3307
3308    echo '*write*:mod:*snd*' >> set_ftrace_filter
3309
3310 - traceon/traceoff:
3311   These commands turn tracing on and off when the specified
3312   functions are hit. The parameter determines how many times the
3313   tracing system is turned on and off. If unspecified, there is
3314   no limit. For example, to disable tracing when a schedule bug
3315   is hit the first 5 times, run::
3316
3317    echo '__schedule_bug:traceoff:5' > set_ftrace_filter
3318
3319   To always disable tracing when __schedule_bug is hit::
3320
3321    echo '__schedule_bug:traceoff' > set_ftrace_filter
3322
3323   These commands are cumulative whether or not they are appended
3324   to set_ftrace_filter. To remove a command, prepend it by '!'
3325   and drop the parameter::
3326
3327    echo '!__schedule_bug:traceoff:0' > set_ftrace_filter
3328
3329   The above removes the traceoff command for __schedule_bug
3330   that have a counter. To remove commands without counters::
3331
3332    echo '!__schedule_bug:traceoff' > set_ftrace_filter
3333
3334 - snapshot:
3335   Will cause a snapshot to be triggered when the function is hit.
3336   ::
3337
3338    echo 'native_flush_tlb_others:snapshot' > set_ftrace_filter
3339
3340   To only snapshot once:
3341   ::
3342
3343    echo 'native_flush_tlb_others:snapshot:1' > set_ftrace_filter
3344
3345   To remove the above commands::
3346
3347    echo '!native_flush_tlb_others:snapshot' > set_ftrace_filter
3348    echo '!native_flush_tlb_others:snapshot:0' > set_ftrace_filter
3349
3350 - enable_event/disable_event:
3351   These commands can enable or disable a trace event. Note, because
3352   function tracing callbacks are very sensitive, when these commands
3353   are registered, the trace point is activated, but disabled in
3354   a "soft" mode. That is, the tracepoint will be called, but
3355   just will not be traced. The event tracepoint stays in this mode
3356   as long as there's a command that triggers it.
3357   ::
3358
3359    echo 'try_to_wake_up:enable_event:sched:sched_switch:2' > \
3360          set_ftrace_filter
3361
3362   The format is::
3363
3364     <function>:enable_event:<system>:<event>[:count]
3365     <function>:disable_event:<system>:<event>[:count]
3366
3367   To remove the events commands::
3368
3369    echo '!try_to_wake_up:enable_event:sched:sched_switch:0' > \
3370          set_ftrace_filter
3371    echo '!schedule:disable_event:sched:sched_switch' > \
3372          set_ftrace_filter
3373
3374 - dump:
3375   When the function is hit, it will dump the contents of the ftrace
3376   ring buffer to the console. This is useful if you need to debug
3377   something, and want to dump the trace when a certain function
3378   is hit. Perhaps it's a function that is called before a triple
3379   fault happens and does not allow you to get a regular dump.
3380
3381 - cpudump:
3382   When the function is hit, it will dump the contents of the ftrace
3383   ring buffer for the current CPU to the console. Unlike the "dump"
3384   command, it only prints out the contents of the ring buffer for the
3385   CPU that executed the function that triggered the dump.
3386
3387 - stacktrace:
3388   When the function is hit, a stack trace is recorded.
3389
3390 trace_pipe
3391 ----------
3392
3393 The trace_pipe outputs the same content as the trace file, but
3394 the effect on the tracing is different. Every read from
3395 trace_pipe is consumed. This means that subsequent reads will be
3396 different. The trace is live.
