GNU Linux-libre 6.8.9-gnu
[releases.git] / tools / perf / Documentation / perf-intel-pt.txt
1 perf-intel-pt(1)
2 ================
3
4 NAME
5 ----
6 perf-intel-pt - Support for Intel Processor Trace within perf tools
7
8 SYNOPSIS
9 --------
10 [verse]
11 'perf record' -e intel_pt//
12
13 DESCRIPTION
14 -----------
15
16 Intel Processor Trace (Intel PT) is an extension of Intel Architecture that
17 collects information about software execution such as control flow, execution
18 modes and timings and formats it into highly compressed binary packets.
19 Technical details are documented in the Intel 64 and IA-32 Architectures
20 Software Developer Manuals, Chapter 36 Intel Processor Trace.
21
22 Intel PT is first supported in Intel Core M and 5th generation Intel Core
23 processors that are based on the Intel micro-architecture code name Broadwell.
24
25 Trace data is collected by 'perf record' and stored within the perf.data file.
26 See below for options to 'perf record'.
27
28 Trace data must be 'decoded' which involves walking the object code and matching
29 the trace data packets. For example a TNT packet only tells whether a
30 conditional branch was taken or not taken, so to make use of that packet the
31 decoder must know precisely which instruction was being executed.
32
33 Decoding is done on-the-fly.  The decoder outputs samples in the same format as
34 samples output by perf hardware events, for example as though the "instructions"
35 or "branches" events had been recorded.  Presently 3 tools support this:
36 'perf script', 'perf report' and 'perf inject'.  See below for more information
37 on using those tools.
38
39 The main distinguishing feature of Intel PT is that the decoder can determine
40 the exact flow of software execution.  Intel PT can be used to understand why
41 and how did software get to a certain point, or behave a certain way.  The
42 software does not have to be recompiled, so Intel PT works with debug or release
43 builds, however the executed images are needed - which makes use in JIT-compiled
44 environments, or with self-modified code, a challenge.  Also symbols need to be
45 provided to make sense of addresses.
46
47 A limitation of Intel PT is that it produces huge amounts of trace data
48 (hundreds of megabytes per second per core) which takes a long time to decode,
49 for example two or three orders of magnitude longer than it took to collect.
50 Another limitation is the performance impact of tracing, something that will
51 vary depending on the use-case and architecture.
52
53
54 Quickstart
55 ----------
56
57 It is important to start small.  That is because it is easy to capture vastly
58 more data than can possibly be processed.
59
60 The simplest thing to do with Intel PT is userspace profiling of small programs.
61 Data is captured with 'perf record' e.g. to trace 'ls' userspace-only:
62
63         perf record -e intel_pt//u ls
64
65 And profiled with 'perf report' e.g.
66
67         perf report
68
69 To also trace kernel space presents a problem, namely kernel self-modifying
70 code.  A fairly good kernel image is available in /proc/kcore but to get an
71 accurate image a copy of /proc/kcore needs to be made under the same conditions
72 as the data capture. 'perf record' can make a copy of /proc/kcore if the option
73 --kcore is used, but access to /proc/kcore is restricted e.g.
74
75         sudo perf record -o pt_ls --kcore -e intel_pt// -- ls
76
77 which will create a directory named 'pt_ls' and put the perf.data file (named
78 simply 'data') and copies of /proc/kcore, /proc/kallsyms and /proc/modules into
79 it.  The other tools understand the directory format, so to use 'perf report'
80 becomes:
81
82         sudo perf report -i pt_ls
83
84 Because samples are synthesized after-the-fact, the sampling period can be
85 selected for reporting. e.g. sample every microsecond
86
87         sudo perf report pt_ls --itrace=i1usge
88
89 See the sections below for more information about the --itrace option.
90
91 Beware the smaller the period, the more samples that are produced, and the
92 longer it takes to process them.
93
94 Also note that the coarseness of Intel PT timing information will start to
95 distort the statistical value of the sampling as the sampling period becomes
96 smaller.
97
98 To represent software control flow, "branches" samples are produced.  By default
99 a branch sample is synthesized for every single branch.  To get an idea what
100 data is available you can use the 'perf script' tool with all itrace sampling
101 options, which will list all the samples.
102
103         perf record -e intel_pt//u ls
104         perf script --itrace=iybxwpe
105
106 An interesting field that is not printed by default is 'flags' which can be
107 displayed as follows:
108
109         perf script --itrace=iybxwpe -F+flags
110
111 The flags are "bcrosyiABExghDt" which stand for branch, call, return, conditional,
112 system, asynchronous, interrupt, transaction abort, trace begin, trace end,
113 in transaction, VM-entry, VM-exit, interrupt disabled, and interrupt disable
114 toggle respectively.
115
116 perf script also supports higher level ways to dump instruction traces:
117
118         perf script --insn-trace --xed
119
120 Dump all instructions. This requires installing the xed tool (see XED below)
121 Dumping all instructions in a long trace can be fairly slow. It is usually better
122 to start with higher level decoding, like
123
124         perf script --call-trace
125
126 or
127
128         perf script --call-ret-trace
129
130 and then select a time range of interest. The time range can then be examined
131 in detail with
132
133         perf script --time starttime,stoptime --insn-trace --xed
134
135 While examining the trace it's also useful to filter on specific CPUs using
136 the -C option
137
138         perf script --time starttime,stoptime --insn-trace --xed -C 1
139
140 Dump all instructions in time range on CPU 1.
141
142 Another interesting field that is not printed by default is 'ipc' which can be
143 displayed as follows:
144
145         perf script --itrace=be -F+ipc
146
147 There are two ways that instructions-per-cycle (IPC) can be calculated depending
148 on the recording.
149
150 If the 'cyc' config term (see config terms section below) was used, then IPC
151 and cycle events are calculated using the cycle count from CYC packets, otherwise
152 MTC packets are used - refer to the 'mtc' config term.  When MTC is used, however,
153 the values are less accurate because the timing is less accurate.
154
155 Because Intel PT does not update the cycle count on every branch or instruction,
156 the values will often be zero.  When there are values, they will be the number
157 of instructions and number of cycles since the last update, and thus represent
158 the average IPC cycle count since the last IPC for that event type.
159 Note IPC for "branches" events is calculated separately from IPC for "instructions"
160 events.
161
162 Even with the 'cyc' config term, it is possible to produce IPC information for
163 every change of timestamp, but at the expense of accuracy.  That is selected by
164 specifying the itrace 'A' option.  Due to the granularity of timestamps, the
165 actual number of cycles increases even though the cycles reported does not.
166 The number of instructions is known, but if IPC is reported, cycles can be too
167 low and so IPC is too high.  Note that inaccuracy decreases as the period of
168 sampling increases i.e. if the number of cycles is too low by a small amount,
169 that becomes less significant if the number of cycles is large.  It may also be
170 useful to use the 'A' option in conjunction with dlfilter-show-cycles.so to
171 provide higher granularity cycle information.
172
173 Also note that the IPC instruction count may or may not include the current
174 instruction.  If the cycle count is associated with an asynchronous branch
175 (e.g. page fault or interrupt), then the instruction count does not include the
176 current instruction, otherwise it does.  That is consistent with whether or not
177 that instruction has retired when the cycle count is updated.
178
179 Another note, in the case of "branches" events, non-taken branches are not
180 presently sampled, so IPC values for them do not appear e.g. a CYC packet with a
181 TNT packet that starts with a non-taken branch.  To see every possible IPC
182 value, "instructions" events can be used e.g. --itrace=i0ns
183
184 While it is possible to create scripts to analyze the data, an alternative
185 approach is available to export the data to a sqlite or postgresql database.
186 Refer to script export-to-sqlite.py or export-to-postgresql.py for more details,
187 and to script exported-sql-viewer.py for an example of using the database.
188
189 There is also script intel-pt-events.py which provides an example of how to
190 unpack the raw data for power events and PTWRITE. The script also displays
191 branches, and supports 2 additional modes selected by option:
192
193  - --insn-trace - instruction trace
194  - --src-trace - source trace
195
196 The intel-pt-events.py script also has options:
197
198  - --all-switch-events - display all switch events, not only the last consecutive.
199  - --interleave [<n>] - interleave sample output for the same timestamp so that
200  no more than n samples for a CPU are displayed in a row. 'n' defaults to 4.
201  Note this only affects the order of output, and only when the timestamp is the
202  same.
203
204 As mentioned above, it is easy to capture too much data.  One way to limit the
205 data captured is to use 'snapshot' mode which is explained further below.
206 Refer to 'new snapshot option' and 'Intel PT modes of operation' further below.
207
208 Another problem that will be experienced is decoder errors.  They can be caused
209 by inability to access the executed image, self-modified or JIT-ed code, or the
210 inability to match side-band information (such as context switches and mmaps)
211 which results in the decoder not knowing what code was executed.
212
213 There is also the problem of perf not being able to copy the data fast enough,
214 resulting in data lost because the buffer was full.  See 'Buffer handling' below
215 for more details.
216
217
218 perf record
219 -----------
220
221 new event
222 ~~~~~~~~~
223
224 The Intel PT kernel driver creates a new PMU for Intel PT.  PMU events are
225 selected by providing the PMU name followed by the "config" separated by slashes.
226 An enhancement has been made to allow default "config" e.g. the option
227
228         -e intel_pt//
229
230 will use a default config value.  Currently that is the same as
231
232         -e intel_pt/tsc,noretcomp=0/
233
234 which is the same as
235
236         -e intel_pt/tsc=1,noretcomp=0/
237
238 Note there are now new config terms - see section 'config terms' further below.
239
240 The config terms are listed in /sys/devices/intel_pt/format.  They are bit
241 fields within the config member of the struct perf_event_attr which is
242 passed to the kernel by the perf_event_open system call.  They correspond to bit
243 fields in the IA32_RTIT_CTL MSR.  Here is a list of them and their definitions:
244
245         $ grep -H . /sys/bus/event_source/devices/intel_pt/format/*
246         /sys/bus/event_source/devices/intel_pt/format/cyc:config:1
247         /sys/bus/event_source/devices/intel_pt/format/cyc_thresh:config:19-22
248         /sys/bus/event_source/devices/intel_pt/format/mtc:config:9
249         /sys/bus/event_source/devices/intel_pt/format/mtc_period:config:14-17
250         /sys/bus/event_source/devices/intel_pt/format/noretcomp:config:11
251         /sys/bus/event_source/devices/intel_pt/format/psb_period:config:24-27
252         /sys/bus/event_source/devices/intel_pt/format/tsc:config:10
253
254 Note that the default config must be overridden for each term i.e.
255
256         -e intel_pt/noretcomp=0/
257
258 is the same as:
259
260         -e intel_pt/tsc=1,noretcomp=0/
261
262 So, to disable TSC packets use:
263
264         -e intel_pt/tsc=0/
265
266 It is also possible to specify the config value explicitly:
267
268         -e intel_pt/config=0x400/
269
270 Note that, as with all events, the event is suffixed with event modifiers:
271
272         u       userspace
273         k       kernel
274         h       hypervisor
275         G       guest
276         H       host
277         p       precise ip
278
279 'h', 'G' and 'H' are for virtualization which are not used by Intel PT.
280 'p' is also not relevant to Intel PT.  So only options 'u' and 'k' are
281 meaningful for Intel PT.
282
283 perf_event_attr is displayed if the -vv option is used e.g.
284
285         ------------------------------------------------------------
286         perf_event_attr:
287         type                             6
288         size                             112
289         config                           0x400
290         { sample_period, sample_freq }   1
291         sample_type                      IP|TID|TIME|CPU|IDENTIFIER
292         read_format                      ID
293         disabled                         1
294         inherit                          1
295         exclude_kernel                   1
296         exclude_hv                       1
297         enable_on_exec                   1
298         sample_id_all                    1
299         ------------------------------------------------------------
300         sys_perf_event_open: pid 31104  cpu 0  group_fd -1  flags 0x8
301         sys_perf_event_open: pid 31104  cpu 1  group_fd -1  flags 0x8
302         sys_perf_event_open: pid 31104  cpu 2  group_fd -1  flags 0x8
303         sys_perf_event_open: pid 31104  cpu 3  group_fd -1  flags 0x8
304         ------------------------------------------------------------
305
306
307 config terms
308 ~~~~~~~~~~~~
309
310 The June 2015 version of Intel 64 and IA-32 Architectures Software Developer
311 Manuals, Chapter 36 Intel Processor Trace, defined new Intel PT features.
312 Some of the features are reflect in new config terms.  All the config terms are
313 described below.
314
315 tsc             Always supported.  Produces TSC timestamp packets to provide
316                 timing information.  In some cases it is possible to decode
317                 without timing information, for example a per-thread context
318                 that does not overlap executable memory maps.
319
320                 The default config selects tsc (i.e. tsc=1).
321
322 noretcomp       Always supported.  Disables "return compression" so a TIP packet
323                 is produced when a function returns.  Causes more packets to be
324                 produced but might make decoding more reliable.
325
326                 The default config does not select noretcomp (i.e. noretcomp=0).
327
328 psb_period      Allows the frequency of PSB packets to be specified.
329
330                 The PSB packet is a synchronization packet that provides a
331                 starting point for decoding or recovery from errors.
