]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - Documentation/trace/ftrace.txt
arm: imx6: defconfig: update tx6 defconfigs
[karo-tx-linux.git] / Documentation / trace / ftrace.txt
1                 ftrace - Function Tracer
2                 ========================
3
4 Copyright 2008 Red Hat Inc.
5    Author:   Steven Rostedt <srostedt@redhat.com>
6   License:   The GNU Free Documentation License, Version 1.2
7                (dual licensed under the GPL v2)
8 Reviewers:   Elias Oltmanns, Randy Dunlap, Andrew Morton,
9              John Kacur, and David Teigland.
10 Written for: 2.6.28-rc2
11 Updated for: 3.10
12
13 Introduction
14 ------------
15
16 Ftrace is an internal tracer designed to help out developers and
17 designers of systems to find what is going on inside the kernel.
18 It can be used for debugging or analyzing latencies and
19 performance issues that take place outside of user-space.
20
21 Although ftrace is typically considered the function tracer, it
22 is really a frame work of several assorted tracing utilities.
23 There's latency tracing to examine what occurs between interrupts
24 disabled and enabled, as well as for preemption and from a time
25 a task is woken to the task is actually scheduled in.
26
27 One of the most common uses of ftrace is the event tracing.
28 Through out the kernel is hundreds of static event points that
29 can be enabled via the debugfs file system to see what is
30 going on in certain parts of the kernel.
31
32
33 Implementation Details
34 ----------------------
35
36 See ftrace-design.txt for details for arch porters and such.
37
38
39 The File System
40 ---------------
41
42 Ftrace uses the debugfs file system to hold the control files as
43 well as the files to display output.
44
45 When debugfs is configured into the kernel (which selecting any ftrace
46 option will do) the directory /sys/kernel/debug will be created. To mount
47 this directory, you can add to your /etc/fstab file:
48
49  debugfs       /sys/kernel/debug          debugfs defaults        0       0
50
51 Or you can mount it at run time with:
52
53  mount -t debugfs nodev /sys/kernel/debug
54
55 For quicker access to that directory you may want to make a soft link to
56 it:
57
58  ln -s /sys/kernel/debug /debug
59
60 Any selected ftrace option will also create a directory called tracing
61 within the debugfs. The rest of the document will assume that you are in
62 the ftrace directory (cd /sys/kernel/debug/tracing) and will only concentrate
63 on the files within that directory and not distract from the content with
64 the extended "/sys/kernel/debug/tracing" path name.
65
66 That's it! (assuming that you have ftrace configured into your kernel)
67
68 After mounting debugfs, you can see a directory called
69 "tracing".  This directory contains the control and output files
70 of ftrace. Here is a list of some of the key files:
71
72
73  Note: all time values are in microseconds.
74
75   current_tracer:
76
77         This is used to set or display the current tracer
78         that is configured.
79
80   available_tracers:
81
82         This holds the different types of tracers that
83         have been compiled into the kernel. The
84         tracers listed here can be configured by
85         echoing their name into current_tracer.
86
87   tracing_on:
88
89         This sets or displays whether writing to the trace
90         ring buffer is enabled. Echo 0 into this file to disable
91         the tracer or 1 to enable it. Note, this only disables
92         writing to the ring buffer, the tracing overhead may
93         still be occurring.
94
95   trace:
96
97         This file holds the output of the trace in a human
98         readable format (described below).
99
100   trace_pipe:
101
102         The output is the same as the "trace" file but this
103         file is meant to be streamed with live tracing.
104         Reads from this file will block until new data is
105         retrieved.  Unlike the "trace" file, this file is a
106         consumer. This means reading from this file causes
107         sequential reads to display more current data. Once
108         data is read from this file, it is consumed, and
109         will not be read again with a sequential read. The
110         "trace" file is static, and if the tracer is not
111         adding more data,they will display the same
112         information every time they are read.
113
114   trace_options:
115
116         This file lets the user control the amount of data
117         that is displayed in one of the above output
118         files. Options also exist to modify how a tracer
119         or events work (stack traces, timestamps, etc).
120
121   options:
122
123         This is a directory that has a file for every available
124         trace option (also in trace_options). Options may also be set
125         or cleared by writing a "1" or "0" respectively into the
126         corresponding file with the option name.
127
128   tracing_max_latency:
129
130         Some of the tracers record the max latency.
131         For example, the time interrupts are disabled.
132         This time is saved in this file. The max trace
133         will also be stored, and displayed by "trace".
134         A new max trace will only be recorded if the
135         latency is greater than the value in this
136         file. (in microseconds)
137
138   tracing_thresh:
139
140         Some latency tracers will record a trace whenever the
141         latency is greater than the number in this file.
142         Only active when the file contains a number greater than 0.
143         (in microseconds)
144
145   buffer_size_kb:
146
147         This sets or displays the number of kilobytes each CPU
148         buffer holds. By default, the trace buffers are the same size
149         for each CPU. The displayed number is the size of the
150         CPU buffer and not total size of all buffers. The
151         trace buffers are allocated in pages (blocks of memory
152         that the kernel uses for allocation, usually 4 KB in size).
153         If the last page allocated has room for more bytes
154         than requested, the rest of the page will be used,
155         making the actual allocation bigger than requested.
156         ( Note, the size may not be a multiple of the page size
157           due to buffer management meta-data. )
158
159   buffer_total_size_kb:
160
161         This displays the total combined size of all the trace buffers.
162
163   free_buffer:
164
165         If a process is performing the tracing, and the ring buffer
166         should be shrunk "freed" when the process is finished, even
167         if it were to be killed by a signal, this file can be used
168         for that purpose. On close of this file, the ring buffer will
169         be resized to its minimum size. Having a process that is tracing
170         also open this file, when the process exits its file descriptor
171         for this file will be closed, and in doing so, the ring buffer
172         will be "freed".
173
174         It may also stop tracing if disable_on_free option is set.
175
176   tracing_cpumask:
177
178         This is a mask that lets the user only trace
179         on specified CPUs. The format is a hex string
180         representing the CPUs.
181
182   set_ftrace_filter:
183
184         When dynamic ftrace is configured in (see the
185         section below "dynamic ftrace"), the code is dynamically
186         modified (code text rewrite) to disable calling of the
187         function profiler (mcount). This lets tracing be configured
188         in with practically no overhead in performance.  This also
189         has a side effect of enabling or disabling specific functions
190         to be traced. Echoing names of functions into this file
191         will limit the trace to only those functions.
192
193         This interface also allows for commands to be used. See the
194         "Filter commands" section for more details.
195
196   set_ftrace_notrace:
197
198         This has an effect opposite to that of
199         set_ftrace_filter. Any function that is added here will not
200         be traced. If a function exists in both set_ftrace_filter
201         and set_ftrace_notrace, the function will _not_ be traced.
202
203   set_ftrace_pid:
204
205         Have the function tracer only trace a single thread.
206
207   set_graph_function:
208
209         Set a "trigger" function where tracing should start
210         with the function graph tracer (See the section
211         "dynamic ftrace" for more details).
212
213   available_filter_functions:
214
215         This lists the functions that ftrace
216         has processed and can trace. These are the function
217         names that you can pass to "set_ftrace_filter" or
218         "set_ftrace_notrace". (See the section "dynamic ftrace"
219         below for more details.)
220
221   enabled_functions:
222
223         This file is more for debugging ftrace, but can also be useful
224         in seeing if any function has a callback attached to it.
225         Not only does the trace infrastructure use ftrace function
226         trace utility, but other subsystems might too. This file
227         displays all functions that have a callback attached to them
228         as well as the number of callbacks that have been attached.
229         Note, a callback may also call multiple functions which will
230         not be listed in this count.
231
232         If the callback registered to be traced by a function with
233         the "save regs" attribute (thus even more overhead), a 'R'
234         will be displayed on the same line as the function that
235         is returning registers.
236
237   function_profile_enabled:
238
239         When set it will enable all functions with either the function
240         tracer, or if enabled, the function graph tracer. It will
241         keep a histogram of the number of functions that were called
242         and if run with the function graph tracer, it will also keep
243         track of the time spent in those functions. The histogram
244         content can be displayed in the files:
245
246         trace_stats/function<cpu> ( function0, function1, etc).
247
248   trace_stats:
249
250         A directory that holds different tracing stats.
251
252   kprobe_events:
253  
254         Enable dynamic trace points. See kprobetrace.txt.
255
256   kprobe_profile:
257
258         Dynamic trace points stats. See kprobetrace.txt.
259
260   max_graph_depth:
261
262         Used with the function graph tracer. This is the max depth
263         it will trace into a function. Setting this to a value of
264         one will show only the first kernel function that is called
265         from user space.