3397 ::
3398
3399   # echo function > current_tracer
3400   # cat trace_pipe > /tmp/trace.out &
3401   [1] 4153
3402   # echo 1 > tracing_on
3403   # usleep 1
3404   # echo 0 > tracing_on
3405   # cat trace
3406   # tracer: function
3407   #
3408   # entries-in-buffer/entries-written: 0/0   #P:4
3409   #
3410   #                              _-----=> irqs-off
3411   #                             / _----=> need-resched
3412   #                            | / _---=> hardirq/softirq
3413   #                            || / _--=> preempt-depth
3414   #                            ||| /     delay
3415   #           TASK-PID   CPU#  ||||    TIMESTAMP  FUNCTION
3416   #              | |       |   ||||       |         |
3417
3418   #
3419   # cat /tmp/trace.out
3420              bash-1994  [000] ....  5281.568961: mutex_unlock <-rb_simple_write
3421              bash-1994  [000] ....  5281.568963: __mutex_unlock_slowpath <-mutex_unlock
3422              bash-1994  [000] ....  5281.568963: __fsnotify_parent <-fsnotify_modify
3423              bash-1994  [000] ....  5281.568964: fsnotify <-fsnotify_modify
3424              bash-1994  [000] ....  5281.568964: __srcu_read_lock <-fsnotify
3425              bash-1994  [000] ....  5281.568964: add_preempt_count <-__srcu_read_lock
3426              bash-1994  [000] ...1  5281.568965: sub_preempt_count <-__srcu_read_lock
3427              bash-1994  [000] ....  5281.568965: __srcu_read_unlock <-fsnotify
3428              bash-1994  [000] ....  5281.568967: sys_dup2 <-system_call_fastpath
3429
3430
3431 Note, reading the trace_pipe file will block until more input is
3432 added. This is contrary to the trace file. If any process opened
3433 the trace file for reading, it will actually disable tracing and
3434 prevent new entries from being added. The trace_pipe file does
3435 not have this limitation.
3436
3437 trace entries
3438 -------------
3439
3440 Having too much or not enough data can be troublesome in
3441 diagnosing an issue in the kernel. The file buffer_size_kb is
3442 used to modify the size of the internal trace buffers. The
3443 number listed is the number of entries that can be recorded per
3444 CPU. To know the full size, multiply the number of possible CPUs
3445 with the number of entries.
3446 ::
3447
3448   # cat buffer_size_kb
3449   1408 (units kilobytes)
3450
3451 Or simply read buffer_total_size_kb
3452 ::
3453
3454   # cat buffer_total_size_kb 
3455   5632
3456
3457 To modify the buffer, simple echo in a number (in 1024 byte segments).
3458 ::
3459
3460   # echo 10000 > buffer_size_kb
3461   # cat buffer_size_kb
3462   10000 (units kilobytes)
3463
3464 It will try to allocate as much as possible. If you allocate too
3465 much, it can cause Out-Of-Memory to trigger.
3466 ::
3467
3468   # echo 1000000000000 > buffer_size_kb
3469   -bash: echo: write error: Cannot allocate memory
3470   # cat buffer_size_kb
3471   85
3472
3473 The per_cpu buffers can be changed individually as well:
3474 ::
3475
3476   # echo 10000 > per_cpu/cpu0/buffer_size_kb
3477   # echo 100 > per_cpu/cpu1/buffer_size_kb
3478
3479 When the per_cpu buffers are not the same, the buffer_size_kb
3480 at the top level will just show an X
3481 ::
3482
3483   # cat buffer_size_kb
3484   X
3485
3486 This is where the buffer_total_size_kb is useful:
3487 ::
3488
3489   # cat buffer_total_size_kb 
3490   12916
3491
3492 Writing to the top level buffer_size_kb will reset all the buffers
3493 to be the same again.
3494
3495 Snapshot
3496 --------
3497 CONFIG_TRACER_SNAPSHOT makes a generic snapshot feature
3498 available to all non latency tracers. (Latency tracers which
3499 record max latency, such as "irqsoff" or "wakeup", can't use
3500 this feature, since those are already using the snapshot
3501 mechanism internally.)
3502
3503 Snapshot preserves a current trace buffer at a particular point
3504 in time without stopping tracing. Ftrace swaps the current
3505 buffer with a spare buffer, and tracing continues in the new
3506 current (=previous spare) buffer.
3507
3508 The following tracefs files in "tracing" are related to this
3509 feature:
3510
3511   snapshot:
3512
3513         This is used to take a snapshot and to read the output
3514         of the snapshot. Echo 1 into this file to allocate a
3515         spare buffer and to take a snapshot (swap), then read
3516         the snapshot from this file in the same format as
3517         "trace" (described above in the section "The File
3518         System"). Both reads snapshot and tracing are executable
3519         in parallel. When the spare buffer is allocated, echoing
3520         0 frees it, and echoing else (positive) values clear the
3521         snapshot contents.