332
333                 Support for psb_period is indicated by:
334
335                         /sys/bus/event_source/devices/intel_pt/caps/psb_cyc
336
337                 which contains "1" if the feature is supported and "0"
338                 otherwise.
339
340                 Valid values are given by:
341
342                         /sys/bus/event_source/devices/intel_pt/caps/psb_periods
343
344                 which contains a hexadecimal value, the bits of which represent
345                 valid values e.g. bit 2 set means value 2 is valid.
346
347                 The psb_period value is converted to the approximate number of
348                 trace bytes between PSB packets as:
349
350                         2 ^ (value + 11)
351
352                 e.g. value 3 means 16KiB bytes between PSBs
353
354                 If an invalid value is entered, the error message
355                 will give a list of valid values e.g.
356
357                         $ perf record -e intel_pt/psb_period=15/u uname
358                         Invalid psb_period for intel_pt. Valid values are: 0-5
359
360                 If MTC packets are selected, the default config selects a value
361                 of 3 (i.e. psb_period=3) or the nearest lower value that is
362                 supported (0 is always supported).  Otherwise the default is 0.
363
364                 If decoding is expected to be reliable and the buffer is large
365                 then a large PSB period can be used.
366
367                 Because a TSC packet is produced with PSB, the PSB period can
368                 also affect the granularity to timing information in the absence
369                 of MTC or CYC.
370
371 mtc             Produces MTC timing packets.
372
373                 MTC packets provide finer grain timestamp information than TSC
374                 packets.  MTC packets record time using the hardware crystal
375                 clock (CTC) which is related to TSC packets using a TMA packet.
376
377                 Support for this feature is indicated by:
378
379                         /sys/bus/event_source/devices/intel_pt/caps/mtc
380
381                 which contains "1" if the feature is supported and
382                 "0" otherwise.
383
384                 The frequency of MTC packets can also be specified - see
385                 mtc_period below.
386
387 mtc_period      Specifies how frequently MTC packets are produced - see mtc
388                 above for how to determine if MTC packets are supported.
389
390                 Valid values are given by:
391
392                         /sys/bus/event_source/devices/intel_pt/caps/mtc_periods
393
394                 which contains a hexadecimal value, the bits of which represent
395                 valid values e.g. bit 2 set means value 2 is valid.
396
397                 The mtc_period value is converted to the MTC frequency as:
398
399                         CTC-frequency / (2 ^ value)
400
401                 e.g. value 3 means one eighth of CTC-frequency
402
403                 Where CTC is the hardware crystal clock, the frequency of which
404                 can be related to TSC via values provided in cpuid leaf 0x15.
405
406                 If an invalid value is entered, the error message
407                 will give a list of valid values e.g.
408
409                         $ perf record -e intel_pt/mtc_period=15/u uname
410                         Invalid mtc_period for intel_pt. Valid values are: 0,3,6,9
411
412                 The default value is 3 or the nearest lower value
413                 that is supported (0 is always supported).
414
415 cyc             Produces CYC timing packets.
416
417                 CYC packets provide even finer grain timestamp information than
418                 MTC and TSC packets.  A CYC packet contains the number of CPU
419                 cycles since the last CYC packet. Unlike MTC and TSC packets,
420                 CYC packets are only sent when another packet is also sent.
421
422                 Support for this feature is indicated by:
423
424                         /sys/bus/event_source/devices/intel_pt/caps/psb_cyc
425
426                 which contains "1" if the feature is supported and
427                 "0" otherwise.
428
429                 The number of CYC packets produced can be reduced by specifying
430                 a threshold - see cyc_thresh below.
431
432 cyc_thresh      Specifies how frequently CYC packets are produced - see cyc
433                 above for how to determine if CYC packets are supported.
434
435                 Valid cyc_thresh values are given by:
436
437                         /sys/bus/event_source/devices/intel_pt/caps/cycle_thresholds
438
439                 which contains a hexadecimal value, the bits of which represent
440                 valid values e.g. bit 2 set means value 2 is valid.
441
442                 The cyc_thresh value represents the minimum number of CPU cycles
443                 that must have passed before a CYC packet can be sent.  The
444                 number of CPU cycles is:
445
446                         2 ^ (value - 1)
447
448                 e.g. value 4 means 8 CPU cycles must pass before a CYC packet
449                 can be sent.  Note a CYC packet is still only sent when another
450                 packet is sent, not at, e.g. every 8 CPU cycles.
451
452                 If an invalid value is entered, the error message
453                 will give a list of valid values e.g.
454
455                         $ perf record -e intel_pt/cyc,cyc_thresh=15/u uname
456                         Invalid cyc_thresh for intel_pt. Valid values are: 0-12
457
458                 CYC packets are not requested by default.
459
460 pt              Specifies pass-through which enables the 'branch' config term.
461
462                 The default config selects 'pt' if it is available, so a user will
463                 never need to specify this term.
464
465 branch          Enable branch tracing.  Branch tracing is enabled by default so to
466                 disable branch tracing use 'branch=0'.
467
468                 The default config selects 'branch' if it is available.
469
470 ptw             Enable PTWRITE packets which are produced when a ptwrite instruction
471                 is executed.
472
473                 Support for this feature is indicated by:
474
475                         /sys/bus/event_source/devices/intel_pt/caps/ptwrite
476
477                 which contains "1" if the feature is supported and
478                 "0" otherwise.
479
480                 As an alternative, refer to "Emulated PTWRITE" further below.
481
482 fup_on_ptw      Enable a FUP packet to follow the PTWRITE packet.  The FUP packet
483                 provides the address of the ptwrite instruction.  In the absence of
484                 fup_on_ptw, the decoder will use the address of the previous branch
485                 if branch tracing is enabled, otherwise the address will be zero.
486                 Note that fup_on_ptw will work even when branch tracing is disabled.
487
488 pwr_evt         Enable power events.  The power events provide information about
489                 changes to the CPU C-state.
490
491                 Support for this feature is indicated by:
492
493                         /sys/bus/event_source/devices/intel_pt/caps/power_event_trace
494
495                 which contains "1" if the feature is supported and
496                 "0" otherwise.
497
498 event           Enable Event Trace.  The events provide information about asynchronous
499                 events.
500
501                 Support for this feature is indicated by:
502
503                         /sys/bus/event_source/devices/intel_pt/caps/event_trace
504
505                 which contains "1" if the feature is supported and
506                 "0" otherwise.
507
508 notnt           Disable TNT packets.  Without TNT packets, it is not possible to walk
509                 executable code to reconstruct control flow, however FUP, TIP, TIP.PGE
510                 and TIP.PGD packets still indicate asynchronous control flow, and (if
511                 return compression is disabled - see noretcomp) return statements.
512                 The advantage of eliminating TNT packets is reducing the size of the
513                 trace and corresponding tracing overhead.
514
515                 Support for this feature is indicated by:
516
517                         /sys/bus/event_source/devices/intel_pt/caps/tnt_disable
518
519                 which contains "1" if the feature is supported and
520                 "0" otherwise.
521
522
523 AUX area sampling option
524 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
525
526 To select Intel PT "sampling" the AUX area sampling option can be used:
527
528         --aux-sample
529
530 Optionally it can be followed by the sample size in bytes e.g.
531
532         --aux-sample=8192
533
534 In addition, the Intel PT event to sample must be defined e.g.
535
536         -e intel_pt//u
537
538 Samples on other events will be created containing Intel PT data e.g. the
539 following will create Intel PT samples on the branch-misses event, note the
540 events must be grouped using {}:
541
542         perf record --aux-sample -e '{intel_pt//u,branch-misses:u}'
543
544 An alternative to '--aux-sample' is to add the config term 'aux-sample-size' to
545 events.  In this case, the grouping is implied e.g.
546
547         perf record -e intel_pt//u -e branch-misses/aux-sample-size=8192/u
548
549 is the same as:
550
551         perf record -e '{intel_pt//u,branch-misses/aux-sample-size=8192/u}'
552
553 but allows for also using an address filter e.g.:
554
555         perf record -e intel_pt//u --filter 'filter * @/bin/ls' -e branch-misses/aux-sample-size=8192/u -- ls
556
557 It is important to select a sample size that is big enough to contain at least
558 one PSB packet.  If not a warning will be displayed:
559
560         Intel PT sample size (%zu) may be too small for PSB period (%zu)
561
562 The calculation used for that is: if sample_size <= psb_period + 256 display the
563 warning.  When sampling is used, psb_period defaults to 0 (2KiB).
564
565 The default sample size is 4KiB.
566
567 The sample size is passed in aux_sample_size in struct perf_event_attr.  The
568 sample size is limited by the maximum event size which is 64KiB.  It is
569 difficult to know how big the event might be without the trace sample attached,
570 but the tool validates that the sample size is not greater than 60KiB.
571
572
573 new snapshot option
574 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
575
576 The difference between full trace and snapshot from the kernel's perspective is
577 that in full trace we don't overwrite trace data that the user hasn't collected
578 yet (and indicated that by advancing aux_tail), whereas in snapshot mode we let
579 the trace run and overwrite older data in the buffer so that whenever something
580 interesting happens, we can stop it and grab a snapshot of what was going on
581 around that interesting moment.
582
583 To select snapshot mode a new option has been added:
584
585         -S
586
587 Optionally it can be followed by the snapshot size e.g.
588
589         -S0x100000
590
591 The default snapshot size is the auxtrace mmap size.  If neither auxtrace mmap size
592 nor snapshot size is specified, then the default is 4MiB for privileged users
593 (or if /proc/sys/kernel/perf_event_paranoid < 0), 128KiB for unprivileged users.
594 If an unprivileged user does not specify mmap pages, the mmap pages will be
595 reduced as described in the 'new auxtrace mmap size option' section below.
596
597 The snapshot size is displayed if the option -vv is used e.g.
598
599         Intel PT snapshot size: %zu
600
601
602 new auxtrace mmap size option
603 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
604
605 Intel PT buffer size is specified by an addition to the -m option e.g.
606
607         -m,16
608
609 selects a buffer size of 16 pages i.e. 64KiB.
610
611 Note that the existing functionality of -m is unchanged.  The auxtrace mmap size
612 is specified by the optional addition of a comma and the value.
613
614 The default auxtrace mmap size for Intel PT is 4MiB/page_size for privileged users
615 (or if /proc/sys/kernel/perf_event_paranoid < 0), 128KiB for unprivileged users.
616 If an unprivileged user does not specify mmap pages, the mmap pages will be
617 reduced from the default 512KiB/page_size to 256KiB/page_size, otherwise the
618 user is likely to get an error as they exceed their mlock limit (Max locked
619 memory as shown in /proc/self/limits).  Note that perf does not count the first
620 512KiB (actually /proc/sys/kernel/perf_event_mlock_kb minus 1 page) per cpu
621 against the mlock limit so an unprivileged user is allowed 512KiB per cpu plus
622 their mlock limit (which defaults to 64KiB but is not multiplied by the number
623 of cpus).
624
625 In full-trace mode, powers of two are allowed for buffer size, with a minimum
626 size of 2 pages.  In snapshot mode or sampling mode, it is the same but the
627 minimum size is 1 page.
628
629 The mmap size and auxtrace mmap size are displayed if the -vv option is used e.g.
630
631         mmap length 528384
632         auxtrace mmap length 4198400
633
634
635 Intel PT modes of operation
636 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
637
638 Intel PT can be used in 3 modes:
639         full-trace mode
640         sample mode
641         snapshot mode
642
643 Full-trace mode traces continuously e.g.
644
645         perf record -e intel_pt//u uname
646
647 Sample mode attaches a Intel PT sample to other events e.g.
648
649         perf record --aux-sample -e intel_pt//u -e branch-misses:u
650
651 Snapshot mode captures the available data when a signal is sent or "snapshot"
652 control command is issued. e.g. using a signal
653
654         perf record -v -e intel_pt//u -S ./loopy 1000000000 &
655         [1] 11435
656         kill -USR2 11435
657         Recording AUX area tracing snapshot
658
659 Note that the signal sent is SIGUSR2.
660 Note that "Recording AUX area tracing snapshot" is displayed because the -v
661 option is used.
662
663 The advantage of using "snapshot" control command is that the access is
664 controlled by access to a FIFO e.g.
665
666         $ mkfifo perf.control
667         $ mkfifo perf.ack
668         $ cat perf.ack &
669         [1] 15235
670         $ sudo ~/bin/perf record --control fifo:perf.control,perf.ack -S -e intel_pt//u -- sleep 60 &
671         [2] 15243
672         $ ps -e | grep perf
673         15244 pts/1    00:00:00 perf
674         $ kill -USR2 15244
675         bash: kill: (15244) - Operation not permitted
676         $ echo snapshot > perf.control
677         ack
678
679 The 3 Intel PT modes of operation cannot be used together.
680
681
682 Buffer handling
683 ~~~~~~~~~~~~~~~
684
685 There may be buffer limitations (i.e. single ToPa entry) which means that actual
686 buffer sizes are limited to powers of 2 up to 4MiB (MAX_PAGE_ORDER).  In order to
687 provide other sizes, and in particular an arbitrarily large size, multiple
688 buffers are logically concatenated.  However an interrupt must be used to switch
689 between buffers.  That has two potential problems:
690         a) the interrupt may not be handled in time so that the current buffer
691         becomes full and some trace data is lost.