266
267   printk_formats:
268
269         This is for tools that read the raw format files. If an event in
270         the ring buffer references a string (currently only trace_printk()
271         does this), only a pointer to the string is recorded into the buffer
272         and not the string itself. This prevents tools from knowing what
273         that string was. This file displays the string and address for
274         the string allowing tools to map the pointers to what the
275         strings were.
276
277   saved_cmdlines:
278
279         Only the pid of the task is recorded in a trace event unless
280         the event specifically saves the task comm as well. Ftrace
281         makes a cache of pid mappings to comms to try to display
282         comms for events. If a pid for a comm is not listed, then
283         "<...>" is displayed in the output.
284
285   snapshot:
286
287         This displays the "snapshot" buffer and also lets the user
288         take a snapshot of the current running trace.
289         See the "Snapshot" section below for more details.
290
291   stack_max_size:
292
293         When the stack tracer is activated, this will display the
294         maximum stack size it has encountered.
295         See the "Stack Trace" section below.
296
297   stack_trace:
298
299         This displays the stack back trace of the largest stack
300         that was encountered when the stack tracer is activated.
301         See the "Stack Trace" section below.
302
303   stack_trace_filter:
304
305         This is similar to "set_ftrace_filter" but it limits what
306         functions the stack tracer will check.
307
308   trace_clock:
309
310         Whenever an event is recorded into the ring buffer, a
311         "timestamp" is added. This stamp comes from a specified
312         clock. By default, ftrace uses the "local" clock. This
313         clock is very fast and strictly per cpu, but on some
314         systems it may not be monotonic with respect to other
315         CPUs. In other words, the local clocks may not be in sync
316         with local clocks on other CPUs.
317
318         Usual clocks for tracing:
319
320           # cat trace_clock
321           [local] global counter x86-tsc
322
323           local: Default clock, but may not be in sync across CPUs
324
325           global: This clock is in sync with all CPUs but may
326                   be a bit slower than the local clock.
327
328           counter: This is not a clock at all, but literally an atomic
329                    counter. It counts up one by one, but is in sync
330                    with all CPUs. This is useful when you need to
331                    know exactly the order events occurred with respect to
332                    each other on different CPUs.
333
334           uptime: This uses the jiffies counter and the time stamp
335                   is relative to the time since boot up.
336
337           perf: This makes ftrace use the same clock that perf uses.
338                 Eventually perf will be able to read ftrace buffers
339                 and this will help out in interleaving the data.
340
341           x86-tsc: Architectures may define their own clocks. For
342                    example, x86 uses its own TSC cycle clock here.
343
344         To set a clock, simply echo the clock name into this file.
345
346           echo global > trace_clock
347
348   trace_marker:
349
350         This is a very useful file for synchronizing user space
351         with events happening in the kernel. Writing strings into
352         this file will be written into the ftrace buffer.
353
354         It is useful in applications to open this file at the start
355         of the application and just reference the file descriptor
356         for the file.
357
358         void trace_write(const char *fmt, ...)
359         {
360                 va_list ap;
361                 char buf[256];
362                 int n;
363
364                 if (trace_fd < 0)
365                         return;
366
367                 va_start(ap, fmt);
368                 n = vsnprintf(buf, 256, fmt, ap);
369                 va_end(ap);
370
371                 write(trace_fd, buf, n);
372         }
373
374         start:
375
376                 trace_fd = open("trace_marker", WR_ONLY);
377
378   uprobe_events:
379  
380         Add dynamic tracepoints in programs.
381         See uprobetracer.txt
382
383   uprobe_profile:
384
385         Uprobe statistics. See uprobetrace.txt
386
387   instances:
388
389         This is a way to make multiple trace buffers where different
390         events can be recorded in different buffers.
391         See "Instances" section below.
392
393   events:
394
395         This is the trace event directory. It holds event tracepoints
396         (also known as static tracepoints) that have been compiled
397         into the kernel. It shows what event tracepoints exist
398         and how they are grouped by system. There are "enable"
399         files at various levels that can enable the tracepoints
400         when a "1" is written to them.
401
402         See events.txt for more information.
403
404   per_cpu:
405
406         This is a directory that contains the trace per_cpu information.
407
408   per_cpu/cpu0/buffer_size_kb:
409
410         The ftrace buffer is defined per_cpu. That is, there's a separate
411         buffer for each CPU to allow writes to be done atomically,
412         and free from cache bouncing. These buffers may have different
413         size buffers. This file is similar to the buffer_size_kb
414         file, but it only displays or sets the buffer size for the
415         specific CPU. (here cpu0).
416
417   per_cpu/cpu0/trace:
418
419         This is similar to the "trace" file, but it will only display
420         the data specific for the CPU. If written to, it only clears
421         the specific CPU buffer.
422
423   per_cpu/cpu0/trace_pipe
424
425         This is similar to the "trace_pipe" file, and is a consuming
426         read, but it will only display (and consume) the data specific
427         for the CPU.
428
429   per_cpu/cpu0/trace_pipe_raw
430
431         For tools that can parse the ftrace ring buffer binary format,
432         the trace_pipe_raw file can be used to extract the data
433         from the ring buffer directly. With the use of the splice()
434         system call, the buffer data can be quickly transferred to
435         a file or to the network where a server is collecting the
436         data.
437
438         Like trace_pipe, this is a consuming reader, where multiple
439         reads will always produce different data.
440
441   per_cpu/cpu0/snapshot:
442
443         This is similar to the main "snapshot" file, but will only
444         snapshot the current CPU (if supported). It only displays
445         the content of the snapshot for a given CPU, and if
446         written to, only clears this CPU buffer.
447
448   per_cpu/cpu0/snapshot_raw:
449
450         Similar to the trace_pipe_raw, but will read the binary format
451         from the snapshot buffer for the given CPU.
452
453   per_cpu/cpu0/stats:
454
455         This displays certain stats about the ring buffer:
456
457          entries: The number of events that are still in the buffer.
458
459          overrun: The number of lost events due to overwriting when
460                   the buffer was full.
461
462          commit overrun: Should always be zero.
463                 This gets set if so many events happened within a nested
464                 event (ring buffer is re-entrant), that it fills the
465                 buffer and starts dropping events.
466
467          bytes: Bytes actually read (not overwritten).
468
469          oldest event ts: The oldest timestamp in the buffer
470
471          now ts: The current timestamp
472
473          dropped events: Events lost due to overwrite option being off.
474
475          read events: The number of events read.
476
477 The Tracers
478 -----------
479
480 Here is the list of current tracers that may be configured.
481
482   "function"
483
484         Function call tracer to trace all kernel functions.
485
486   "function_graph"
487
488         Similar to the function tracer except that the
489         function tracer probes the functions on their entry
490         whereas the function graph tracer traces on both entry
491         and exit of the functions. It then provides the ability
492         to draw a graph of function calls similar to C code
493         source.
494
495   "irqsoff"
496
497         Traces the areas that disable interrupts and saves
498         the trace with the longest max latency.
499         See tracing_max_latency. When a new max is recorded,
500         it replaces the old trace. It is best to view this
501         trace with the latency-format option enabled.
502
503   "preemptoff"
504
505         Similar to irqsoff but traces and records the amount of
506         time for which preemption is disabled.
507
508   "preemptirqsoff"
509
510         Similar to irqsoff and preemptoff, but traces and
511         records the largest time for which irqs and/or preemption
512         is disabled.
513
514   "wakeup"
515
516         Traces and records the max latency that it takes for
517         the highest priority task to get scheduled after
518         it has been woken up.
519         Traces all tasks as an average developer would expect.
520
521   "wakeup_rt"
522
523         Traces and records the max latency that it takes for just
524         RT tasks (as the current "wakeup" does). This is useful
525         for those interested in wake up timings of RT tasks.
526
527   "nop"
528
529         This is the "trace nothing" tracer. To remove all
530         tracers from tracing simply echo "nop" into
531         current_tracer.
532
533
534 Examples of using the tracer
535 ----------------------------
536
537 Here are typical examples of using the tracers when controlling
538 them only with the debugfs interface (without using any
539 user-land utilities).