3522         More details are shown in the table below.
3523
3524         +--------------+------------+------------+------------+
3525         |status\\input |     0      |     1      |    else    |
3526         +==============+============+============+============+
3527         |not allocated |(do nothing)| alloc+swap |(do nothing)|
3528         +--------------+------------+------------+------------+
3529         |allocated     |    free    |    swap    |   clear    |
3530         +--------------+------------+------------+------------+
3531
3532 Here is an example of using the snapshot feature.
3533 ::
3534
3535   # echo 1 > events/sched/enable
3536   # echo 1 > snapshot
3537   # cat snapshot
3538   # tracer: nop
3539   #
3540   # entries-in-buffer/entries-written: 71/71   #P:8
3541   #
3542   #                              _-----=> irqs-off
3543   #                             / _----=> need-resched
3544   #                            | / _---=> hardirq/softirq
3545   #                            || / _--=> preempt-depth
3546   #                            ||| /     delay
3547   #           TASK-PID   CPU#  ||||    TIMESTAMP  FUNCTION
3548   #              | |       |   ||||       |         |
3549             <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
3550              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
3551   [...]
3552           <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  
3553
3554   # cat trace  
3555   # tracer: nop
3556   #
3557   # entries-in-buffer/entries-written: 77/77   #P:8
3558   #
3559   #                              _-----=> irqs-off
3560   #                             / _----=> need-resched
3561   #                            | / _---=> hardirq/softirq
3562   #                            || / _--=> preempt-depth
3563   #                            ||| /     delay
3564   #           TASK-PID   CPU#  ||||    TIMESTAMP  FUNCTION
3565   #              | |       |   ||||       |         |
3566             <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
3567    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
3568   [...]
3569
3570
3571 If you try to use this snapshot feature when current tracer is
3572 one of the latency tracers, you will get the following results.
3573 ::
3574
3575   # echo wakeup > current_tracer
3576   # echo 1 > snapshot
3577   bash: echo: write error: Device or resource busy
3578   # cat snapshot
3579   cat: snapshot: Device or resource busy
3580
3581
3582 Instances
3583 ---------
3584 In the tracefs tracing directory, there is a directory called "instances".
3585 This directory can have new directories created inside of it using
3586 mkdir, and removing directories with rmdir. The directory created
3587 with mkdir in this directory will already contain files and other
3588 directories after it is created.
3589 ::
3590
3591   # mkdir instances/foo
3592   # ls instances/foo
3593   buffer_size_kb  buffer_total_size_kb  events  free_buffer  per_cpu
3594   set_event  snapshot  trace  trace_clock  trace_marker  trace_options
3595   trace_pipe  tracing_on
3596
3597 As you can see, the new directory looks similar to the tracing directory
3598 itself. In fact, it is very similar, except that the buffer and
3599 events are agnostic from the main directory, or from any other
3600 instances that are created.
3601
3602 The files in the new directory work just like the files with the
3603 same name in the tracing directory except the buffer that is used
3604 is a separate and new buffer. The files affect that buffer but do not
3605 affect the main buffer with the exception of trace_options. Currently,
3606 the trace_options affect all instances and the top level buffer
3607 the same, but this may change in future releases. That is, options
3608 may become specific to the instance they reside in.
3609
3610 Notice that none of the function tracer files are there, nor is
3611 current_tracer and available_tracers. This is because the buffers
3612 can currently only have events enabled for them.