692         b) the interrupts may slow the system and affect the performance
693         results.
694
695 If trace data is lost, the driver sets 'truncated' in the PERF_RECORD_AUX event
696 which the tools report as an error.
697
698 In full-trace mode, the driver waits for data to be copied out before allowing
699 the (logical) buffer to wrap-around.  If data is not copied out quickly enough,
700 again 'truncated' is set in the PERF_RECORD_AUX event.  If the driver has to
701 wait, the intel_pt event gets disabled.  Because it is difficult to know when
702 that happens, perf tools always re-enable the intel_pt event after copying out
703 data.
704
705
706 Intel PT and build ids
707 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
708
709 By default "perf record" post-processes the event stream to find all build ids
710 for executables for all addresses sampled.  Deliberately, Intel PT is not
711 decoded for that purpose (it would take too long).  Instead the build ids for
712 all executables encountered (due to mmap, comm or task events) are included
713 in the perf.data file.
714
715 To see buildids included in the perf.data file use the command:
716
717         perf buildid-list
718
719 If the perf.data file contains Intel PT data, that is the same as:
720
721         perf buildid-list --with-hits
722
723
724 Snapshot mode and event disabling
725 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
726
727 In order to make a snapshot, the intel_pt event is disabled using an IOCTL,
728 namely PERF_EVENT_IOC_DISABLE.  However doing that can also disable the
729 collection of side-band information.  In order to prevent that,  a dummy
730 software event has been introduced that permits tracking events (like mmaps) to
731 continue to be recorded while intel_pt is disabled.  That is important to ensure
732 there is complete side-band information to allow the decoding of subsequent
733 snapshots.
734
735 A test has been created for that.  To find the test:
736
737         perf test list
738         ...
739         23: Test using a dummy software event to keep tracking
740
741 To run the test:
742
743         perf test 23
744         23: Test using a dummy software event to keep tracking     : Ok
745
746
747 perf record modes (nothing new here)
748 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
749
750 perf record essentially operates in one of three modes:
751         per thread
752         per cpu
753         workload only
754
755 "per thread" mode is selected by -t or by --per-thread (with -p or -u or just a
756 workload).
757 "per cpu" is selected by -C or -a.
758 "workload only" mode is selected by not using the other options but providing a
759 command to run (i.e. the workload).
760
761 In per-thread mode an exact list of threads is traced.  There is no inheritance.
762 Each thread has its own event buffer.
763
764 In per-cpu mode all processes (or processes from the selected cgroup i.e. -G
765 option, or processes selected with -p or -u) are traced.  Each cpu has its own
766 buffer. Inheritance is allowed.
767
768 In workload-only mode, the workload is traced but with per-cpu buffers.
769 Inheritance is allowed.  Note that you can now trace a workload in per-thread
770 mode by using the --per-thread option.
771
772
773 Privileged vs non-privileged users
774 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
775
776 Unless /proc/sys/kernel/perf_event_paranoid is set to -1, unprivileged users
777 have memory limits imposed upon them.  That affects what buffer sizes they can
778 have as outlined above.
779
780 The v4.2 kernel introduced support for a context switch metadata event,
781 PERF_RECORD_SWITCH, which allows unprivileged users to see when their processes
782 are scheduled out and in, just not by whom, which is left for the
783 PERF_RECORD_SWITCH_CPU_WIDE, that is only accessible in system wide context,
784 which in turn requires CAP_PERFMON or CAP_SYS_ADMIN.
785
786 Please see the 45ac1403f564 ("perf: Add PERF_RECORD_SWITCH to indicate context
787 switches") commit, that introduces these metadata events for further info.
788
789 When working with kernels < v4.2, the following considerations must be taken,
790 as the sched:sched_switch tracepoints will be used to receive such information:
791
792 Unless /proc/sys/kernel/perf_event_paranoid is set to -1, unprivileged users are
793 not permitted to use tracepoints which means there is insufficient side-band
794 information to decode Intel PT in per-cpu mode, and potentially workload-only
795 mode too if the workload creates new processes.
796
797 Note also, that to use tracepoints, read-access to debugfs is required.  So if
798 debugfs is not mounted or the user does not have read-access, it will again not
799 be possible to decode Intel PT in per-cpu mode.
800
801
802 sched_switch tracepoint
803 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
804
805 The sched_switch tracepoint is used to provide side-band data for Intel PT
806 decoding in kernels where the PERF_RECORD_SWITCH metadata event isn't
807 available.
808
809 The sched_switch events are automatically added. e.g. the second event shown
810 below:
811
812         $ perf record -vv -e intel_pt//u uname
813         ------------------------------------------------------------
814         perf_event_attr:
815         type                             6
816         size                             112
817         config                           0x400
818         { sample_period, sample_freq }   1
819         sample_type                      IP|TID|TIME|CPU|IDENTIFIER
820         read_format                      ID
821         disabled                         1
822         inherit                          1
823         exclude_kernel                   1
824         exclude_hv                       1
825         enable_on_exec                   1
826         sample_id_all                    1
827         ------------------------------------------------------------
828         sys_perf_event_open: pid 31104  cpu 0  group_fd -1  flags 0x8
829         sys_perf_event_open: pid 31104  cpu 1  group_fd -1  flags 0x8
830         sys_perf_event_open: pid 31104  cpu 2  group_fd -1  flags 0x8
831         sys_perf_event_open: pid 31104  cpu 3  group_fd -1  flags 0x8
832         ------------------------------------------------------------
833         perf_event_attr:
834         type                             2
835         size                             112
836         config                           0x108
837         { sample_period, sample_freq }   1
838         sample_type                      IP|TID|TIME|CPU|PERIOD|RAW|IDENTIFIER
839         read_format                      ID
840         inherit                          1
841         sample_id_all                    1
842         exclude_guest                    1
843         ------------------------------------------------------------
844         sys_perf_event_open: pid -1  cpu 0  group_fd -1  flags 0x8
845         sys_perf_event_open: pid -1  cpu 1  group_fd -1  flags 0x8
846         sys_perf_event_open: pid -1  cpu 2  group_fd -1  flags 0x8
847         sys_perf_event_open: pid -1  cpu 3  group_fd -1  flags 0x8
848         ------------------------------------------------------------
849         perf_event_attr:
850         type                             1
851         size                             112
852         config                           0x9
853         { sample_period, sample_freq }   1
854         sample_type                      IP|TID|TIME|IDENTIFIER
855         read_format                      ID
856         disabled                         1
857         inherit                          1
858         exclude_kernel                   1
859         exclude_hv                       1
860         mmap                             1
861         comm                             1
862         enable_on_exec                   1
863         task                             1
864         sample_id_all                    1
865         mmap2                            1
866         comm_exec                        1
867         ------------------------------------------------------------
868         sys_perf_event_open: pid 31104  cpu 0  group_fd -1  flags 0x8
869         sys_perf_event_open: pid 31104  cpu 1  group_fd -1  flags 0x8
870         sys_perf_event_open: pid 31104  cpu 2  group_fd -1  flags 0x8
871         sys_perf_event_open: pid 31104  cpu 3  group_fd -1  flags 0x8
872         mmap size 528384B
873         AUX area mmap length 4194304
874         perf event ring buffer mmapped per cpu
875         Synthesizing auxtrace information
876         Linux
877         [ perf record: Woken up 1 times to write data ]
878         [ perf record: Captured and wrote 0.042 MB perf.data ]
879
880 Note, the sched_switch event is only added if the user is permitted to use it
881 and only in per-cpu mode.
882
883 Note also, the sched_switch event is only added if TSC packets are requested.
884 That is because, in the absence of timing information, the sched_switch events
885 cannot be matched against the Intel PT trace.
886
887
888 perf script
889 -----------
890
891 By default, perf script will decode trace data found in the perf.data file.
892 This can be further controlled by new option --itrace.
893
894
895 New --itrace option
896 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
897
898 Having no option is the same as
899
900         --itrace
901
902 which, in turn, is the same as
903
904         --itrace=cepwxy
905
906 The letters are:
907
908         i       synthesize "instructions" events
909         y       synthesize "cycles" events
910         b       synthesize "branches" events
911         x       synthesize "transactions" events
912         w       synthesize "ptwrite" events
913         p       synthesize "power" events (incl. PSB events)
914         c       synthesize branches events (calls only)
915         r       synthesize branches events (returns only)
916         o       synthesize PEBS-via-PT events
917         I       synthesize Event Trace events
918         e       synthesize tracing error events
919         d       create a debug log
920         g       synthesize a call chain (use with i or x)
921         G       synthesize a call chain on existing event records
922         l       synthesize last branch entries (use with i or x)
923         L       synthesize last branch entries on existing event records
924         s       skip initial number of events
925         q       quicker (less detailed) decoding
926         A       approximate IPC
927         Z       prefer to ignore timestamps (so-called "timeless" decoding)
928
929 "Instructions" events look like they were recorded by "perf record -e
930 instructions".
931
932 "Cycles" events look like they were recorded by "perf record -e cycles"
933 (ie., the default). Note that even with CYC packets enabled and no sampling,
934 these are not fully accurate, since CYC packets are not emitted for each
935 instruction, only when some other event (like an indirect branch, or a
936 TNT packet representing multiple branches) happens causes a packet to
937 be emitted. Thus, it is more effective for attributing cycles to functions
938 (and possibly basic blocks) than to individual instructions, although it
939 is not even perfect for functions (although it becomes better if the noretcomp
940 option is active).
941
942 "Branches" events look like they were recorded by "perf record -e branches". "c"
943 and "r" can be combined to get calls and returns.
944
945 "Transactions" events correspond to the start or end of transactions. The
946 'flags' field can be used in perf script to determine whether the event is a
947 transaction start, commit or abort.
948
949 Note that "instructions", "cycles", "branches" and "transactions" events
950 depend on code flow packets which can be disabled by using the config term
951 "branch=0".  Refer to the config terms section above.
952
953 "ptwrite" events record the payload of the ptwrite instruction and whether
954 "fup_on_ptw" was used.  "ptwrite" events depend on PTWRITE packets which are
955 recorded only if the "ptw" config term was used.  Refer to the config terms
956 section above.  perf script "synth" field displays "ptwrite" information like
957 this: "ip: 0 payload: 0x123456789abcdef0"  where "ip" is 1 if "fup_on_ptw" was
958 used.
959
960 "Power" events correspond to power event packets and CBR (core-to-bus ratio)
961 packets.  While CBR packets are always recorded when tracing is enabled, power
962 event packets are recorded only if the "pwr_evt" config term was used.  Refer to
963 the config terms section above.  The power events record information about
964 C-state changes, whereas CBR is indicative of CPU frequency.  perf script
965 "event,synth" fields display information like this:
966
967         cbr:  cbr: 22 freq: 2189 MHz (200%)
968         mwait:  hints: 0x60 extensions: 0x1
969         pwre:  hw: 0 cstate: 2 sub-cstate: 0
970         exstop:  ip: 1
971         pwrx:  deepest cstate: 2 last cstate: 2 wake reason: 0x4
972
973 Where:
974
975         "cbr" includes the frequency and the percentage of maximum non-turbo
976         "mwait" shows mwait hints and extensions
977         "pwre" shows C-state transitions (to a C-state deeper than C0) and
978         whether initiated by hardware
979         "exstop" indicates execution stopped and whether the IP was recorded
980         exactly,
981         "pwrx" indicates return to C0
982
983 For more details refer to the Intel 64 and IA-32 Architectures Software
984 Developer Manuals.
985
986 PSB events show when a PSB+ occurred and also the byte-offset in the trace.
987 Emitting a PSB+ can cause a CPU a slight delay. When doing timing analysis
988 of code with Intel PT, it is useful to know if a timing bubble was caused
989 by Intel PT or not.
990
991 Error events show where the decoder lost the trace.  Error events
992 are quite important.  Users must know if what they are seeing is a complete
993 picture or not. The "e" option may be followed by flags which affect what errors
994 will or will not be reported.  Each flag must be preceded by either '+' or '-'.
995 The flags supported by Intel PT are:
996
997                 -o      Suppress overflow errors
998                 -l      Suppress trace data lost errors
999
1000 For example, for errors but not overflow or data lost errors:
1001
1002         --itrace=e-o-l
1003
1004 The "d" option will cause the creation of a file "intel_pt.log" containing all
1005 decoded packets and instructions.  Note that this option slows down the decoder
1006 and that the resulting file may be very large.  The "d" option may be followed
1007 by flags which affect what debug messages will or will not be logged. Each flag
1008 must be preceded by either '+' or '-'. The flags support by Intel PT are:
1009
1010                 -a      Suppress logging of perf events
1011                 +a      Log all perf events
1012                 +e      Output only on decoding errors (size configurable)
1013                 +o      Output to stdout instead of "intel_pt.log"
1014
1015 By default, logged perf events are filtered by any specified time ranges, but
1016 flag +a overrides that.  The +e flag can be useful for analyzing errors.  By
1017 default, the log size in that case is 16384 bytes, but can be altered by
1018 linkperf:perf-config[1] e.g. perf config itrace.debug-log-buffer-size=30000
1019
1020 In addition, the period of the "instructions" event can be specified. e.g.
1021
1022         --itrace=i10us
1023
1024 sets the period to 10us i.e. one  instruction sample is synthesized for each 10
1025 microseconds of trace.  Alternatives to "us" are "ms" (milliseconds),
1026 "ns" (nanoseconds), "t" (TSC ticks) or "i" (instructions).