540
541 Output format:
542 --------------
543
544 Here is an example of the output format of the file "trace"
545
546                              --------
547 # tracer: function
548 #
549 # entries-in-buffer/entries-written: 140080/250280   #P:4
550 #
551 #                              _-----=> irqs-off
552 #                             / _----=> need-resched
553 #                            | / _---=> hardirq/softirq
554 #                            || / _--=> preempt-depth
555 #                            ||| /     delay
556 #           TASK-PID   CPU#  ||||    TIMESTAMP  FUNCTION
557 #              | |       |   ||||       |         |
558             bash-1977  [000] .... 17284.993652: sys_close <-system_call_fastpath
559             bash-1977  [000] .... 17284.993653: __close_fd <-sys_close
560             bash-1977  [000] .... 17284.993653: _raw_spin_lock <-__close_fd
561             sshd-1974  [003] .... 17284.993653: __srcu_read_unlock <-fsnotify
562             bash-1977  [000] .... 17284.993654: add_preempt_count <-_raw_spin_lock
563             bash-1977  [000] ...1 17284.993655: _raw_spin_unlock <-__close_fd
564             bash-1977  [000] ...1 17284.993656: sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock
565             bash-1977  [000] .... 17284.993657: filp_close <-__close_fd
566             bash-1977  [000] .... 17284.993657: dnotify_flush <-filp_close
567             sshd-1974  [003] .... 17284.993658: sys_select <-system_call_fastpath
568                              --------
569
570 A header is printed with the tracer name that is represented by
571 the trace. In this case the tracer is "function". Then it shows the
572 number of events in the buffer as well as the total number of entries
573 that were written. The difference is the number of entries that were
574 lost due to the buffer filling up (250280 - 140080 = 110200 events
575 lost).
576
577 The header explains the content of the events. Task name "bash", the task
578 PID "1977", the CPU that it was running on "000", the latency format
579 (explained below), the timestamp in <secs>.<usecs> format, the
580 function name that was traced "sys_close" and the parent function that
581 called this function "system_call_fastpath". The timestamp is the time
582 at which the function was entered.
583
584 Latency trace format
585 --------------------
586
587 When the latency-format option is enabled or when one of the latency
588 tracers is set, the trace file gives somewhat more information to see
589 why a latency happened. Here is a typical trace.
590
591 # tracer: irqsoff
592 #
593 # irqsoff latency trace v1.1.5 on 3.8.0-test+
594 # --------------------------------------------------------------------
595 # latency: 259 us, #4/4, CPU#2 | (M:preempt VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
596 #    -----------------
597 #    | task: ps-6143 (uid:0 nice:0 policy:0 rt_prio:0)
598 #    -----------------
599 #  => started at: __lock_task_sighand
600 #  => ended at:   _raw_spin_unlock_irqrestore
601 #
602 #
603 #                  _------=> CPU#            
604 #                 / _-----=> irqs-off        
605 #                | / _----=> need-resched    
606 #                || / _---=> hardirq/softirq 
607 #                ||| / _--=> preempt-depth   
608 #                |||| /     delay             
609 #  cmd     pid   ||||| time  |   caller      
610 #     \   /      |||||  \    |   /           
611       ps-6143    2d...    0us!: trace_hardirqs_off <-__lock_task_sighand
612       ps-6143    2d..1  259us+: trace_hardirqs_on <-_raw_spin_unlock_irqrestore
613       ps-6143    2d..1  263us+: time_hardirqs_on <-_raw_spin_unlock_irqrestore
614       ps-6143    2d..1  306us : <stack trace>
615  => trace_hardirqs_on_caller
616  => trace_hardirqs_on
617  => _raw_spin_unlock_irqrestore
618  => do_task_stat
619  => proc_tgid_stat
620  => proc_single_show
621  => seq_read
622  => vfs_read
623  => sys_read
624  => system_call_fastpath
625
626
627 This shows that the current tracer is "irqsoff" tracing the time
628 for which interrupts were disabled. It gives the trace version (which
629 never changes) and the version of the kernel upon which this was executed on
630 (3.10). Then it displays the max latency in microseconds (259 us). The number
631 of trace entries displayed and the total number (both are four: #4/4).
632 VP, KP, SP, and HP are always zero and are reserved for later use.
633 #P is the number of online CPUs (#P:4).
634
635 The task is the process that was running when the latency
636 occurred. (ps pid: 6143).
637
638 The start and stop (the functions in which the interrupts were
639 disabled and enabled respectively) that caused the latencies:
640
641  __lock_task_sighand is where the interrupts were disabled.
642  _raw_spin_unlock_irqrestore is where they were enabled again.
643
644 The next lines after the header are the trace itself. The header
645 explains which is which.
646
647   cmd: The name of the process in the trace.
648
649   pid: The PID of that process.
650
651   CPU#: The CPU which the process was running on.
652
653   irqs-off: 'd' interrupts are disabled. '.' otherwise.
654             Note: If the architecture does not support a way to
655                   read the irq flags variable, an 'X' will always
656                   be printed here.
657
658   need-resched: 'N' task need_resched is set, '.' otherwise.
659
660   hardirq/softirq:
661         'H' - hard irq occurred inside a softirq.
662         'h' - hard irq is running
663         's' - soft irq is running
664         '.' - normal context.
665
666   preempt-depth: The level of preempt_disabled
667
668 The above is mostly meaningful for kernel developers.
669
670   time: When the latency-format option is enabled, the trace file
671         output includes a timestamp relative to the start of the
672         trace. This differs from the output when latency-format
673         is disabled, which includes an absolute timestamp.
674
675   delay: This is just to help catch your eye a bit better. And
676          needs to be fixed to be only relative to the same CPU.
677          The marks are determined by the difference between this
678          current trace and the next trace.
679           '!' - greater than preempt_mark_thresh (default 100)
680           '+' - greater than 1 microsecond
681           ' ' - less than or equal to 1 microsecond.
682
683   The rest is the same as the 'trace' file.
684
685   Note, the latency tracers will usually end with a back trace
686   to easily find where the latency occurred.
687
688 trace_options
689 -------------
690
691 The trace_options file (or the options directory) is used to control
692 what gets printed in the trace output, or manipulate the tracers.
693 To see what is available, simply cat the file:
694
695   cat trace_options
696 print-parent
697 nosym-offset
698 nosym-addr
699 noverbose
700 noraw
701 nohex
702 nobin
703 noblock
704 nostacktrace
705 trace_printk
706 noftrace_preempt
707 nobranch
708 annotate
709 nouserstacktrace
710 nosym-userobj
711 noprintk-msg-only
712 context-info
713 latency-format
714 sleep-time
715 graph-time
716 record-cmd
717 overwrite
718 nodisable_on_free
719 irq-info
720 markers
721 function-trace
722
723 To disable one of the options, echo in the option prepended with
724 "no".
725
726   echo noprint-parent > trace_options
727
728 To enable an option, leave off the "no".
729
730   echo sym-offset > trace_options
731
732 Here are the available options:
733
734   print-parent - On function traces, display the calling (parent)
735                  function as well as the function being traced.
736
737   print-parent:
738    bash-4000  [01]  1477.606694: simple_strtoul <-kstrtoul
739
740   noprint-parent:
741    bash-4000  [01]  1477.606694: simple_strtoul
742
743
744   sym-offset - Display not only the function name, but also the
745                offset in the function. For example, instead of
746                seeing just "ktime_get", you will see
747                "ktime_get+0xb/0x20".
748
749   sym-offset:
750    bash-4000  [01]  1477.606694: simple_strtoul+0x6/0xa0
751
752   sym-addr - this will also display the function address as well
753              as the function name.
754
755   sym-addr:
756    bash-4000  [01]  1477.606694: simple_strtoul <c0339346>
757
758   verbose - This deals with the trace file when the
759             latency-format option is enabled.
760
761     bash  4000 1 0 00000000 00010a95 [58127d26] 1720.415ms \
762     (+0.000ms): simple_strtoul (kstrtoul)
763
764   raw - This will display raw numbers. This option is best for
765         use with user applications that can translate the raw
766         numbers better than having it done in the kernel.
767
768   hex - Similar to raw, but the numbers will be in a hexadecimal
769         format.
770
771   bin - This will print out the formats in raw binary.
772
773   block - When set, reading trace_pipe will not block when polled.
774
775   stacktrace - This is one of the options that changes the trace
776                itself. When a trace is recorded, so is the stack
777                of functions. This allows for back traces of
778                trace sites.
779
780   trace_printk - Can disable trace_printk() from writing into the buffer.
781
782   branch - Enable branch tracing with the tracer.