3613 ::
3614
3615   # mkdir instances/foo
3616   # mkdir instances/bar
3617   # mkdir instances/zoot
3618   # echo 100000 > buffer_size_kb
3619   # echo 1000 > instances/foo/buffer_size_kb
3620   # echo 5000 > instances/bar/per_cpu/cpu1/buffer_size_kb
3621   # echo function > current_trace
3622   # echo 1 > instances/foo/events/sched/sched_wakeup/enable
3623   # echo 1 > instances/foo/events/sched/sched_wakeup_new/enable
3624   # echo 1 > instances/foo/events/sched/sched_switch/enable
3625   # echo 1 > instances/bar/events/irq/enable
3626   # echo 1 > instances/zoot/events/syscalls/enable
3627   # cat trace_pipe
3628   CPU:2 [LOST 11745 EVENTS]
3629               bash-2044  [002] .... 10594.481032: _raw_spin_lock_irqsave <-get_page_from_freelist
3630               bash-2044  [002] d... 10594.481032: add_preempt_count <-_raw_spin_lock_irqsave
3631               bash-2044  [002] d..1 10594.481032: __rmqueue <-get_page_from_freelist
3632               bash-2044  [002] d..1 10594.481033: _raw_spin_unlock <-get_page_from_freelist
3633               bash-2044  [002] d..1 10594.481033: sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock
3634               bash-2044  [002] d... 10594.481033: get_pageblock_flags_group <-get_pageblock_migratetype
3635               bash-2044  [002] d... 10594.481034: __mod_zone_page_state <-get_page_from_freelist
3636               bash-2044  [002] d... 10594.481034: zone_statistics <-get_page_from_freelist
3637               bash-2044  [002] d... 10594.481034: __inc_zone_state <-zone_statistics
3638               bash-2044  [002] d... 10594.481034: __inc_zone_state <-zone_statistics
3639               bash-2044  [002] .... 10594.481035: arch_dup_task_struct <-copy_process
3640   [...]
3641
3642   # cat instances/foo/trace_pipe
3643               bash-1998  [000] d..4   136.676759: sched_wakeup: comm=kworker/0:1 pid=59 prio=120 success=1 target_cpu=000
3644               bash-1998  [000] dN.4   136.676760: sched_wakeup: comm=bash pid=1998 prio=120 success=1 target_cpu=000
3645             <idle>-0     [003] d.h3   136.676906: sched_wakeup: comm=rcu_preempt pid=9 prio=120 success=1 target_cpu=003
3646             <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
3647        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
3648               bash-1998  [000] d..4   136.677014: sched_wakeup: comm=kworker/0:1 pid=59 prio=120 success=1 target_cpu=000
3649               bash-1998  [000] dN.4   136.677016: sched_wakeup: comm=bash pid=1998 prio=120 success=1 target_cpu=000
3650               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
3651        kworker/0:1-59    [000] d..4   136.677022: sched_wakeup: comm=sshd pid=1995 prio=120 success=1 target_cpu=001
3652        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
3653   [...]
3654
3655   # cat instances/bar/trace_pipe
3656        migration/1-14    [001] d.h3   138.732674: softirq_raise: vec=3 [action=NET_RX]
3657             <idle>-0     [001] dNh3   138.732725: softirq_raise: vec=3 [action=NET_RX]
3658               bash-1998  [000] d.h1   138.733101: softirq_raise: vec=1 [action=TIMER]
3659               bash-1998  [000] d.h1   138.733102: softirq_raise: vec=9 [action=RCU]
3660               bash-1998  [000] ..s2   138.733105: softirq_entry: vec=1 [action=TIMER]
3661               bash-1998  [000] ..s2   138.733106: softirq_exit: vec=1 [action=TIMER]
3662               bash-1998  [000] ..s2   138.733106: softirq_entry: vec=9 [action=RCU]
3663               bash-1998  [000] ..s2   138.733109: softirq_exit: vec=9 [action=RCU]
3664               sshd-1995  [001] d.h1   138.733278: irq_handler_entry: irq=21 name=uhci_hcd:usb4
3665               sshd-1995  [001] d.h1   138.733280: irq_handler_exit: irq=21 ret=unhandled
3666               sshd-1995  [001] d.h1   138.733281: irq_handler_entry: irq=21 name=eth0
3667               sshd-1995  [001] d.h1   138.733283: irq_handler_exit: irq=21 ret=handled
3668   [...]