1027
1028 "ms", "us" and "ns" are converted to TSC ticks.
1029
1030 The timing information included with Intel PT does not give the time of every
1031 instruction.  Consequently, for the purpose of sampling, the decoder estimates
1032 the time since the last timing packet based on 1 tick per instruction.  The time
1033 on the sample is *not* adjusted and reflects the last known value of TSC.
1034
1035 For Intel PT, the default period is 100us.
1036
1037 Setting it to a zero period means "as often as possible".
1038
1039 In the case of Intel PT that is the same as a period of 1 and a unit of
1040 'instructions' (i.e. --itrace=i1i).
1041
1042 Also the call chain size (default 16, max. 1024) for instructions or
1043 transactions events can be specified. e.g.
1044
1045         --itrace=ig32
1046         --itrace=xg32
1047
1048 Also the number of last branch entries (default 64, max. 1024) for instructions or
1049 transactions events can be specified. e.g.
1050
1051        --itrace=il10
1052        --itrace=xl10
1053
1054 Note that last branch entries are cleared for each sample, so there is no overlap
1055 from one sample to the next.
1056
1057 The G and L options are designed in particular for sample mode, and work much
1058 like g and l but add call chain and branch stack to the other selected events
1059 instead of synthesized events. For example, to record branch-misses events for
1060 'ls' and then add a call chain derived from the Intel PT trace:
1061
1062         perf record --aux-sample -e '{intel_pt//u,branch-misses:u}' -- ls
1063         perf report --itrace=Ge
1064
1065 Although in fact G is a default for perf report, so that is the same as just:
1066
1067         perf report
1068
1069 One caveat with the G and L options is that they work poorly with "Large PEBS".
1070 Large PEBS means PEBS records will be accumulated by hardware and the written
1071 into the event buffer in one go.  That reduces interrupts, but can give very
1072 late timestamps.  Because the Intel PT trace is synchronized by timestamps,
1073 the PEBS events do not match the trace.  Currently, Large PEBS is used only in
1074 certain circumstances:
1075         - hardware supports it
1076         - PEBS is used
1077         - event period is specified, instead of frequency
1078         - the sample type is limited to the following flags:
1079                 PERF_SAMPLE_IP | PERF_SAMPLE_TID | PERF_SAMPLE_ADDR |
1080                 PERF_SAMPLE_ID | PERF_SAMPLE_CPU | PERF_SAMPLE_STREAM_ID |
1081                 PERF_SAMPLE_DATA_SRC | PERF_SAMPLE_IDENTIFIER |
1082                 PERF_SAMPLE_TRANSACTION | PERF_SAMPLE_PHYS_ADDR |
1083                 PERF_SAMPLE_REGS_INTR | PERF_SAMPLE_REGS_USER |
1084                 PERF_SAMPLE_PERIOD (and sometimes) | PERF_SAMPLE_TIME
1085 Because Intel PT sample mode uses a different sample type to the list above,
1086 Large PEBS is not used with Intel PT sample mode. To avoid Large PEBS in other
1087 cases, avoid specifying the event period i.e. avoid the 'perf record' -c option,
1088 --count option, or 'period' config term.
1089
1090 To disable trace decoding entirely, use the option --no-itrace.
1091
1092 It is also possible to skip events generated (instructions, branches, transactions)
1093 at the beginning. This is useful to ignore initialization code.
1094
1095         --itrace=i0nss1000000
1096
1097 skips the first million instructions.
1098
1099 The q option changes the way the trace is decoded.  The decoding is much faster
1100 but much less detailed.  Specifically, with the q option, the decoder does not
1101 decode TNT packets, and does not walk object code, but gets the ip from FUP and
1102 TIP packets.  The q option can be used with the b and i options but the period
1103 is not used.  The q option decodes more quickly, but is useful only if the
1104 control flow of interest is represented or indicated by FUP, TIP, TIP.PGE, or
1105 TIP.PGD packets (refer below).  However the q option could be used to find time
1106 ranges that could then be decoded fully using the --time option.
1107
1108 What will *not* be decoded with the (single) q option:
1109
1110         - direct calls and jmps
1111         - conditional branches
1112         - non-branch instructions
1113
1114 What *will* be decoded with the (single) q option:
1115
1116         - asynchronous branches such as interrupts
1117         - indirect branches
1118         - function return target address *if* the noretcomp config term (refer
1119         config terms section) was used
1120         - start of (control-flow) tracing
1121         - end of (control-flow) tracing, if it is not out of context
1122         - power events, ptwrite, transaction start and abort
1123         - instruction pointer associated with PSB packets
1124
1125 Note the q option does not specify what events will be synthesized e.g. the p
1126 option must be used also to show power events.
1127
1128 Repeating the q option (double-q i.e. qq) results in even faster decoding and even
1129 less detail.  The decoder decodes only extended PSB (PSB+) packets, getting the
1130 instruction pointer if there is a FUP packet within PSB+ (i.e. between PSB and
1131 PSBEND).  Note PSB packets occur regularly in the trace based on the psb_period
1132 config term (refer config terms section).  There will be a FUP packet if the
1133 PSB+ occurs while control flow is being traced.
1134
1135 What will *not* be decoded with the qq option:
1136
1137         - everything except instruction pointer associated with PSB packets
1138
1139 What *will* be decoded with the qq option:
1140
1141         - instruction pointer associated with PSB packets
1142
1143 The Z option is equivalent to having recorded a trace without TSC
1144 (i.e. config term tsc=0). It can be useful to avoid timestamp issues when
1145 decoding a trace of a virtual machine.
1146
1147
1148 dlfilter-show-cycles.so
1149 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1150
1151 Cycles can be displayed using dlfilter-show-cycles.so in which case the itrace A
1152 option can be useful to provide higher granularity cycle information:
1153
1154         perf script --itrace=A --call-trace --dlfilter dlfilter-show-cycles.so
1155
1156 To see a list of dlfilters:
1157
1158         perf script -v --list-dlfilters
1159
1160 See also linkperf:perf-dlfilters[1]
1161
1162
1163 dump option
1164 ~~~~~~~~~~~
1165
1166 perf script has an option (-D) to "dump" the events i.e. display the binary
1167 data.
1168
1169 When -D is used, Intel PT packets are displayed.  The packet decoder does not
1170 pay attention to PSB packets, but just decodes the bytes - so the packets seen
1171 by the actual decoder may not be identical in places where the data is corrupt.
1172 One example of that would be when the buffer-switching interrupt has been too
1173 slow, and the buffer has been filled completely.  In that case, the last packet
1174 in the buffer might be truncated and immediately followed by a PSB as the trace
1175 continues in the next buffer.
1176
1177 To disable the display of Intel PT packets, combine the -D option with
1178 --no-itrace.
1179
1180
1181 perf report
1182 -----------
1183
1184 By default, perf report will decode trace data found in the perf.data file.
1185 This can be further controlled by new option --itrace exactly the same as
1186 perf script, with the exception that the default is --itrace=igxe.
1187
1188
1189 perf inject
1190 -----------
1191
1192 perf inject also accepts the --itrace option in which case tracing data is
1193 removed and replaced with the synthesized events. e.g.
1194
1195         perf inject --itrace -i perf.data -o perf.data.new
1196
1197 Below is an example of using Intel PT with autofdo.  It requires autofdo
1198 (https://github.com/google/autofdo) and gcc version 5.  The bubble
1199 sort example is from the AutoFDO tutorial (https://gcc.gnu.org/wiki/AutoFDO/Tutorial)
1200 amended to take the number of elements as a parameter.
1201
1202         $ gcc-5 -O3 sort.c -o sort_optimized
1203         $ ./sort_optimized 30000
1204         Bubble sorting array of 30000 elements
1205         2254 ms
1206
1207         $ cat ~/.perfconfig
1208         [intel-pt]
1209                 mispred-all = on
1210
1211         $ perf record -e intel_pt//u ./sort 3000
1212         Bubble sorting array of 3000 elements
1213         58 ms
1214         [ perf record: Woken up 2 times to write data ]
1215         [ perf record: Captured and wrote 3.939 MB perf.data ]
1216         $ perf inject -i perf.data -o inj --itrace=i100usle --strip
1217         $ ./create_gcov --binary=./sort --profile=inj --gcov=sort.gcov -gcov_version=1
1218         $ gcc-5 -O3 -fauto-profile=sort.gcov sort.c -o sort_autofdo
1219         $ ./sort_autofdo 30000
1220         Bubble sorting array of 30000 elements
1221         2155 ms
1222
1223 Note there is currently no advantage to using Intel PT instead of LBR, but
1224 that may change in the future if greater use is made of the data.
1225
1226
1227 PEBS via Intel PT
1228 -----------------
1229
1230 Some hardware has the feature to redirect PEBS records to the Intel PT trace.
1231 Recording is selected by using the aux-output config term e.g.
1232
1233         perf record -c 10000 -e '{intel_pt/branch=0/,cycles/aux-output/ppp}' uname
1234
1235 Originally, software only supported redirecting at most one PEBS event because it
1236 was not able to differentiate one event from another. To overcome that, more recent
1237 kernels and perf tools add support for the PERF_RECORD_AUX_OUTPUT_HW_ID side-band event.
1238 To check for the presence of that event in a PEBS-via-PT trace:
1239
1240         perf script -D --no-itrace | grep PERF_RECORD_AUX_OUTPUT_HW_ID
1241
1242 To display PEBS events from the Intel PT trace, use the itrace 'o' option e.g.
1243
1244         perf script --itrace=oe
1245
1246 XED
1247 ---
1248
1249 include::build-xed.txt[]
1250
1251
1252 Tracing Virtual Machines (kernel only)
1253 --------------------------------------
1254
1255 Currently, kernel tracing is supported with either "timeless" decoding
1256 (i.e. no TSC timestamps) or VM Time Correlation. VM Time Correlation is an extra step
1257 using 'perf inject' and requires unchanging VMX TSC Offset and no VMX TSC Scaling.
1258
1259 Other limitations and caveats
1260
1261  VMX controls may suppress packets needed for decoding resulting in decoding errors
1262  VMX controls may block the perf NMI to the host potentially resulting in lost trace data
1263  Guest kernel self-modifying code (e.g. jump labels or JIT-compiled eBPF) will result in decoding errors
1264  Guest thread information is unknown
1265  Guest VCPU is unknown but may be able to be inferred from the host thread
1266  Callchains are not supported
1267
1268 Example using "timeless" decoding
1269
1270 Start VM
1271
1272  $ sudo virsh start kubuntu20.04
1273  Domain kubuntu20.04 started
1274
1275 Mount the guest file system.  Note sshfs needs -o direct_io to enable reading of proc files.  root access is needed to read /proc/kcore.
1276
1277  $ mkdir vm0
1278  $ sshfs -o direct_io root@vm0:/ vm0
1279
1280 Copy the guest /proc/kallsyms, /proc/modules and /proc/kcore
1281
1282  $ perf buildid-cache -v --kcore vm0/proc/kcore
1283  kcore added to build-id cache directory /home/user/.debug/[kernel.kcore]/9600f316a53a0f54278885e8d9710538ec5f6a08/2021021807494306
1284  $ KALLSYMS=/home/user/.debug/[kernel.kcore]/9600f316a53a0f54278885e8d9710538ec5f6a08/2021021807494306/kallsyms
1285
1286 Find the VM process
1287
1288  $ ps -eLl | grep 'KVM\|PID'