783
784   annotate - It is sometimes confusing when the CPU buffers are full
785              and one CPU buffer had a lot of events recently, thus
786              a shorter time frame, were another CPU may have only had
787              a few events, which lets it have older events. When
788              the trace is reported, it shows the oldest events first,
789              and it may look like only one CPU ran (the one with the
790              oldest events). When the annotate option is set, it will
791              display when a new CPU buffer started:
792
793           <idle>-0     [001] dNs4 21169.031481: wake_up_idle_cpu <-add_timer_on
794           <idle>-0     [001] dNs4 21169.031482: _raw_spin_unlock_irqrestore <-add_timer_on
795           <idle>-0     [001] .Ns4 21169.031484: sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock_irqrestore
796 ##### CPU 2 buffer started ####
797           <idle>-0     [002] .N.1 21169.031484: rcu_idle_exit <-cpu_idle
798           <idle>-0     [001] .Ns3 21169.031484: _raw_spin_unlock <-clocksource_watchdog
799           <idle>-0     [001] .Ns3 21169.031485: sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock
800
801   userstacktrace - This option changes the trace. It records a
802                    stacktrace of the current userspace thread.
803
804   sym-userobj - when user stacktrace are enabled, look up which
805                 object the address belongs to, and print a
806                 relative address. This is especially useful when
807                 ASLR is on, otherwise you don't get a chance to
808                 resolve the address to object/file/line after
809                 the app is no longer running
810
811                 The lookup is performed when you read
812                 trace,trace_pipe. Example:
813
814                 a.out-1623  [000] 40874.465068: /root/a.out[+0x480] <-/root/a.out[+0
815 x494] <- /root/a.out[+0x4a8] <- /lib/libc-2.7.so[+0x1e1a6]
816
817
818   printk-msg-only - When set, trace_printk()s will only show the format
819                     and not their parameters (if trace_bprintk() or
820                     trace_bputs() was used to save the trace_printk()).
821
822   context-info - Show only the event data. Hides the comm, PID,
823                  timestamp, CPU, and other useful data.
824
825   latency-format - This option changes the trace. When
826                    it is enabled, the trace displays
827                    additional information about the
828                    latencies, as described in "Latency
829                    trace format".
830
831   sleep-time - When running function graph tracer, to include
832                the time a task schedules out in its function.
833                When enabled, it will account time the task has been
834                scheduled out as part of the function call.
835
836   graph-time - When running function graph tracer, to include the
837                time to call nested functions. When this is not set,
838                the time reported for the function will only include
839                the time the function itself executed for, not the time
840                for functions that it called.
841
842   record-cmd - When any event or tracer is enabled, a hook is enabled
843                in the sched_switch trace point to fill comm cache
844                with mapped pids and comms. But this may cause some
845                overhead, and if you only care about pids, and not the
846                name of the task, disabling this option can lower the
847                impact of tracing.
848
849   overwrite - This controls what happens when the trace buffer is
850               full. If "1" (default), the oldest events are
851               discarded and overwritten. If "0", then the newest
852               events are discarded.
853                 (see per_cpu/cpu0/stats for overrun and dropped)
854
855   disable_on_free - When the free_buffer is closed, tracing will
856                     stop (tracing_on set to 0).
857
858   irq-info - Shows the interrupt, preempt count, need resched data.
859              When disabled, the trace looks like:
860
861 # tracer: function
862 #
863 # entries-in-buffer/entries-written: 144405/9452052   #P:4
864 #
865 #           TASK-PID   CPU#      TIMESTAMP  FUNCTION
866 #              | |       |          |         |
867           <idle>-0     [002]  23636.756054: ttwu_do_activate.constprop.89 <-try_to_wake_up
868           <idle>-0     [002]  23636.756054: activate_task <-ttwu_do_activate.constprop.89
869           <idle>-0     [002]  23636.756055: enqueue_task <-activate_task
870
871
872   markers - When set, the trace_marker is writable (only by root).
873             When disabled, the trace_marker will error with EINVAL
874             on write.
875
876
877   function-trace - The latency tracers will enable function tracing
878             if this option is enabled (default it is). When
879             it is disabled, the latency tracers do not trace
880             functions. This keeps the overhead of the tracer down
881             when performing latency tests.
882
883  Note: Some tracers have their own options. They only appear
884        when the tracer is active.
885
886
887
888 irqsoff
889 -------
890
891 When interrupts are disabled, the CPU can not react to any other
892 external event (besides NMIs and SMIs). This prevents the timer
893 interrupt from triggering or the mouse interrupt from letting
894 the kernel know of a new mouse event. The result is a latency
895 with the reaction time.
896
897 The irqsoff tracer tracks the time for which interrupts are
898 disabled. When a new maximum latency is hit, the tracer saves
899 the trace leading up to that latency point so that every time a
900 new maximum is reached, the old saved trace is discarded and the
901 new trace is saved.
902
903 To reset the maximum, echo 0 into tracing_max_latency. Here is
904 an example:
905
906  # echo 0 > options/function-trace
907  # echo irqsoff > current_tracer
908  # echo 1 > tracing_on
909  # echo 0 > tracing_max_latency
910  # ls -ltr
911  [...]
912  # echo 0 > tracing_on
913  # cat trace
914 # tracer: irqsoff
915 #
916 # irqsoff latency trace v1.1.5 on 3.8.0-test+
917 # --------------------------------------------------------------------
918 # latency: 16 us, #4/4, CPU#0 | (M:preempt VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
919 #    -----------------
920 #    | task: swapper/0-0 (uid:0 nice:0 policy:0 rt_prio:0)
921 #    -----------------
922 #  => started at: run_timer_softirq
923 #  => ended at:   run_timer_softirq
924 #
925 #
926 #                  _------=> CPU#            
927 #                 / _-----=> irqs-off        
928 #                | / _----=> need-resched    
929 #                || / _---=> hardirq/softirq 
930 #                ||| / _--=> preempt-depth   
931 #                |||| /     delay             
932 #  cmd     pid   ||||| time  |   caller      
933 #     \   /      |||||  \    |   /           
934   <idle>-0       0d.s2    0us+: _raw_spin_lock_irq <-run_timer_softirq
935   <idle>-0       0dNs3   17us : _raw_spin_unlock_irq <-run_timer_softirq
936   <idle>-0       0dNs3   17us+: trace_hardirqs_on <-run_timer_softirq
937   <idle>-0       0dNs3   25us : <stack trace>
938  => _raw_spin_unlock_irq
939  => run_timer_softirq
940  => __do_softirq
941  => call_softirq
942  => do_softirq
943  => irq_exit
944  => smp_apic_timer_interrupt
945  => apic_timer_interrupt
946  => rcu_idle_exit
947  => cpu_idle
948  => rest_init
949  => start_kernel
950  => x86_64_start_reservations
951  => x86_64_start_kernel
952
953 Here we see that that we had a latency of 16 microseconds (which is
954 very good). The _raw_spin_lock_irq in run_timer_softirq disabled
955 interrupts. The difference between the 16 and the displayed
956 timestamp 25us occurred because the clock was incremented
957 between the time of recording the max latency and the time of
958 recording the function that had that latency.
959
960 Note the above example had function-trace not set. If we set
961 function-trace, we get a much larger output:
962
963  with echo 1 > options/function-trace
964
965 # tracer: irqsoff
966 #
967 # irqsoff latency trace v1.1.5 on 3.8.0-test+
968 # --------------------------------------------------------------------
969 # latency: 71 us, #168/168, CPU#3 | (M:preempt VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
970 #    -----------------
971 #    | task: bash-2042 (uid:0 nice:0 policy:0 rt_prio:0)
972 #    -----------------
973 #  => started at: ata_scsi_queuecmd
974 #  => ended at:   ata_scsi_queuecmd
975 #
976 #
977 #                  _------=> CPU#            
978 #                 / _-----=> irqs-off        
979 #                | / _----=> need-resched    
980 #                || / _---=> hardirq/softirq 
981 #                ||| / _--=> preempt-depth   
982 #                |||| /     delay             
983 #  cmd     pid   ||||| time  |   caller      
984 #     \   /      |||||  \    |   /           
985     bash-2042    3d...    0us : _raw_spin_lock_irqsave <-ata_scsi_queuecmd
986     bash-2042    3d...    0us : add_preempt_count <-_raw_spin_lock_irqsave
987     bash-2042    3d..1    1us : ata_scsi_find_dev <-ata_scsi_queuecmd
988     bash-2042    3d..1    1us : __ata_scsi_find_dev <-ata_scsi_find_dev
989     bash-2042    3d..1    2us : ata_find_dev.part.14 <-__ata_scsi_find_dev
990     bash-2042    3d..1    2us : ata_qc_new_init <-__ata_scsi_queuecmd
991     bash-2042    3d..1    3us : ata_sg_init <-__ata_scsi_queuecmd
992     bash-2042    3d..1    4us : ata_scsi_rw_xlat <-__ata_scsi_queuecmd
993     bash-2042    3d..1    4us : ata_build_rw_tf <-ata_scsi_rw_xlat
994 [...]