3669
3670   # cat instances/zoot/trace
3671   # tracer: nop
3672   #
3673   # entries-in-buffer/entries-written: 18996/18996   #P:4
3674   #
3675   #                              _-----=> irqs-off
3676   #                             / _----=> need-resched
3677   #                            | / _---=> hardirq/softirq
3678   #                            || / _--=> preempt-depth
3679   #                            ||| /     delay
3680   #           TASK-PID   CPU#  ||||    TIMESTAMP  FUNCTION
3681   #              | |       |   ||||       |         |
3682               bash-1998  [000] d...   140.733501: sys_write -> 0x2
3683               bash-1998  [000] d...   140.733504: sys_dup2(oldfd: a, newfd: 1)
3684               bash-1998  [000] d...   140.733506: sys_dup2 -> 0x1
3685               bash-1998  [000] d...   140.733508: sys_fcntl(fd: a, cmd: 1, arg: 0)
3686               bash-1998  [000] d...   140.733509: sys_fcntl -> 0x1
3687               bash-1998  [000] d...   140.733510: sys_close(fd: a)
3688               bash-1998  [000] d...   140.733510: sys_close -> 0x0
3689               bash-1998  [000] d...   140.733514: sys_rt_sigprocmask(how: 0, nset: 0, oset: 6e2768, sigsetsize: 8)
3690               bash-1998  [000] d...   140.733515: sys_rt_sigprocmask -> 0x0
3691               bash-1998  [000] d...   140.733516: sys_rt_sigaction(sig: 2, act: 7fff718846f0, oact: 7fff71884650, sigsetsize: 8)
3692               bash-1998  [000] d...   140.733516: sys_rt_sigaction -> 0x0
3693
3694 You can see that the trace of the top most trace buffer shows only
3695 the function tracing. The foo instance displays wakeups and task
3696 switches.
3697
3698 To remove the instances, simply delete their directories:
3699 ::
3700
3701   # rmdir instances/foo
3702   # rmdir instances/bar
3703   # rmdir instances/zoot
3704
3705 Note, if a process has a trace file open in one of the instance
3706 directories, the rmdir will fail with EBUSY.
3707
3708
3709 Stack trace
3710 -----------
3711 Since the kernel has a fixed sized stack, it is important not to
3712 waste it in functions. A kernel developer must be conscious of
3713 what they allocate on the stack. If they add too much, the system
3714 can be in danger of a stack overflow, and corruption will occur,
3715 usually leading to a system panic.
3716
3717 There are some tools that check this, usually with interrupts
3718 periodically checking usage. But if you can perform a check
3719 at every function call that will become very useful. As ftrace provides
3720 a function tracer, it makes it convenient to check the stack size
3721 at every function call. This is enabled via the stack tracer.
3722
3723 CONFIG_STACK_TRACER enables the ftrace stack tracing functionality.
3724 To enable it, write a '1' into /proc/sys/kernel/stack_tracer_enabled.
3725 ::
3726
3727  # echo 1 > /proc/sys/kernel/stack_tracer_enabled
3728
3729 You can also enable it from the kernel command line to trace
3730 the stack size of the kernel during boot up, by adding "stacktrace"
3731 to the kernel command line parameter.
3732
3733 After running it for a few minutes, the output looks like:
3734 ::
3735
3736   # cat stack_max_size
3737   2928
3738
3739   # cat stack_trace
3740           Depth    Size   Location    (18 entries)
3741           -----    ----   --------
3742     0)     2928     224   update_sd_lb_stats+0xbc/0x4ac
3743     1)     2704     160   find_busiest_group+0x31/0x1f1
3744     2)     2544     256   load_balance+0xd9/0x662
3745     3)     2288      80   idle_balance+0xbb/0x130
3746     4)     2208     128   __schedule+0x26e/0x5b9
3747     5)     2080      16   schedule+0x64/0x66
3748     6)     2064     128   schedule_timeout+0x34/0xe0
3749     7)     1936     112   wait_for_common+0x97/0xf1
3750     8)     1824      16   wait_for_completion+0x1d/0x1f
3751     9)     1808     128   flush_work+0xfe/0x119
3752    10)     1680      16   tty_flush_to_ldisc+0x1e/0x20
3753    11)     1664      48   input_available_p+0x1d/0x5c
3754    12)     1616      48   n_tty_poll+0x6d/0x134
3755    13)     1568      64   tty_poll+0x64/0x7f
3756    14)     1504     880   do_select+0x31e/0x511
3757    15)      624     400   core_sys_select+0x177/0x216
3758    16)      224      96   sys_select+0x91/0xb9
3759    17)      128     128   system_call_fastpath+0x16/0x1b
3760
3761 Note, if -mfentry is being used by gcc, functions get traced before
3762 they set up the stack frame. This means that leaf level functions
3763 are not tested by the stack tracer when -mfentry is used.
3764
3765 Currently, -mfentry is used by gcc 4.6.0 and above on x86 only.
3766
3767 More
3768 ----
3769 More details can be found in the source code, in the `kernel/trace/*.c` files.