1289  F S   UID     PID    PPID     LWP  C PRI  NI ADDR SZ WCHAN  TTY          TIME CMD
1290  3 S 64055    1430       1    1440  1  80   0 - 1921718 -    ?        00:02:47 CPU 0/KVM
1291  3 S 64055    1430       1    1441  1  80   0 - 1921718 -    ?        00:02:41 CPU 1/KVM
1292  3 S 64055    1430       1    1442  1  80   0 - 1921718 -    ?        00:02:38 CPU 2/KVM
1293  3 S 64055    1430       1    1443  2  80   0 - 1921718 -    ?        00:03:18 CPU 3/KVM
1294
1295 Start an open-ended perf record, tracing the VM process, do something on the VM, and then ctrl-C to stop.
1296 TSC is not supported and tsc=0 must be specified.  That means mtc is useless, so add mtc=0.
1297 However, IPC can still be determined, hence cyc=1 can be added.
1298 Only kernel decoding is supported, so 'k' must be specified.
1299 Intel PT traces both the host and the guest so --guest and --host need to be specified.
1300 Without timestamps, --per-thread must be specified to distinguish threads.
1301
1302  $ sudo perf kvm --guest --host --guestkallsyms $KALLSYMS record --kcore -e intel_pt/tsc=0,mtc=0,cyc=1/k -p 1430 --per-thread
1303  ^C
1304  [ perf record: Woken up 1 times to write data ]
1305  [ perf record: Captured and wrote 5.829 MB ]
1306
1307 perf script can be used to provide an instruction trace
1308
1309  $ perf script --guestkallsyms $KALLSYMS --insn-trace --xed -F+ipc | grep -C10 vmresume | head -21
1310        CPU 0/KVM  1440  ffffffff82133cdd __vmx_vcpu_run+0x3d ([kernel.kallsyms])                movq  0x48(%rax), %r9
1311        CPU 0/KVM  1440  ffffffff82133ce1 __vmx_vcpu_run+0x41 ([kernel.kallsyms])                movq  0x50(%rax), %r10
1312        CPU 0/KVM  1440  ffffffff82133ce5 __vmx_vcpu_run+0x45 ([kernel.kallsyms])                movq  0x58(%rax), %r11
1313        CPU 0/KVM  1440  ffffffff82133ce9 __vmx_vcpu_run+0x49 ([kernel.kallsyms])                movq  0x60(%rax), %r12
1314        CPU 0/KVM  1440  ffffffff82133ced __vmx_vcpu_run+0x4d ([kernel.kallsyms])                movq  0x68(%rax), %r13
1315        CPU 0/KVM  1440  ffffffff82133cf1 __vmx_vcpu_run+0x51 ([kernel.kallsyms])                movq  0x70(%rax), %r14
1316        CPU 0/KVM  1440  ffffffff82133cf5 __vmx_vcpu_run+0x55 ([kernel.kallsyms])                movq  0x78(%rax), %r15
1317        CPU 0/KVM  1440  ffffffff82133cf9 __vmx_vcpu_run+0x59 ([kernel.kallsyms])                movq  (%rax), %rax
1318        CPU 0/KVM  1440  ffffffff82133cfc __vmx_vcpu_run+0x5c ([kernel.kallsyms])                callq  0xffffffff82133c40
1319        CPU 0/KVM  1440  ffffffff82133c40 vmx_vmenter+0x0 ([kernel.kallsyms])            jz 0xffffffff82133c46
1320        CPU 0/KVM  1440  ffffffff82133c42 vmx_vmenter+0x2 ([kernel.kallsyms])            vmresume         IPC: 0.11 (50/445)
1321            :1440  1440  ffffffffbb678b06 native_write_msr+0x6 ([guest.kernel.kallsyms])                 nopl  %eax, (%rax,%rax,1)
1322            :1440  1440  ffffffffbb678b0b native_write_msr+0xb ([guest.kernel.kallsyms])                 retq     IPC: 0.04 (2/41)
1323            :1440  1440  ffffffffbb666646 lapic_next_deadline+0x26 ([guest.kernel.kallsyms])             data16 nop
1324            :1440  1440  ffffffffbb666648 lapic_next_deadline+0x28 ([guest.kernel.kallsyms])             xor %eax, %eax
1325            :1440  1440  ffffffffbb66664a lapic_next_deadline+0x2a ([guest.kernel.kallsyms])             popq  %rbp
1326            :1440  1440  ffffffffbb66664b lapic_next_deadline+0x2b ([guest.kernel.kallsyms])             retq     IPC: 0.16 (4/25)
1327            :1440  1440  ffffffffbb74607f clockevents_program_event+0x8f ([guest.kernel.kallsyms])               test %eax, %eax
1328            :1440  1440  ffffffffbb746081 clockevents_program_event+0x91 ([guest.kernel.kallsyms])               jz 0xffffffffbb74603c    IPC: 0.06 (2/30)
1329            :1440  1440  ffffffffbb74603c clockevents_program_event+0x4c ([guest.kernel.kallsyms])               popq  %rbx
1330            :1440  1440  ffffffffbb74603d clockevents_program_event+0x4d ([guest.kernel.kallsyms])               popq  %r12
1331
1332 Example using VM Time Correlation
1333
1334 Start VM
1335
1336  $ sudo virsh start kubuntu20.04
1337  Domain kubuntu20.04 started
1338
1339 Mount the guest file system.  Note sshfs needs -o direct_io to enable reading of proc files.  root access is needed to read /proc/kcore.
1340
1341  $ mkdir -p vm0
1342  $ sshfs -o direct_io root@vm0:/ vm0
1343
1344 Copy the guest /proc/kallsyms, /proc/modules and /proc/kcore
1345
1346  $ perf buildid-cache -v --kcore vm0/proc/kcore
1347  same kcore found in /home/user/.debug/[kernel.kcore]/cc9c55a98c5e4ec0aeda69302554aabed5cd6491/2021021312450777
1348  $ KALLSYMS=/home/user/.debug/\[kernel.kcore\]/cc9c55a98c5e4ec0aeda69302554aabed5cd6491/2021021312450777/kallsyms
1349
1350 Find the VM process
1351
1352  $ ps -eLl | grep 'KVM\|PID'
1353  F S   UID     PID    PPID     LWP  C PRI  NI ADDR SZ WCHAN  TTY          TIME CMD
1354  3 S 64055   16998       1   17005 13  80   0 - 1818189 -    ?        00:00:16 CPU 0/KVM
1355  3 S 64055   16998       1   17006  4  80   0 - 1818189 -    ?        00:00:05 CPU 1/KVM
1356  3 S 64055   16998       1   17007  3  80   0 - 1818189 -    ?        00:00:04 CPU 2/KVM
1357  3 S 64055   16998       1   17008  4  80   0 - 1818189 -    ?        00:00:05 CPU 3/KVM
1358
1359 Start an open-ended perf record, tracing the VM process, do something on the VM, and then ctrl-C to stop.
1360 IPC can be determined, hence cyc=1 can be added.
1361 Only kernel decoding is supported, so 'k' must be specified.
1362 Intel PT traces both the host and the guest so --guest and --host need to be specified.
1363
1364  $ sudo perf kvm --guest --host --guestkallsyms $KALLSYMS record --kcore -e intel_pt/cyc=1/k -p 16998
1365  ^C[ perf record: Woken up 1 times to write data ]
1366  [ perf record: Captured and wrote 9.041 MB perf.data.kvm ]
1367
1368 Now 'perf inject' can be used to determine the VMX TCS Offset. Note, Intel PT TSC packets are
1369 only 7-bytes, so the TSC Offset might differ from the actual value in the 8th byte. That will
1370 have no effect i.e. the resulting timestamps will be correct anyway.
1371
1372  $ perf inject -i perf.data.kvm --vm-time-correlation=dry-run
1373  ERROR: Unknown TSC Offset for VMCS 0x1bff6a
1374  VMCS: 0x1bff6a  TSC Offset 0xffffe42722c64c41
1375  ERROR: Unknown TSC Offset for VMCS 0x1cbc08
1376  VMCS: 0x1cbc08  TSC Offset 0xffffe42722c64c41
1377  ERROR: Unknown TSC Offset for VMCS 0x1c3ce8
1378  VMCS: 0x1c3ce8  TSC Offset 0xffffe42722c64c41
1379  ERROR: Unknown TSC Offset for VMCS 0x1cbce9
1380  VMCS: 0x1cbce9  TSC Offset 0xffffe42722c64c41
1381
1382 Each virtual CPU has a different Virtual Machine Control Structure (VMCS)
1383 shown above with the calculated TSC Offset. For an unchanging TSC Offset
1384 they should all be the same for the same virtual machine.
1385
1386 Now that the TSC Offset is known, it can be provided to 'perf inject'
1387
1388  $ perf inject -i perf.data.kvm --vm-time-correlation="dry-run 0xffffe42722c64c41"
1389
1390 Note the options for 'perf inject' --vm-time-correlation are:
1391
1392  [ dry-run ] [ <TSC Offset> [ : <VMCS> [ , <VMCS> ]... ]  ]...
1393
1394 So it is possible to specify different TSC Offsets for different VMCS.
1395 The option "dry-run" will cause the file to be processed but without updating it.
1396 Note it is also possible to get a intel_pt.log file by adding option --itrace=d
1397
1398 There were no errors so, do it for real
1399
1400  $ perf inject -i perf.data.kvm --vm-time-correlation=0xffffe42722c64c41 --force
1401
1402 'perf script' can be used to see if there are any decoder errors
1403
1404  $ perf script -i perf.data.kvm --guestkallsyms $KALLSYMS --itrace=e-o
1405
1406 There were none.
1407
1408 'perf script' can be used to provide an instruction trace showing timestamps
1409
1410  $ perf script -i perf.data.kvm --guestkallsyms $KALLSYMS --insn-trace --xed -F+ipc | grep -C10 vmresume | head -21
1411        CPU 1/KVM 17006 [001] 11500.262865593:  ffffffff82133cdd __vmx_vcpu_run+0x3d ([kernel.kallsyms])                 movq  0x48(%rax), %r9
1412        CPU 1/KVM 17006 [001] 11500.262865593:  ffffffff82133ce1 __vmx_vcpu_run+0x41 ([kernel.kallsyms])                 movq  0x50(%rax), %r10
1413        CPU 1/KVM 17006 [001] 11500.262865593:  ffffffff82133ce5 __vmx_vcpu_run+0x45 ([kernel.kallsyms])                 movq  0x58(%rax), %r11
1414        CPU 1/KVM 17006 [001] 11500.262865593:  ffffffff82133ce9 __vmx_vcpu_run+0x49 ([kernel.kallsyms])                 movq  0x60(%rax), %r12
1415        CPU 1/KVM 17006 [001] 11500.262865593:  ffffffff82133ced __vmx_vcpu_run+0x4d ([kernel.kallsyms])                 movq  0x68(%rax), %r13
1416        CPU 1/KVM 17006 [001] 11500.262865593:  ffffffff82133cf1 __vmx_vcpu_run+0x51 ([kernel.kallsyms])                 movq  0x70(%rax), %r14
1417        CPU 1/KVM 17006 [001] 11500.262865593:  ffffffff82133cf5 __vmx_vcpu_run+0x55 ([kernel.kallsyms])                 movq  0x78(%rax), %r15
1418        CPU 1/KVM 17006 [001] 11500.262865593:  ffffffff82133cf9 __vmx_vcpu_run+0x59 ([kernel.kallsyms])                 movq  (%rax), %rax
1419        CPU 1/KVM 17006 [001] 11500.262865593:  ffffffff82133cfc __vmx_vcpu_run+0x5c ([kernel.kallsyms])                 callq  0xffffffff82133c40
1420        CPU 1/KVM 17006 [001] 11500.262865593:  ffffffff82133c40 vmx_vmenter+0x0 ([kernel.kallsyms])             jz 0xffffffff82133c46
1421        CPU 1/KVM 17006 [001] 11500.262866075:  ffffffff82133c42 vmx_vmenter+0x2 ([kernel.kallsyms])             vmresume         IPC: 0.05 (40/769)
1422           :17006 17006 [001] 11500.262869216:  ffffffff82200cb0 asm_sysvec_apic_timer_interrupt+0x0 ([guest.kernel.kallsyms])           clac
1423           :17006 17006 [001] 11500.262869216:  ffffffff82200cb3 asm_sysvec_apic_timer_interrupt+0x3 ([guest.kernel.kallsyms])           pushq  $0xffffffffffffffff
1424           :17006 17006 [001] 11500.262869216:  ffffffff82200cb5 asm_sysvec_apic_timer_interrupt+0x5 ([guest.kernel.kallsyms])           callq  0xffffffff82201160
1425           :17006 17006 [001] 11500.262869216:  ffffffff82201160 error_entry+0x0 ([guest.kernel.kallsyms])               cld
1426           :17006 17006 [001] 11500.262869216:  ffffffff82201161 error_entry+0x1 ([guest.kernel.kallsyms])               pushq  %rsi
1427           :17006 17006 [001] 11500.262869216:  ffffffff82201162 error_entry+0x2 ([guest.kernel.kallsyms])               movq  0x8(%rsp), %rsi
1428           :17006 17006 [001] 11500.262869216:  ffffffff82201167 error_entry+0x7 ([guest.kernel.kallsyms])               movq  %rdi, 0x8(%rsp)
1429           :17006 17006 [001] 11500.262869216:  ffffffff8220116c error_entry+0xc ([guest.kernel.kallsyms])               pushq  %rdx
1430           :17006 17006 [001] 11500.262869216:  ffffffff8220116d error_entry+0xd ([guest.kernel.kallsyms])               pushq  %rcx
1431           :17006 17006 [001] 11500.262869216:  ffffffff8220116e error_entry+0xe ([guest.kernel.kallsyms])               pushq  %rax
1432
1433
1434 Tracing Virtual Machines (including user space)
1435 -----------------------------------------------
1436
1437 It is possible to use perf record to record sideband events within a virtual machine, so that an Intel PT trace on the host can be decoded.
1438 Sideband events from the guest perf.data file can be injected into the host perf.data file using perf inject.
1439
1440 Here is an example of the steps needed:
1441
1442 On the guest machine:
1443
1444 Check that no-kvmclock kernel command line option was used to boot:
1445
1446 Note, this is essential to enable time correlation between host and guest machines.
1447
1448  $ cat /proc/cmdline
1449  BOOT_IMAGE=/boot/vmlinuz-5.10.0-16-amd64 root=UUID=cb49c910-e573-47e0-bce7-79e293df8e1d ro no-kvmclock
1450
1451 There is no BPF support at present so, if possible, disable JIT compiling:
1452
1453  $ echo 0 | sudo tee /proc/sys/net/core/bpf_jit_enable
1454  0
1455
1456 Start perf record to collect sideband events:
1457
1458  $ sudo perf record -o guest-sideband-testing-guest-perf.data --sample-identifier --buildid-all --switch-events --kcore -a -e dummy
1459
1460 On the host machine:
1461
1462 Start perf record to collect Intel PT trace:
1463
1464 Note, the host trace will get very big, very fast, so the steps from starting to stopping the host trace really need to be done so that they happen in the shortest time possible.