995     bash-2042    3d..1   67us : delay_tsc <-__delay
996     bash-2042    3d..1   67us : add_preempt_count <-delay_tsc
997     bash-2042    3d..2   67us : sub_preempt_count <-delay_tsc
998     bash-2042    3d..1   67us : add_preempt_count <-delay_tsc
999     bash-2042    3d..2   68us : sub_preempt_count <-delay_tsc
1000     bash-2042    3d..1   68us+: ata_bmdma_start <-ata_bmdma_qc_issue
1001     bash-2042    3d..1   71us : _raw_spin_unlock_irqrestore <-ata_scsi_queuecmd
1002     bash-2042    3d..1   71us : _raw_spin_unlock_irqrestore <-ata_scsi_queuecmd
1003     bash-2042    3d..1   72us+: trace_hardirqs_on <-ata_scsi_queuecmd
1004     bash-2042    3d..1  120us : <stack trace>
1005  => _raw_spin_unlock_irqrestore
1006  => ata_scsi_queuecmd
1007  => scsi_dispatch_cmd
1008  => scsi_request_fn
1009  => __blk_run_queue_uncond
1010  => __blk_run_queue
1011  => blk_queue_bio
1012  => generic_make_request
1013  => submit_bio
1014  => submit_bh
1015  => __ext3_get_inode_loc
1016  => ext3_iget
1017  => ext3_lookup
1018  => lookup_real
1019  => __lookup_hash
1020  => walk_component
1021  => lookup_last
1022  => path_lookupat
1023  => filename_lookup
1024  => user_path_at_empty
1025  => user_path_at
1026  => vfs_fstatat
1027  => vfs_stat
1028  => sys_newstat
1029  => system_call_fastpath
1030
1031
1032 Here we traced a 71 microsecond latency. But we also see all the
1033 functions that were called during that time. Note that by
1034 enabling function tracing, we incur an added overhead. This
1035 overhead may extend the latency times. But nevertheless, this
1036 trace has provided some very helpful debugging information.
1037
1038
1039 preemptoff
1040 ----------
1041
1042 When preemption is disabled, we may be able to receive
1043 interrupts but the task cannot be preempted and a higher
1044 priority task must wait for preemption to be enabled again
1045 before it can preempt a lower priority task.
1046
1047 The preemptoff tracer traces the places that disable preemption.
1048 Like the irqsoff tracer, it records the maximum latency for
1049 which preemption was disabled. The control of preemptoff tracer
1050 is much like the irqsoff tracer.
1051
1052  # echo 0 > options/function-trace
1053  # echo preemptoff > current_tracer
1054  # echo 1 > tracing_on
1055  # echo 0 > tracing_max_latency
1056  # ls -ltr
1057  [...]
1058  # echo 0 > tracing_on
1059  # cat trace
1060 # tracer: preemptoff
1061 #
1062 # preemptoff latency trace v1.1.5 on 3.8.0-test+
1063 # --------------------------------------------------------------------
1064 # latency: 46 us, #4/4, CPU#1 | (M:preempt VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
1065 #    -----------------
1066 #    | task: sshd-1991 (uid:0 nice:0 policy:0 rt_prio:0)
1067 #    -----------------
1068 #  => started at: do_IRQ
1069 #  => ended at:   do_IRQ
1070 #
1071 #
1072 #                  _------=> CPU#            
1073 #                 / _-----=> irqs-off        
1074 #                | / _----=> need-resched    
1075 #                || / _---=> hardirq/softirq 
1076 #                ||| / _--=> preempt-depth   
1077 #                |||| /     delay             
1078 #  cmd     pid   ||||| time  |   caller      
1079 #     \   /      |||||  \    |   /           
1080     sshd-1991    1d.h.    0us+: irq_enter <-do_IRQ
1081     sshd-1991    1d..1   46us : irq_exit <-do_IRQ
1082     sshd-1991    1d..1   47us+: trace_preempt_on <-do_IRQ
1083     sshd-1991    1d..1   52us : <stack trace>
1084  => sub_preempt_count
1085  => irq_exit
1086  => do_IRQ
1087  => ret_from_intr
1088
1089
1090 This has some more changes. Preemption was disabled when an
1091 interrupt came in (notice the 'h'), and was enabled on exit.
1092 But we also see that interrupts have been disabled when entering
1093 the preempt off section and leaving it (the 'd'). We do not know if
1094 interrupts were enabled in the mean time or shortly after this
1095 was over.
1096
1097 # tracer: preemptoff
1098 #
1099 # preemptoff latency trace v1.1.5 on 3.8.0-test+
1100 # --------------------------------------------------------------------
1101 # latency: 83 us, #241/241, CPU#1 | (M:preempt VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
1102 #    -----------------
1103 #    | task: bash-1994 (uid:0 nice:0 policy:0 rt_prio:0)
1104 #    -----------------
1105 #  => started at: wake_up_new_task
1106 #  => ended at:   task_rq_unlock
1107 #
1108 #
1109 #                  _------=> CPU#            
1110 #                 / _-----=> irqs-off        
1111 #                | / _----=> need-resched    
1112 #                || / _---=> hardirq/softirq 
1113 #                ||| / _--=> preempt-depth   
1114 #                |||| /     delay             
1115 #  cmd     pid   ||||| time  |   caller      
1116 #     \   /      |||||  \    |   /           
1117     bash-1994    1d..1    0us : _raw_spin_lock_irqsave <-wake_up_new_task
1118     bash-1994    1d..1    0us : select_task_rq_fair <-select_task_rq
1119     bash-1994    1d..1    1us : __rcu_read_lock <-select_task_rq_fair
1120     bash-1994    1d..1    1us : source_load <-select_task_rq_fair
1121     bash-1994    1d..1    1us : source_load <-select_task_rq_fair
1122 [...]
1123     bash-1994    1d..1   12us : irq_enter <-smp_apic_timer_interrupt
1124     bash-1994    1d..1   12us : rcu_irq_enter <-irq_enter
1125     bash-1994    1d..1   13us : add_preempt_count <-irq_enter
1126     bash-1994    1d.h1   13us : exit_idle <-smp_apic_timer_interrupt
1127     bash-1994    1d.h1   13us : hrtimer_interrupt <-smp_apic_timer_interrupt
1128     bash-1994    1d.h1   13us : _raw_spin_lock <-hrtimer_interrupt
1129     bash-1994    1d.h1   14us : add_preempt_count <-_raw_spin_lock
1130     bash-1994    1d.h2   14us : ktime_get_update_offsets <-hrtimer_interrupt
1131 [...]
1132     bash-1994    1d.h1   35us : lapic_next_event <-clockevents_program_event
1133     bash-1994    1d.h1   35us : irq_exit <-smp_apic_timer_interrupt
1134     bash-1994    1d.h1   36us : sub_preempt_count <-irq_exit
1135     bash-1994    1d..2   36us : do_softirq <-irq_exit
1136     bash-1994    1d..2   36us : __do_softirq <-call_softirq
1137     bash-1994    1d..2   36us : __local_bh_disable <-__do_softirq
1138     bash-1994    1d.s2   37us : add_preempt_count <-_raw_spin_lock_irq
1139     bash-1994    1d.s3   38us : _raw_spin_unlock <-run_timer_softirq
1140     bash-1994    1d.s3   39us : sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock
1141     bash-1994    1d.s2   39us : call_timer_fn <-run_timer_softirq
1142 [...]
1143     bash-1994    1dNs2   81us : cpu_needs_another_gp <-rcu_process_callbacks
1144     bash-1994    1dNs2   82us : __local_bh_enable <-__do_softirq
1145     bash-1994    1dNs2   82us : sub_preempt_count <-__local_bh_enable
1146     bash-1994    1dN.2   82us : idle_cpu <-irq_exit
1147     bash-1994    1dN.2   83us : rcu_irq_exit <-irq_exit
1148     bash-1994    1dN.2   83us : sub_preempt_count <-irq_exit
1149     bash-1994    1.N.1   84us : _raw_spin_unlock_irqrestore <-task_rq_unlock
1150     bash-1994    1.N.1   84us+: trace_preempt_on <-task_rq_unlock
1151     bash-1994    1.N.1  104us : <stack trace>
1152  => sub_preempt_count
1153  => _raw_spin_unlock_irqrestore
1154  => task_rq_unlock
1155  => wake_up_new_task
1156  => do_fork
1157  => sys_clone
1158  => stub_clone
1159
1160
1161 The above is an example of the preemptoff trace with
1162 function-trace set. Here we see that interrupts were not disabled
1163 the entire time. The irq_enter code lets us know that we entered
1164 an interrupt 'h'. Before that, the functions being traced still
1165 show that it is not in an interrupt, but we can see from the
1166 functions themselves that this is not the case.
1167
1168 preemptirqsoff
1169 --------------
1170
1171 Knowing the locations that have interrupts disabled or
1172 preemption disabled for the longest times is helpful. But
1173 sometimes we would like to know when either preemption and/or
1174 interrupts are disabled.
1175
1176 Consider the following code:
1177
1178     local_irq_disable();
1179     call_function_with_irqs_off();
1180     preempt_disable();
1181     call_function_with_irqs_and_preemption_off();
1182     local_irq_enable();
1183     call_function_with_preemption_off();
1184     preempt_enable();
1185
1186 The irqsoff tracer will record the total length of
1187 call_function_with_irqs_off() and
1188 call_function_with_irqs_and_preemption_off().
1189
1190 The preemptoff tracer will record the total length of
1191 call_function_with_irqs_and_preemption_off() and
1192 call_function_with_preemption_off().
1193
1194 But neither will trace the time that interrupts and/or
1195 preemption is disabled. This total time is the time that we can
1196 not schedule. To record this time, use the preemptirqsoff
1197 tracer.
1198
1199 Again, using this trace is much like the irqsoff and preemptoff
1200 tracers.
1201
1202  # echo 0 > options/function-trace
1203  # echo preemptirqsoff > current_tracer
1204  # echo 1 > tracing_on
1205  # echo 0 > tracing_max_latency
1206  # ls -ltr
1207  [...]
1208  # echo 0 > tracing_on
1209  # cat trace
1210 # tracer: preemptirqsoff
1211 #
1212 # preemptirqsoff latency trace v1.1.5 on 3.8.0-test+
1213 # --------------------------------------------------------------------
1214 # latency: 100 us, #4/4, CPU#3 | (M:preempt VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
1215 #    -----------------
1216 #    | task: ls-2230 (uid:0 nice:0 policy:0 rt_prio:0)
1217 #    -----------------
1218 #  => started at: ata_scsi_queuecmd
1219 #  => ended at:   ata_scsi_queuecmd
1220 #
1221 #
1222 #                  _------=> CPU#            
1223 #                 / _-----=> irqs-off        
1224 #                | / _----=> need-resched    
1225 #                || / _---=> hardirq/softirq 
1226 #                ||| / _--=> preempt-depth   
1227 #                |||| /     delay             
1228 #  cmd     pid   ||||| time  |   caller      
1229 #     \   /      |||||  \    |   /           
1230       ls-2230    3d...    0us+: _raw_spin_lock_irqsave <-ata_scsi_queuecmd
1231       ls-2230    3...1  100us : _raw_spin_unlock_irqrestore <-ata_scsi_queuecmd
1232       ls-2230    3...1  101us+: trace_preempt_on <-ata_scsi_queuecmd
1233       ls-2230    3...1  111us : <stack trace>
1234  => sub_preempt_count
1235  => _raw_spin_unlock_irqrestore
1236  => ata_scsi_queuecmd
1237  => scsi_dispatch_cmd
1238  => scsi_request_fn
1239  => __blk_run_queue_uncond
1240  => __blk_run_queue
1241  => blk_queue_bio
1242  => generic_make_request
1243  => submit_bio
1244  => submit_bh
1245  => ext3_bread
1246  => ext3_dir_bread
1247  => htree_dirblock_to_tree
1248  => ext3_htree_fill_tree
1249  => ext3_readdir
1250  => vfs_readdir
1251  => sys_getdents
1252  => system_call_fastpath
1253
1254
1255 The trace_hardirqs_off_thunk is called from assembly on x86 when
1256 interrupts are disabled in the assembly code. Without the
1257 function tracing, we do not know if interrupts were enabled
1258 within the preemption points. We do see that it started with
1259 preemption enabled.
1260
1261 Here is a trace with function-trace set:
1262
1263 # tracer: preemptirqsoff
1264 #
1265 # preemptirqsoff latency trace v1.1.5 on 3.8.0-test+
1266 # --------------------------------------------------------------------
1267 # latency: 161 us, #339/339, CPU#3 | (M:preempt VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
1268 #    -----------------
1269 #    | task: ls-2269 (uid:0 nice:0 policy:0 rt_prio:0)
1270 #    -----------------
1271 #  => started at: schedule
1272 #  => ended at:   mutex_unlock
1273 #
1274 #
1275 #                  _------=> CPU#            
1276 #                 / _-----=> irqs-off        
1277 #                | / _----=> need-resched    
1278 #                || / _---=> hardirq/softirq 
1279 #                ||| / _--=> preempt-depth   
1280 #                |||| /     delay             
1281 #  cmd     pid   ||||| time  |   caller      
1282 #     \   /      |||||  \    |   /           
1283 kworker/-59      3...1    0us : __schedule <-schedule
1284 kworker/-59      3d..1    0us : rcu_preempt_qs <-rcu_note_context_switch
1285 kworker/-59      3d..1    1us : add_preempt_count <-_raw_spin_lock_irq
1286 kworker/-59      3d..2    1us : deactivate_task <-__schedule
1287 kworker/-59      3d..2    1us : dequeue_task <-deactivate_task
1288 kworker/-59      3d..2    2us : update_rq_clock <-dequeue_task
1289 kworker/-59      3d..2    2us : dequeue_task_fair <-dequeue_task
1290 kworker/-59      3d..2    2us : update_curr <-dequeue_task_fair
1291 kworker/-59      3d..2    2us : update_min_vruntime <-update_curr
1292 kworker/-59      3d..2    3us : cpuacct_charge <-update_curr
1293 kworker/-59      3d..2    3us : __rcu_read_lock <-cpuacct_charge
1294 kworker/-59      3d..2    3us : __rcu_read_unlock <-cpuacct_charge
1295 kworker/-59      3d..2    3us : update_cfs_rq_blocked_load <-dequeue_task_fair
1296 kworker/-59      3d..2    4us : clear_buddies <-dequeue_task_fair
1297 kworker/-59      3d..2    4us : account_entity_dequeue <-dequeue_task_fair
1298 kworker/-59      3d..2    4us : update_min_vruntime <-dequeue_task_fair
1299 kworker/-59      3d..2    4us : update_cfs_shares <-dequeue_task_fair
1300 kworker/-59      3d..2    5us : hrtick_update <-dequeue_task_fair
1301 kworker/-59      3d..2    5us : wq_worker_sleeping <-__schedule
1302 kworker/-59      3d..2    5us : kthread_data <-wq_worker_sleeping
1303 kworker/-59      3d..2    5us : put_prev_task_fair <-__schedule
1304 kworker/-59      3d..2    6us : pick_next_task_fair <-pick_next_task
1305 kworker/-59      3d..2    6us : clear_buddies <-pick_next_task_fair
1306 kworker/-59      3d..2    6us : set_next_entity <-pick_next_task_fair
1307 kworker/-59      3d..2    6us : update_stats_wait_end <-set_next_entity
1308       ls-2269    3d..2    7us : finish_task_switch <-__schedule
1309       ls-2269    3d..2    7us : _raw_spin_unlock_irq <-finish_task_switch
1310       ls-2269    3d..2    8us : do_IRQ <-ret_from_intr
1311       ls-2269    3d..2    8us : irq_enter <-do_IRQ
1312       ls-2269    3d..2    8us : rcu_irq_enter <-irq_enter
1313       ls-2269    3d..2    9us : add_preempt_count <-irq_enter
1314       ls-2269    3d.h2    9us : exit_idle <-do_IRQ
1315 [...]
1316       ls-2269    3d.h3   20us : sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock
1317       ls-2269    3d.h2   20us : irq_exit <-do_IRQ
1318       ls-2269    3d.h2   21us : sub_preempt_count <-irq_exit
1319       ls-2269    3d..3   21us : do_softirq <-irq_exit
1320       ls-2269    3d..3   21us : __do_softirq <-call_softirq
1321       ls-2269    3d..3   21us+: __local_bh_disable <-__do_softirq
1322       ls-2269    3d.s4   29us : sub_preempt_count <-_local_bh_enable_ip
1323       ls-2269    3d.s5   29us : sub_preempt_count <-_local_bh_enable_ip
1324       ls-2269    3d.s5   31us : do_IRQ <-ret_from_intr
1325       ls-2269    3d.s5   31us : irq_enter <-do_IRQ
1326       ls-2269    3d.s5   31us : rcu_irq_enter <-irq_enter
1327 [...]