1465
1466  $ sudo perf record -o guest-sideband-testing-host-perf.data -m,64M --kcore -a -e intel_pt/cyc/
1467
1468 On the guest machine:
1469
1470 Run a small test case, just 'uname' in this example:
1471
1472  $ uname
1473  Linux
1474
1475 On the host machine:
1476
1477 Stop the Intel PT trace:
1478
1479  ^C
1480  [ perf record: Woken up 1 times to write data ]
1481  [ perf record: Captured and wrote 76.122 MB guest-sideband-testing-host-perf.data ]
1482
1483 On the guest machine:
1484
1485 Stop the Intel PT trace:
1486
1487  ^C
1488  [ perf record: Woken up 1 times to write data ]
1489  [ perf record: Captured and wrote 1.247 MB guest-sideband-testing-guest-perf.data ]
1490
1491 And then copy guest-sideband-testing-guest-perf.data to the host (not shown here).
1492
1493 On the host machine:
1494
1495 With the 2 perf.data recordings, and with their ownership changed to the user.
1496
1497 Identify the TSC Offset:
1498
1499  $ perf inject -i guest-sideband-testing-host-perf.data --vm-time-correlation=dry-run
1500  VMCS: 0x103fc6  TSC Offset 0xfffffa6ae070cb20
1501  VMCS: 0x103ff2  TSC Offset 0xfffffa6ae070cb20
1502  VMCS: 0x10fdaa  TSC Offset 0xfffffa6ae070cb20
1503  VMCS: 0x24d57c  TSC Offset 0xfffffa6ae070cb20
1504
1505 Correct Intel PT TSC timestamps for the guest machine:
1506
1507  $ perf inject -i guest-sideband-testing-host-perf.data --vm-time-correlation=0xfffffa6ae070cb20 --force
1508
1509 Identify the guest machine PID:
1510
1511  $ perf script -i guest-sideband-testing-host-perf.data --no-itrace --show-task-events | grep KVM
1512        CPU 0/KVM     0 [000]     0.000000: PERF_RECORD_COMM: CPU 0/KVM:13376/13381
1513        CPU 1/KVM     0 [000]     0.000000: PERF_RECORD_COMM: CPU 1/KVM:13376/13382
1514        CPU 2/KVM     0 [000]     0.000000: PERF_RECORD_COMM: CPU 2/KVM:13376/13383
1515        CPU 3/KVM     0 [000]     0.000000: PERF_RECORD_COMM: CPU 3/KVM:13376/13384
1516
1517 Note, the QEMU option -name debug-threads=on is needed so that thread names
1518 can be used to determine which thread is running which VCPU as above. libvirt seems to use this by default.
1519
1520 Create a guestmount, assuming the guest machine is 'vm_to_test':
1521
1522  $ mkdir -p ~/guestmount/13376
1523  $ sshfs -o direct_io vm_to_test:/ ~/guestmount/13376
1524
1525 Inject the guest perf.data file into the host perf.data file:
1526
1527 Note, due to the guestmount option, guest object files and debug files will be copied into the build ID cache from the guest machine, with the notable exception of VDSO.
1528 If needed, VDSO can be copied manually in a fashion similar to that used by the perf-archive script.
1529
1530  $ perf inject -i guest-sideband-testing-host-perf.data -o inj --guestmount ~/guestmount --guest-data=guest-sideband-testing-guest-perf.data,13376,0xfffffa6ae070cb20
1531
1532 Show an excerpt from the result.  In this case the CPU and time range have been to chosen to show interaction between guest and host when 'uname' is starting to run on the guest machine:
1533
1534 Notes:
1535
1536         - the CPU displayed, [002] in this case, is always the host CPU
1537         - events happening in the virtual machine start with VM:13376 VCPU:003, which shows the hypervisor PID 13376 and the VCPU number
1538         - only calls and errors are displayed i.e. --itrace=ce
1539         - branches entering and exiting the virtual machine are split, and show as 2 branches to/from "0 [unknown] ([unknown])"
1540
1541  $ perf script -i inj --itrace=ce -F+machine_pid,+vcpu,+addr,+pid,+tid,-period --ns --time 7919.408803365,7919.408804631 -C 2
1542        CPU 3/KVM 13376/13384 [002]  7919.408803365:      branches:  ffffffffc0f8ebe0 vmx_vcpu_enter_exit+0xc0 ([kernel.kallsyms]) => ffffffffc0f8edc0 __vmx_vcpu_run+0x0 ([kernel.kallsyms])
1543        CPU 3/KVM 13376/13384 [002]  7919.408803365:      branches:  ffffffffc0f8edd5 __vmx_vcpu_run+0x15 ([kernel.kallsyms]) => ffffffffc0f8eca0 vmx_update_host_rsp+0x0 ([kernel.kallsyms])
1544        CPU 3/KVM 13376/13384 [002]  7919.408803365:      branches:  ffffffffc0f8ee1b __vmx_vcpu_run+0x5b ([kernel.kallsyms]) => ffffffffc0f8ed60 vmx_vmenter+0x0 ([kernel.kallsyms])
1545        CPU 3/KVM 13376/13384 [002]  7919.408803461:      branches:  ffffffffc0f8ed62 vmx_vmenter+0x2 ([kernel.kallsyms]) =>                0 [unknown] ([unknown])
1546  VM:13376 VCPU:003            uname  3404/3404  [002]  7919.408803461:      branches:                 0 [unknown] ([unknown]) =>     7f851c9b5a5c init_cacheinfo+0x3ac (/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libc-2.31.so)
1547  VM:13376 VCPU:003            uname  3404/3404  [002]  7919.408803567:      branches:      7f851c9b5a5a init_cacheinfo+0x3aa (/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libc-2.31.so) =>                0 [unknown] ([unknown])
1548        CPU 3/KVM 13376/13384 [002]  7919.408803567:      branches:                 0 [unknown] ([unknown]) => ffffffffc0f8ed80 vmx_vmexit+0x0 ([kernel.kallsyms])
1549        CPU 3/KVM 13376/13384 [002]  7919.408803596:      branches:  ffffffffc0f6619a vmx_vcpu_run+0x26a ([kernel.kallsyms]) => ffffffffb2255c60 x86_virt_spec_ctrl+0x0 ([kernel.kallsyms])
1550        CPU 3/KVM 13376/13384 [002]  7919.408803801:      branches:  ffffffffc0f66445 vmx_vcpu_run+0x515 ([kernel.kallsyms]) => ffffffffb2290b30 native_write_msr+0x0 ([kernel.kallsyms])
1551        CPU 3/KVM 13376/13384 [002]  7919.408803850:      branches:  ffffffffc0f661f8 vmx_vcpu_run+0x2c8 ([kernel.kallsyms]) => ffffffffc1092300 kvm_load_host_xsave_state+0x0 ([kernel.kallsyms])
1552        CPU 3/KVM 13376/13384 [002]  7919.408803850:      branches:  ffffffffc1092327 kvm_load_host_xsave_state+0x27 ([kernel.kallsyms]) => ffffffffc1092220 kvm_load_host_xsave_state.part.0+0x0 ([kernel.kallsyms])
1553        CPU 3/KVM 13376/13384 [002]  7919.408803862:      branches:  ffffffffc0f662cf vmx_vcpu_run+0x39f ([kernel.kallsyms]) => ffffffffc0f63f90 vmx_recover_nmi_blocking+0x0 ([kernel.kallsyms])
1554        CPU 3/KVM 13376/13384 [002]  7919.408803862:      branches:  ffffffffc0f662e9 vmx_vcpu_run+0x3b9 ([kernel.kallsyms]) => ffffffffc0f619a0 __vmx_complete_interrupts+0x0 ([kernel.kallsyms])
1555        CPU 3/KVM 13376/13384 [002]  7919.408803872:      branches:  ffffffffc109cfb2 vcpu_enter_guest+0x752 ([kernel.kallsyms]) => ffffffffc0f5f570 vmx_handle_exit_irqoff+0x0 ([kernel.kallsyms])
1556        CPU 3/KVM 13376/13384 [002]  7919.408803881:      branches:  ffffffffc109d028 vcpu_enter_guest+0x7c8 ([kernel.kallsyms]) => ffffffffb234f900 __srcu_read_lock+0x0 ([kernel.kallsyms])
1557        CPU 3/KVM 13376/13384 [002]  7919.408803897:      branches:  ffffffffc109d06f vcpu_enter_guest+0x80f ([kernel.kallsyms]) => ffffffffc0f72e30 vmx_handle_exit+0x0 ([kernel.kallsyms])
1558        CPU 3/KVM 13376/13384 [002]  7919.408803897:      branches:  ffffffffc0f72e3d vmx_handle_exit+0xd ([kernel.kallsyms]) => ffffffffc0f727c0 __vmx_handle_exit+0x0 ([kernel.kallsyms])
1559        CPU 3/KVM 13376/13384 [002]  7919.408803897:      branches:  ffffffffc0f72b15 __vmx_handle_exit+0x355 ([kernel.kallsyms]) => ffffffffc0f60ae0 vmx_flush_pml_buffer+0x0 ([kernel.kallsyms])
1560        CPU 3/KVM 13376/13384 [002]  7919.408803903:      branches:  ffffffffc0f72994 __vmx_handle_exit+0x1d4 ([kernel.kallsyms]) => ffffffffc10b7090 kvm_emulate_cpuid+0x0 ([kernel.kallsyms])
1561        CPU 3/KVM 13376/13384 [002]  7919.408803903:      branches:  ffffffffc10b70f1 kvm_emulate_cpuid+0x61 ([kernel.kallsyms]) => ffffffffc10b6e10 kvm_cpuid+0x0 ([kernel.kallsyms])
1562        CPU 3/KVM 13376/13384 [002]  7919.408803941:      branches:  ffffffffc10b7125 kvm_emulate_cpuid+0x95 ([kernel.kallsyms]) => ffffffffc1093110 kvm_skip_emulated_instruction+0x0 ([kernel.kallsyms])
1563        CPU 3/KVM 13376/13384 [002]  7919.408803941:      branches:  ffffffffc109311f kvm_skip_emulated_instruction+0xf ([kernel.kallsyms]) => ffffffffc0f5e180 vmx_get_rflags+0x0 ([kernel.kallsyms])
1564        CPU 3/KVM 13376/13384 [002]  7919.408803951:      branches:  ffffffffc109312a kvm_skip_emulated_instruction+0x1a ([kernel.kallsyms]) => ffffffffc0f5fd30 vmx_skip_emulated_instruction+0x0 ([kernel.kallsyms])
1565        CPU 3/KVM 13376/13384 [002]  7919.408803951:      branches:  ffffffffc0f5fd79 vmx_skip_emulated_instruction+0x49 ([kernel.kallsyms]) => ffffffffc0f5fb50 skip_emulated_instruction+0x0 ([kernel.kallsyms])
1566        CPU 3/KVM 13376/13384 [002]  7919.408803956:      branches:  ffffffffc0f5fc68 skip_emulated_instruction+0x118 ([kernel.kallsyms]) => ffffffffc0f6a940 vmx_cache_reg+0x0 ([kernel.kallsyms])
1567        CPU 3/KVM 13376/13384 [002]  7919.408803964:      branches:  ffffffffc0f5fc11 skip_emulated_instruction+0xc1 ([kernel.kallsyms]) => ffffffffc0f5f9e0 vmx_set_interrupt_shadow+0x0 ([kernel.kallsyms])
1568        CPU 3/KVM 13376/13384 [002]  7919.408803980:      branches:  ffffffffc109f8b1 vcpu_run+0x71 ([kernel.kallsyms]) => ffffffffc10ad2f0 kvm_cpu_has_pending_timer+0x0 ([kernel.kallsyms])
1569        CPU 3/KVM 13376/13384 [002]  7919.408803980:      branches:  ffffffffc10ad2fb kvm_cpu_has_pending_timer+0xb ([kernel.kallsyms]) => ffffffffc10b0490 apic_has_pending_timer+0x0 ([kernel.kallsyms])
1570        CPU 3/KVM 13376/13384 [002]  7919.408803991:      branches:  ffffffffc109f899 vcpu_run+0x59 ([kernel.kallsyms]) => ffffffffc109c860 vcpu_enter_guest+0x0 ([kernel.kallsyms])
1571        CPU 3/KVM 13376/13384 [002]  7919.408803993:      branches:  ffffffffc109cd4c vcpu_enter_guest+0x4ec ([kernel.kallsyms]) => ffffffffc0f69140 vmx_prepare_switch_to_guest+0x0 ([kernel.kallsyms])
1572        CPU 3/KVM 13376/13384 [002]  7919.408803996:      branches:  ffffffffc109cd7d vcpu_enter_guest+0x51d ([kernel.kallsyms]) => ffffffffb234f930 __srcu_read_unlock+0x0 ([kernel.kallsyms])
1573        CPU 3/KVM 13376/13384 [002]  7919.408803996:      branches:  ffffffffc109cd9c vcpu_enter_guest+0x53c ([kernel.kallsyms]) => ffffffffc0f609b0 vmx_sync_pir_to_irr+0x0 ([kernel.kallsyms])
1574        CPU 3/KVM 13376/13384 [002]  7919.408803996:      branches:  ffffffffc0f60a6d vmx_sync_pir_to_irr+0xbd ([kernel.kallsyms]) => ffffffffc10adc20 kvm_lapic_find_highest_irr+0x0 ([kernel.kallsyms])
1575        CPU 3/KVM 13376/13384 [002]  7919.408804010:      branches:  ffffffffc0f60abd vmx_sync_pir_to_irr+0x10d ([kernel.kallsyms]) => ffffffffc0f60820 vmx_set_rvi+0x0 ([kernel.kallsyms])
1576        CPU 3/KVM 13376/13384 [002]  7919.408804019:      branches:  ffffffffc109ceca vcpu_enter_guest+0x66a ([kernel.kallsyms]) => ffffffffb2249840 fpregs_assert_state_consistent+0x0 ([kernel.kallsyms])
1577        CPU 3/KVM 13376/13384 [002]  7919.408804021:      branches:  ffffffffc109cf10 vcpu_enter_guest+0x6b0 ([kernel.kallsyms]) => ffffffffc0f65f30 vmx_vcpu_run+0x0 ([kernel.kallsyms])
1578        CPU 3/KVM 13376/13384 [002]  7919.408804024:      branches:  ffffffffc0f6603b vmx_vcpu_run+0x10b ([kernel.kallsyms]) => ffffffffb229bed0 __get_current_cr3_fast+0x0 ([kernel.kallsyms])
1579        CPU 3/KVM 13376/13384 [002]  7919.408804024:      branches:  ffffffffc0f66055 vmx_vcpu_run+0x125 ([kernel.kallsyms]) => ffffffffb2253050 cr4_read_shadow+0x0 ([kernel.kallsyms])
1580        CPU 3/KVM 13376/13384 [002]  7919.408804030:      branches:  ffffffffc0f6608d vmx_vcpu_run+0x15d ([kernel.kallsyms]) => ffffffffc10921e0 kvm_load_guest_xsave_state+0x0 ([kernel.kallsyms])
1581        CPU 3/KVM 13376/13384 [002]  7919.408804030:      branches:  ffffffffc1092207 kvm_load_guest_xsave_state+0x27 ([kernel.kallsyms]) => ffffffffc1092110 kvm_load_guest_xsave_state.part.0+0x0 ([kernel.kallsyms])
1582        CPU 3/KVM 13376/13384 [002]  7919.408804032:      branches:  ffffffffc0f660c6 vmx_vcpu_run+0x196 ([kernel.kallsyms]) => ffffffffb22061a0 perf_guest_get_msrs+0x0 ([kernel.kallsyms])
1583        CPU 3/KVM 13376/13384 [002]  7919.408804032:      branches:  ffffffffb22061a9 perf_guest_get_msrs+0x9 ([kernel.kallsyms]) => ffffffffb220cda0 intel_guest_get_msrs+0x0 ([kernel.kallsyms])
1584        CPU 3/KVM 13376/13384 [002]  7919.408804039:      branches:  ffffffffc0f66109 vmx_vcpu_run+0x1d9 ([kernel.kallsyms]) => ffffffffc0f652c0 clear_atomic_switch_msr+0x0 ([kernel.kallsyms])
1585        CPU 3/KVM 13376/13384 [002]  7919.408804040:      branches:  ffffffffc0f66119 vmx_vcpu_run+0x1e9 ([kernel.kallsyms]) => ffffffffc0f73f60 intel_pmu_lbr_is_enabled+0x0 ([kernel.kallsyms])
1586        CPU 3/KVM 13376/13384 [002]  7919.408804042:      branches:  ffffffffc0f73f81 intel_pmu_lbr_is_enabled+0x21 ([kernel.kallsyms]) => ffffffffc10b68e0 kvm_find_cpuid_entry+0x0 ([kernel.kallsyms])
1587        CPU 3/KVM 13376/13384 [002]  7919.408804045:      branches:  ffffffffc0f66454 vmx_vcpu_run+0x524 ([kernel.kallsyms]) => ffffffffc0f61ff0 vmx_update_hv_timer+0x0 ([kernel.kallsyms])
1588        CPU 3/KVM 13376/13384 [002]  7919.408804057:      branches:  ffffffffc0f66142 vmx_vcpu_run+0x212 ([kernel.kallsyms]) => ffffffffc10af100 kvm_wait_lapic_expire+0x0 ([kernel.kallsyms])
1589        CPU 3/KVM 13376/13384 [002]  7919.408804057:      branches:  ffffffffc0f66156 vmx_vcpu_run+0x226 ([kernel.kallsyms]) => ffffffffb2255c60 x86_virt_spec_ctrl+0x0 ([kernel.kallsyms])
1590        CPU 3/KVM 13376/13384 [002]  7919.408804057:      branches:  ffffffffc0f66161 vmx_vcpu_run+0x231 ([kernel.kallsyms]) => ffffffffc0f8eb20 vmx_vcpu_enter_exit+0x0 ([kernel.kallsyms])
1591        CPU 3/KVM 13376/13384 [002]  7919.408804057:      branches:  ffffffffc0f8eb44 vmx_vcpu_enter_exit+0x24 ([kernel.kallsyms]) => ffffffffb2353e10 rcu_note_context_switch+0x0 ([kernel.kallsyms])
1592        CPU 3/KVM 13376/13384 [002]  7919.408804057:      branches:  ffffffffb2353e1c rcu_note_context_switch+0xc ([kernel.kallsyms]) => ffffffffb2353db0 rcu_qs+0x0 ([kernel.kallsyms])
1593        CPU 3/KVM 13376/13384 [002]  7919.408804066:      branches:  ffffffffc0f8ebe0 vmx_vcpu_enter_exit+0xc0 ([kernel.kallsyms]) => ffffffffc0f8edc0 __vmx_vcpu_run+0x0 ([kernel.kallsyms])
1594        CPU 3/KVM 13376/13384 [002]  7919.408804066:      branches:  ffffffffc0f8edd5 __vmx_vcpu_run+0x15 ([kernel.kallsyms]) => ffffffffc0f8eca0 vmx_update_host_rsp+0x0 ([kernel.kallsyms])
1595        CPU 3/KVM 13376/13384 [002]  7919.408804066:      branches:  ffffffffc0f8ee1b __vmx_vcpu_run+0x5b ([kernel.kallsyms]) => ffffffffc0f8ed60 vmx_vmenter+0x0 ([kernel.kallsyms])
1596        CPU 3/KVM 13376/13384 [002]  7919.408804162:      branches:  ffffffffc0f8ed62 vmx_vmenter+0x2 ([kernel.kallsyms]) =>                0 [unknown] ([unknown])
1597  VM:13376 VCPU:003            uname  3404/3404  [002]  7919.408804162:      branches:                 0 [unknown] ([unknown]) =>     7f851c9b5a5c init_cacheinfo+0x3ac (/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libc-2.31.so)
1598  VM:13376 VCPU:003            uname  3404/3404  [002]  7919.408804273:      branches:      7f851cb7c0e4 _dl_init+0x74 (/usr/lib/x86_64-linux-gnu/ld-2.31.so) =>     7f851cb7bf50 call_init.part.0+0x0 (/usr/lib/x86_64-linux-gnu/ld-2.31.so)
1599  VM:13376 VCPU:003            uname  3404/3404  [002]  7919.408804526:      branches:      55e0c00136f0 _start+0x0 (/usr/bin/uname) => ffffffff83200ac0 asm_exc_page_fault+0x0 ([kernel.kallsyms])
1600  VM:13376 VCPU:003            uname  3404/3404  [002]  7919.408804526:      branches:  ffffffff83200ac3 asm_exc_page_fault+0x3 ([kernel.kallsyms]) => ffffffff83201290 error_entry+0x0 ([kernel.kallsyms])
1601  VM:13376 VCPU:003            uname  3404/3404  [002]  7919.408804534:      branches:  ffffffff832012fa error_entry+0x6a ([kernel.kallsyms]) => ffffffff830b59a0 sync_regs+0x0 ([kernel.kallsyms])
1602  VM:13376 VCPU:003            uname  3404/3404  [002]  7919.408804631:      branches:  ffffffff83200ad9 asm_exc_page_fault+0x19 ([kernel.kallsyms]) => ffffffff830b8210 exc_page_fault+0x0 ([kernel.kallsyms])
1603  VM:13376 VCPU:003            uname  3404/3404  [002]  7919.408804631:      branches:  ffffffff830b82a4 exc_page_fault+0x94 ([kernel.kallsyms]) => ffffffff830b80e0 __kvm_handle_async_pf+0x0 ([kernel.kallsyms])
1604  VM:13376 VCPU:003            uname  3404/3404  [002]  7919.408804631:      branches:  ffffffff830b80ed __kvm_handle_async_pf+0xd ([kernel.kallsyms]) => ffffffff830b80c0 kvm_read_and_reset_apf_flags+0x0 ([kernel.kallsyms])
1605
1606
1607 Tracing Virtual Machines - Guest Code
1608 -------------------------------------
1609
1610 A common case for KVM test programs is that the test program acts as the
1611 hypervisor, creating, running and destroying the virtual machine, and
1612 providing the guest object code from its own object code. In this case,
1613 the VM is not running an OS, but only the functions loaded into it by the
1614 hypervisor test program, and conveniently, loaded at the same virtual
1615 addresses. To support that, option "--guest-code" has been added to perf script
1616 and perf kvm report.