1328       ls-2269    3d.s5   31us : rcu_irq_enter <-irq_enter
1329       ls-2269    3d.s5   32us : add_preempt_count <-irq_enter
1330       ls-2269    3d.H5   32us : exit_idle <-do_IRQ
1331       ls-2269    3d.H5   32us : handle_irq <-do_IRQ
1332       ls-2269    3d.H5   32us : irq_to_desc <-handle_irq
1333       ls-2269    3d.H5   33us : handle_fasteoi_irq <-handle_irq
1334 [...]
1335       ls-2269    3d.s5  158us : _raw_spin_unlock_irqrestore <-rtl8139_poll
1336       ls-2269    3d.s3  158us : net_rps_action_and_irq_enable.isra.65 <-net_rx_action
1337       ls-2269    3d.s3  159us : __local_bh_enable <-__do_softirq
1338       ls-2269    3d.s3  159us : sub_preempt_count <-__local_bh_enable
1339       ls-2269    3d..3  159us : idle_cpu <-irq_exit
1340       ls-2269    3d..3  159us : rcu_irq_exit <-irq_exit
1341       ls-2269    3d..3  160us : sub_preempt_count <-irq_exit
1342       ls-2269    3d...  161us : __mutex_unlock_slowpath <-mutex_unlock
1343       ls-2269    3d...  162us+: trace_hardirqs_on <-mutex_unlock
1344       ls-2269    3d...  186us : <stack trace>
1345  => __mutex_unlock_slowpath
1346  => mutex_unlock
1347  => process_output
1348  => n_tty_write
1349  => tty_write
1350  => vfs_write
1351  => sys_write
1352  => system_call_fastpath
1353
1354 This is an interesting trace. It started with kworker running and
1355 scheduling out and ls taking over. But as soon as ls released the
1356 rq lock and enabled interrupts (but not preemption) an interrupt
1357 triggered. When the interrupt finished, it started running softirqs.
1358 But while the softirq was running, another interrupt triggered.
1359 When an interrupt is running inside a softirq, the annotation is 'H'.
1360
1361
1362 wakeup
1363 ------
1364
1365 One common case that people are interested in tracing is the
1366 time it takes for a task that is woken to actually wake up.
1367 Now for non Real-Time tasks, this can be arbitrary. But tracing
1368 it none the less can be interesting. 
1369
1370 Without function tracing:
1371
1372  # echo 0 > options/function-trace
1373  # echo wakeup > current_tracer
1374  # echo 1 > tracing_on
1375  # echo 0 > tracing_max_latency
1376  # chrt -f 5 sleep 1
1377  # echo 0 > tracing_on
1378  # cat trace
1379 # tracer: wakeup
1380 #
1381 # wakeup latency trace v1.1.5 on 3.8.0-test+
1382 # --------------------------------------------------------------------
1383 # latency: 15 us, #4/4, CPU#3 | (M:preempt VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
1384 #    -----------------
1385 #    | task: kworker/3:1H-312 (uid:0 nice:-20 policy:0 rt_prio:0)
1386 #    -----------------
1387 #
1388 #                  _------=> CPU#            
1389 #                 / _-----=> irqs-off        
1390 #                | / _----=> need-resched    
1391 #                || / _---=> hardirq/softirq 
1392 #                ||| / _--=> preempt-depth   
1393 #                |||| /     delay             
1394 #  cmd     pid   ||||| time  |   caller      
1395 #     \   /      |||||  \    |   /           
1396   <idle>-0       3dNs7    0us :      0:120:R   + [003]   312:100:R kworker/3:1H
1397   <idle>-0       3dNs7    1us+: ttwu_do_activate.constprop.87 <-try_to_wake_up
1398   <idle>-0       3d..3   15us : __schedule <-schedule
1399   <idle>-0       3d..3   15us :      0:120:R ==> [003]   312:100:R kworker/3:1H
1400
1401 The tracer only traces the highest priority task in the system
1402 to avoid tracing the normal circumstances. Here we see that
1403 the kworker with a nice priority of -20 (not very nice), took
1404 just 15 microseconds from the time it woke up, to the time it
1405 ran.
1406
1407 Non Real-Time tasks are not that interesting. A more interesting
1408 trace is to concentrate only on Real-Time tasks.
1409
1410 wakeup_rt
1411 ---------
1412
1413 In a Real-Time environment it is very important to know the
1414 wakeup time it takes for the highest priority task that is woken
1415 up to the time that it executes. This is also known as "schedule
1416 latency". I stress the point that this is about RT tasks. It is
1417 also important to know the scheduling latency of non-RT tasks,
1418 but the average schedule latency is better for non-RT tasks.
1419 Tools like LatencyTop are more appropriate for such
1420 measurements.
1421
1422 Real-Time environments are interested in the worst case latency.
1423 That is the longest latency it takes for something to happen,
1424 and not the average. We can have a very fast scheduler that may
1425 only have a large latency once in a while, but that would not
1426 work well with Real-Time tasks.  The wakeup_rt tracer was designed
1427 to record the worst case wakeups of RT tasks. Non-RT tasks are
1428 not recorded because the tracer only records one worst case and
1429 tracing non-RT tasks that are unpredictable will overwrite the
1430 worst case latency of RT tasks (just run the normal wakeup
1431 tracer for a while to see that effect).
1432
1433 Since this tracer only deals with RT tasks, we will run this
1434 slightly differently than we did with the previous tracers.
1435 Instead of performing an 'ls', we will run 'sleep 1' under
1436 'chrt' which changes the priority of the task.
1437
1438  # echo 0 > options/function-trace
1439  # echo wakeup_rt > current_tracer
1440  # echo 1 > tracing_on
1441  # echo 0 > tracing_max_latency
1442  # chrt -f 5 sleep 1
1443  # echo 0 > tracing_on
1444  # cat trace
1445 # tracer: wakeup
1446 #
1447 # tracer: wakeup_rt
1448 #
1449 # wakeup_rt latency trace v1.1.5 on 3.8.0-test+
1450 # --------------------------------------------------------------------
1451 # latency: 5 us, #4/4, CPU#3 | (M:preempt VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
1452 #    -----------------
1453 #    | task: sleep-2389 (uid:0 nice:0 policy:1 rt_prio:5)
1454 #    -----------------
1455 #
1456 #                  _------=> CPU#            
1457 #                 / _-----=> irqs-off        
1458 #                | / _----=> need-resched    
1459 #                || / _---=> hardirq/softirq 
1460 #                ||| / _--=> preempt-depth   
1461 #                |||| /     delay             
1462 #  cmd     pid   ||||| time  |   caller      
1463 #     \   /      |||||  \    |   /           
1464   <idle>-0       3d.h4    0us :      0:120:R   + [003]  2389: 94:R sleep
1465   <idle>-0       3d.h4    1us+: ttwu_do_activate.constprop.87 <-try_to_wake_up
1466   <idle>-0       3d..3    5us : __schedule <-schedule
1467   <idle>-0       3d..3    5us :      0:120:R ==> [003]  2389: 94:R sleep
1468
1469
1470 Running this on an idle system, we see that it only took 5 microseconds
1471 to perform the task switch.  Note, since the trace point in the schedule
1472 is before the actual "switch", we stop the tracing when the recorded task
1473 is about to schedule in. This may change if we add a new marker at the
1474 end of the scheduler.
1475
1476 Notice that the recorded task is 'sleep' with the PID of 2389
1477 and it has an rt_prio of 5. This priority is user-space priority
1478 and not the internal kernel priority. The policy is 1 for
1479 SCHED_FIFO and 2 for SCHED_RR.
1480
1481 Note, that the trace data shows the internal priority (99 - rtprio).
1482
1483   <idle>-0       3d..3    5us :      0:120:R ==> [003]  2389: 94:R sleep
1484
1485 The 0:120:R means idle was running with a nice priority of 0 (120 - 20)
1486 and in the running state 'R'. The sleep task was scheduled in with
1487 2389: 94:R. That is the priority is the kernel rtprio (99 - 5 = 94)
1488 and it too is in the running state.