1617
1618 Here is an example tracing a test program from the kernel's KVM selftests:
1619
1620  # perf record --kcore -e intel_pt/cyc/ -- tools/testing/selftests/kselftest_install/kvm/tsc_msrs_test
1621  [ perf record: Woken up 1 times to write data ]
1622  [ perf record: Captured and wrote 0.280 MB perf.data ]
1623  # perf script --guest-code --itrace=bep --ns -F-period,+addr,+flags
1624  [SNIP]
1625    tsc_msrs_test 18436 [007] 10897.962087733:      branches:   call                   ffffffffc13b2ff5 __vmx_vcpu_run+0x15 (vmlinux) => ffffffffc13b2f50 vmx_update_host_rsp+0x0 (vmlinux)
1626    tsc_msrs_test 18436 [007] 10897.962087733:      branches:   return                 ffffffffc13b2f5d vmx_update_host_rsp+0xd (vmlinux) => ffffffffc13b2ffa __vmx_vcpu_run+0x1a (vmlinux)
1627    tsc_msrs_test 18436 [007] 10897.962087733:      branches:   call                   ffffffffc13b303b __vmx_vcpu_run+0x5b (vmlinux) => ffffffffc13b2f80 vmx_vmenter+0x0 (vmlinux)
1628    tsc_msrs_test 18436 [007] 10897.962087836:      branches:   vmentry                ffffffffc13b2f82 vmx_vmenter+0x2 (vmlinux) =>                0 [unknown] ([unknown])
1629    [guest/18436] 18436 [007] 10897.962087836:      branches:   vmentry                               0 [unknown] ([unknown]) =>           402c81 guest_code+0x131 (/home/user/git/work/tools/testing/selftests/kselftest_install/kvm/tsc_msrs_test)
1630    [guest/18436] 18436 [007] 10897.962087836:      branches:   call                             402c81 guest_code+0x131 (/home/user/git/work/tools/testing/selftests/kselftest_install/kvm/tsc_msrs_test) =>           40dba0 ucall+0x0 (/home/user/git/work/tools/testing/selftests/kselftest_install/kvm/tsc_msrs_test)
1631    [guest/18436] 18436 [007] 10897.962088248:      branches:   vmexit                           40dba0 ucall+0x0 (/home/user/git/work/tools/testing/selftests/kselftest_install/kvm/tsc_msrs_test) =>                0 [unknown] ([unknown])
1632    tsc_msrs_test 18436 [007] 10897.962088248:      branches:   vmexit                                0 [unknown] ([unknown]) => ffffffffc13b2fa0 vmx_vmexit+0x0 (vmlinux)
1633    tsc_msrs_test 18436 [007] 10897.962088248:      branches:   jmp                    ffffffffc13b2fa0 vmx_vmexit+0x0 (vmlinux) => ffffffffc13b2fd2 vmx_vmexit+0x32 (vmlinux)
1634    tsc_msrs_test 18436 [007] 10897.962088256:      branches:   return                 ffffffffc13b2fd2 vmx_vmexit+0x32 (vmlinux) => ffffffffc13b3040 __vmx_vcpu_run+0x60 (vmlinux)
1635    tsc_msrs_test 18436 [007] 10897.962088270:      branches:   return                 ffffffffc13b30b6 __vmx_vcpu_run+0xd6 (vmlinux) => ffffffffc13b2f2e vmx_vcpu_enter_exit+0x4e (vmlinux)
1636  [SNIP]
1637    tsc_msrs_test 18436 [007] 10897.962089321:      branches:   call                   ffffffffc13b2ff5 __vmx_vcpu_run+0x15 (vmlinux) => ffffffffc13b2f50 vmx_update_host_rsp+0x0 (vmlinux)
1638    tsc_msrs_test 18436 [007] 10897.962089321:      branches:   return                 ffffffffc13b2f5d vmx_update_host_rsp+0xd (vmlinux) => ffffffffc13b2ffa __vmx_vcpu_run+0x1a (vmlinux)
1639    tsc_msrs_test 18436 [007] 10897.962089321:      branches:   call                   ffffffffc13b303b __vmx_vcpu_run+0x5b (vmlinux) => ffffffffc13b2f80 vmx_vmenter+0x0 (vmlinux)
1640    tsc_msrs_test 18436 [007] 10897.962089424:      branches:   vmentry                ffffffffc13b2f82 vmx_vmenter+0x2 (vmlinux) =>                0 [unknown] ([unknown])
1641    [guest/18436] 18436 [007] 10897.962089424:      branches:   vmentry                               0 [unknown] ([unknown]) =>           40dba0 ucall+0x0 (/home/user/git/work/tools/testing/selftests/kselftest_install/kvm/tsc_msrs_test)
1642    [guest/18436] 18436 [007] 10897.962089701:      branches:   jmp                              40dc1b ucall+0x7b (/home/user/git/work/tools/testing/selftests/kselftest_install/kvm/tsc_msrs_test) =>           40dc39 ucall+0x99 (/home/user/git/work/tools/testing/selftests/kselftest_install/kvm/tsc_msrs_test)
1643    [guest/18436] 18436 [007] 10897.962089701:      branches:   jcc                              40dc3c ucall+0x9c (/home/user/git/work/tools/testing/selftests/kselftest_install/kvm/tsc_msrs_test) =>           40dc20 ucall+0x80 (/home/user/git/work/tools/testing/selftests/kselftest_install/kvm/tsc_msrs_test)
1644    [guest/18436] 18436 [007] 10897.962089701:      branches:   jcc                              40dc3c ucall+0x9c (/home/user/git/work/tools/testing/selftests/kselftest_install/kvm/tsc_msrs_test) =>           40dc20 ucall+0x80 (/home/user/git/work/tools/testing/selftests/kselftest_install/kvm/tsc_msrs_test)
1645    [guest/18436] 18436 [007] 10897.962089701:      branches:   jcc                              40dc37 ucall+0x97 (/home/user/git/work/tools/testing/selftests/kselftest_install/kvm/tsc_msrs_test) =>           40dc50 ucall+0xb0 (/home/user/git/work/tools/testing/selftests/kselftest_install/kvm/tsc_msrs_test)
1646    [guest/18436] 18436 [007] 10897.962089878:      branches:   vmexit                           40dc55 ucall+0xb5 (/home/user/git/work/tools/testing/selftests/kselftest_install/kvm/tsc_msrs_test) =>                0 [unknown] ([unknown])
1647    tsc_msrs_test 18436 [007] 10897.962089878:      branches:   vmexit                                0 [unknown] ([unknown]) => ffffffffc13b2fa0 vmx_vmexit+0x0 (vmlinux)
1648    tsc_msrs_test 18436 [007] 10897.962089878:      branches:   jmp                    ffffffffc13b2fa0 vmx_vmexit+0x0 (vmlinux) => ffffffffc13b2fd2 vmx_vmexit+0x32 (vmlinux)
1649    tsc_msrs_test 18436 [007] 10897.962089887:      branches:   return                 ffffffffc13b2fd2 vmx_vmexit+0x32 (vmlinux) => ffffffffc13b3040 __vmx_vcpu_run+0x60 (vmlinux)
1650    tsc_msrs_test 18436 [007] 10897.962089901:      branches:   return                 ffffffffc13b30b6 __vmx_vcpu_run+0xd6 (vmlinux) => ffffffffc13b2f2e vmx_vcpu_enter_exit+0x4e (vmlinux)
1651  [SNIP]
1652
1653  # perf kvm --guest-code --guest --host report -i perf.data --stdio | head -20
1654
1655  # To display the perf.data header info, please use --header/--header-only options.
1656  #
1657  #
1658  # Total Lost Samples: 0
1659  #
1660  # Samples: 12  of event 'instructions'
1661  # Event count (approx.): 2274583
1662  #
1663  # Children      Self  Command        Shared Object         Symbol
1664  # ........  ........  .............  ....................  ...........................................
1665  #
1666     54.70%     0.00%  tsc_msrs_test  [kernel.vmlinux]      [k] entry_SYSCALL_64_after_hwframe
1667             |
1668             ---entry_SYSCALL_64_after_hwframe
1669                do_syscall_64
1670                |
1671                |--29.44%--syscall_exit_to_user_mode
1672                |          exit_to_user_mode_prepare
1673                |          task_work_run
1674                |          __fput
1675
1676
1677 Event Trace
1678 -----------
1679
1680 Event Trace records information about asynchronous events, for example interrupts,
1681 faults, VM exits and entries.  The information is recorded in CFE and EVD packets,
1682 and also the Interrupt Flag is recorded on the MODE.Exec packet.  The CFE packet
1683 contains a type field to identify one of the following:
1684
1685          1      INTR            interrupt, fault, exception, NMI
1686          2      IRET            interrupt return
1687          3      SMI             system management interrupt
1688          4      RSM             resume from system management mode
1689          5      SIPI            startup interprocessor interrupt
1690          6      INIT            INIT signal
1691          7      VMENTRY         VM-Entry
1692          8      VMEXIT          VM-Entry
1693          9      VMEXIT_INTR     VM-Exit due to interrupt
1694         10      SHUTDOWN        Shutdown
1695
1696 For more details, refer to the Intel 64 and IA-32 Architectures Software
1697 Developer Manuals (version 076 or later).
1698
1699 The capability to do Event Trace is indicated by the
1700 /sys/bus/event_source/devices/intel_pt/caps/event_trace file.
1701
1702 Event trace is selected for recording using the "event" config term. e.g.
1703
1704         perf record -e intel_pt/event/u uname
1705
1706 Event trace events are output using the --itrace I option. e.g.
1707
1708         perf script --itrace=Ie
1709
1710 perf script displays events containing CFE type, vector and event data,
1711 in the form:
1712
1713           evt:   hw int            (t)  cfe: INTR IP: 1 vector: 3 PFA: 0x8877665544332211
1714
1715 The IP flag indicates if the event binds to an IP, which includes any case where
1716 flow control packet generation is enabled, as well as when CFE packet IP bit is
1717 set.
1718
1719 perf script displays events containing changes to the Interrupt Flag in the form:
1720
1721         iflag:   t                      IFLAG: 1->0 via branch
1722
1723 where "via branch" indicates a branch (interrupt or return from interrupt) and
1724 "non branch" indicates an instruction such as CFI, STI or POPF).
1725
1726 In addition, the current state of the interrupt flag is indicated by the presence
1727 or absence of the "D" (interrupt disabled) perf script flag.  If the interrupt
1728 flag is changed, then the "t" flag is also included i.e.
1729
1730                 no flag, interrupts enabled IF=1
1731         t       interrupts become disabled IF=1 -> IF=0
1732         D       interrupts are disabled IF=0
1733         Dt      interrupts become enabled  IF=0 -> IF=1
1734
1735 The intel-pt-events.py script illustrates how to access Event Trace information
1736 using a Python script.
1737
1738
1739 TNT Disable
1740 -----------
1741
1742 TNT packets are disabled using the "notnt" config term. e.g.
1743
1744         perf record -e intel_pt/notnt/u uname
1745
1746 In that case the --itrace q option is forced because walking executable code
1747 to reconstruct the control flow is not possible.
1748
1749
1750 Emulated PTWRITE
1751 ----------------
1752
1753 Later perf tools support a method to emulate the ptwrite instruction, which
1754 can be useful if hardware does not support the ptwrite instruction.
1755
1756 Instead of using the ptwrite instruction, a function is used which produces
1757 a trace that encodes the payload data into TNT packets.  Here is an example
1758 of the function:
1759
1760  #include <stdint.h>
1761
1762  void perf_emulate_ptwrite(uint64_t x)
1763  __attribute__((externally_visible, noipa, no_instrument_function, naked));
1764
1765  #define PERF_EMULATE_PTWRITE_8_BITS \
1766                  "1: shl %rax\n"     \
1767                  "   jc 1f\n"        \
1768                  "1: shl %rax\n"     \
1769                  "   jc 1f\n"        \
1770                  "1: shl %rax\n"     \
1771                  "   jc 1f\n"        \
1772                  "1: shl %rax\n"     \
1773                  "   jc 1f\n"        \
1774                  "1: shl %rax\n"     \
1775                  "   jc 1f\n"        \
1776                  "1: shl %rax\n"     \
1777                  "   jc 1f\n"        \
1778                  "1: shl %rax\n"     \
1779                  "   jc 1f\n"        \
1780                  "1: shl %rax\n"     \
1781                  "   jc 1f\n"
1782
1783  /* Undefined instruction */
1784  #define PERF_EMULATE_PTWRITE_UD2        ".byte 0x0f, 0x0b\n"
1785
1786  #define PERF_EMULATE_PTWRITE_MAGIC        PERF_EMULATE_PTWRITE_UD2 ".ascii \"perf,ptwrite  \"\n"
1787
1788  void perf_emulate_ptwrite(uint64_t x __attribute__ ((__unused__)))
1789  {
1790           /* Assumes SysV ABI : x passed in rdi */
1791          __asm__ volatile (
1792                  "jmp 1f\n"
1793                  PERF_EMULATE_PTWRITE_MAGIC
1794                  "1: mov %rdi, %rax\n"
1795                  PERF_EMULATE_PTWRITE_8_BITS
1796                  PERF_EMULATE_PTWRITE_8_BITS
1797                  PERF_EMULATE_PTWRITE_8_BITS
1798                  PERF_EMULATE_PTWRITE_8_BITS
1799                  PERF_EMULATE_PTWRITE_8_BITS
1800                  PERF_EMULATE_PTWRITE_8_BITS
1801                  PERF_EMULATE_PTWRITE_8_BITS
1802                  PERF_EMULATE_PTWRITE_8_BITS
1803                  "1: ret\n"
1804          );
1805  }
1806
1807 For example, a test program with the function above:
1808
1809  #include <stdio.h>
1810  #include <stdint.h>
1811  #include <stdlib.h>
1812
1813  #include "perf_emulate_ptwrite.h"
1814
1815  int main(int argc, char *argv[])
1816  {
1817          uint64_t x = 0;
1818
1819          if (argc > 1)
1820                  x = strtoull(argv[1], NULL, 0);
1821          perf_emulate_ptwrite(x);
1822          return 0;
1823  }
1824
1825 Can be compiled and traced:
1826
1827  $ gcc -Wall -Wextra -O3 -g -o eg_ptw eg_ptw.c
1828  $ perf record -e intel_pt//u ./eg_ptw 0x1234567890abcdef
1829  [ perf record: Woken up 1 times to write data ]
1830  [ perf record: Captured and wrote 0.017 MB perf.data ]
1831  $ perf script --itrace=ew
1832            eg_ptw 19875 [007]  8061.235912:     ptwrite:  IP: 0 payload: 0x1234567890abcdef      55701249a196 perf_emulate_ptwrite+0x16 (/home/user/eg_ptw)
1833  $
1834
1835
1836 Pipe mode
1837 ---------
1838 Pipe mode is a problem for Intel PT and possibly other auxtrace users.
1839 It's not recommended to use a pipe as data output with Intel PT because
1840 of the following reason.
1841
1842 Essentially the auxtrace buffers do not behave like the regular perf
1843 event buffers.  That is because the head and tail are updated by
1844 software, but in the auxtrace case the data is written by hardware.
1845 So the head and tail do not get updated as data is written.
1846
1847 In the Intel PT case, the head and tail are updated only when the trace
1848 is disabled by software, for example:
1849     - full-trace, system wide : when buffer passes watermark
1850     - full-trace, not system-wide : when buffer passes watermark or
1851                                     context switches
1852     - snapshot mode : as above but also when a snapshot is made
1853     - sample mode : as above but also when a sample is made
1854
1855 That means finished-round ordering doesn't work.  An auxtrace buffer
1856 can turn up that has data that extends back in time, possibly to the
1857 very beginning of tracing.
1858
1859 For a perf.data file, that problem is solved by going through the trace
1860 and queuing up the auxtrace buffers in advance.
1861
1862 For pipe mode, the order of events and timestamps can presumably
1863 be messed up.
1864
1865
1866 EXAMPLE
1867 -------
1868
1869 Examples can be found on perf wiki page "Perf tools support for IntelĀ® Processor Trace":
1870
1871 https://perf.wiki.kernel.org/index.php/Perf_tools_support_for_Intel%C2%AE_Processor_Trace
1872
1873
1874 SEE ALSO
1875 --------
1876
1877 linkperf:perf-record[1], linkperf:perf-script[1], linkperf:perf-report[1],
1878 linkperf:perf-inject[1]