1489
1490 Doing the same with chrt -r 5 and function-trace set.
1491
1492   echo 1 > options/function-trace
1493
1494 # tracer: wakeup_rt
1495 #
1496 # wakeup_rt latency trace v1.1.5 on 3.8.0-test+
1497 # --------------------------------------------------------------------
1498 # latency: 29 us, #85/85, CPU#3 | (M:preempt VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
1499 #    -----------------
1500 #    | task: sleep-2448 (uid:0 nice:0 policy:1 rt_prio:5)
1501 #    -----------------
1502 #
1503 #                  _------=> CPU#            
1504 #                 / _-----=> irqs-off        
1505 #                | / _----=> need-resched    
1506 #                || / _---=> hardirq/softirq 
1507 #                ||| / _--=> preempt-depth   
1508 #                |||| /     delay             
1509 #  cmd     pid   ||||| time  |   caller      
1510 #     \   /      |||||  \    |   /           
1511   <idle>-0       3d.h4    1us+:      0:120:R   + [003]  2448: 94:R sleep
1512   <idle>-0       3d.h4    2us : ttwu_do_activate.constprop.87 <-try_to_wake_up
1513   <idle>-0       3d.h3    3us : check_preempt_curr <-ttwu_do_wakeup
1514   <idle>-0       3d.h3    3us : resched_task <-check_preempt_curr
1515   <idle>-0       3dNh3    4us : task_woken_rt <-ttwu_do_wakeup
1516   <idle>-0       3dNh3    4us : _raw_spin_unlock <-try_to_wake_up
1517   <idle>-0       3dNh3    4us : sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock
1518   <idle>-0       3dNh2    5us : ttwu_stat <-try_to_wake_up
1519   <idle>-0       3dNh2    5us : _raw_spin_unlock_irqrestore <-try_to_wake_up
1520   <idle>-0       3dNh2    6us : sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock_irqrestore
1521   <idle>-0       3dNh1    6us : _raw_spin_lock <-__run_hrtimer
1522   <idle>-0       3dNh1    6us : add_preempt_count <-_raw_spin_lock
1523   <idle>-0       3dNh2    7us : _raw_spin_unlock <-hrtimer_interrupt
1524   <idle>-0       3dNh2    7us : sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock
1525   <idle>-0       3dNh1    7us : tick_program_event <-hrtimer_interrupt
1526   <idle>-0       3dNh1    7us : clockevents_program_event <-tick_program_event
1527   <idle>-0       3dNh1    8us : ktime_get <-clockevents_program_event
1528   <idle>-0       3dNh1    8us : lapic_next_event <-clockevents_program_event
1529   <idle>-0       3dNh1    8us : irq_exit <-smp_apic_timer_interrupt
1530   <idle>-0       3dNh1    9us : sub_preempt_count <-irq_exit
1531   <idle>-0       3dN.2    9us : idle_cpu <-irq_exit
1532   <idle>-0       3dN.2    9us : rcu_irq_exit <-irq_exit
1533   <idle>-0       3dN.2   10us : rcu_eqs_enter_common.isra.45 <-rcu_irq_exit
1534   <idle>-0       3dN.2   10us : sub_preempt_count <-irq_exit
1535   <idle>-0       3.N.1   11us : rcu_idle_exit <-cpu_idle
1536   <idle>-0       3dN.1   11us : rcu_eqs_exit_common.isra.43 <-rcu_idle_exit
1537   <idle>-0       3.N.1   11us : tick_nohz_idle_exit <-cpu_idle
1538   <idle>-0       3dN.1   12us : menu_hrtimer_cancel <-tick_nohz_idle_exit
1539   <idle>-0       3dN.1   12us : ktime_get <-tick_nohz_idle_exit
1540   <idle>-0       3dN.1   12us : tick_do_update_jiffies64 <-tick_nohz_idle_exit
1541   <idle>-0       3dN.1   13us : update_cpu_load_nohz <-tick_nohz_idle_exit
1542   <idle>-0       3dN.1   13us : _raw_spin_lock <-update_cpu_load_nohz
1543   <idle>-0       3dN.1   13us : add_preempt_count <-_raw_spin_lock
1544   <idle>-0       3dN.2   13us : __update_cpu_load <-update_cpu_load_nohz
1545   <idle>-0       3dN.2   14us : sched_avg_update <-__update_cpu_load
1546   <idle>-0       3dN.2   14us : _raw_spin_unlock <-update_cpu_load_nohz
1547   <idle>-0       3dN.2   14us : sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock
1548   <idle>-0       3dN.1   15us : calc_load_exit_idle <-tick_nohz_idle_exit
1549   <idle>-0       3dN.1   15us : touch_softlockup_watchdog <-tick_nohz_idle_exit
1550   <idle>-0       3dN.1   15us : hrtimer_cancel <-tick_nohz_idle_exit
1551   <idle>-0       3dN.1   15us : hrtimer_try_to_cancel <-hrtimer_cancel
1552   <idle>-0       3dN.1   16us : lock_hrtimer_base.isra.18 <-hrtimer_try_to_cancel
1553   <idle>-0       3dN.1   16us : _raw_spin_lock_irqsave <-lock_hrtimer_base.isra.18
1554   <idle>-0       3dN.1   16us : add_preempt_count <-_raw_spin_lock_irqsave
1555   <idle>-0       3dN.2   17us : __remove_hrtimer <-remove_hrtimer.part.16
1556   <idle>-0       3dN.2   17us : hrtimer_force_reprogram <-__remove_hrtimer
1557   <idle>-0       3dN.2   17us : tick_program_event <-hrtimer_force_reprogram
1558   <idle>-0       3dN.2   18us : clockevents_program_event <-tick_program_event
1559   <idle>-0       3dN.2   18us : ktime_get <-clockevents_program_event
1560   <idle>-0       3dN.2   18us : lapic_next_event <-clockevents_program_event
1561   <idle>-0       3dN.2   19us : _raw_spin_unlock_irqrestore <-hrtimer_try_to_cancel
1562   <idle>-0       3dN.2   19us : sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock_irqrestore
1563   <idle>-0       3dN.1   19us : hrtimer_forward <-tick_nohz_idle_exit
1564   <idle>-0       3dN.1   20us : ktime_add_safe <-hrtimer_forward
1565   <idle>-0       3dN.1   20us : ktime_add_safe <-hrtimer_forward
1566   <idle>-0       3dN.1   20us : hrtimer_start_range_ns <-hrtimer_start_expires.constprop.11
1567   <idle>-0       3dN.1   20us : __hrtimer_start_range_ns <-hrtimer_start_range_ns
1568   <idle>-0       3dN.1   21us : lock_hrtimer_base.isra.18 <-__hrtimer_start_range_ns
1569   <idle>-0       3dN.1   21us : _raw_spin_lock_irqsave <-lock_hrtimer_base.isra.18
1570   <idle>-0       3dN.1   21us : add_preempt_count <-_raw_spin_lock_irqsave
1571   <idle>-0       3dN.2   22us : ktime_add_safe <-__hrtimer_start_range_ns
1572   <idle>-0       3dN.2   22us : enqueue_hrtimer <-__hrtimer_start_range_ns
1573   <idle>-0       3dN.2   22us : tick_program_event <-__hrtimer_start_range_ns
1574   <idle>-0       3dN.2   23us : clockevents_program_event <-tick_program_event
1575   <idle>-0       3dN.2   23us : ktime_get <-clockevents_program_event
1576   <idle>-0       3dN.2   23us : lapic_next_event <-clockevents_program_event
1577   <idle>-0       3dN.2   24us : _raw_spin_unlock_irqrestore <-__hrtimer_start_range_ns
1578   <idle>-0       3dN.2   24us : sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock_irqrestore
1579   <idle>-0       3dN.1   24us : account_idle_ticks <-tick_nohz_idle_exit
1580   <idle>-0       3dN.1   24us : account_idle_time <-account_idle_ticks
1581   <idle>-0       3.N.1   25us : sub_preempt_count <-cpu_idle
1582   <idle>-0       3.N..   25us : schedule <-cpu_idle
1583   <idle>-0       3.N..   25us : __schedule <-preempt_schedule
1584   <idle>-0       3.N..   26us : add_preempt_count <-__schedule
1585   <idle>-0       3.N.1   26us : rcu_note_context_switch <-__schedule
1586   <idle>-0       3.N.1   26us : rcu_sched_qs <-rcu_note_context_switch
1587   <idle>-0       3dN.1   27us : rcu_preempt_qs <-rcu_note_context_switch
1588   <idle>-0       3.N.1   27us : _raw_spin_lock_irq <-__schedule
1589   <idle>-0       3dN.1   27us : add_preempt_count <-_raw_spin_lock_irq
1590   <idle>-0       3dN.2   28us : put_prev_task_idle <-__schedule
1591   <idle>-0       3dN.2   28us : pick_next_task_stop <-pick_next_task
1592   <idle>-0       3dN.2   28us : pick_next_task_rt <-pick_next_task
1593   <idle>-0       3dN.2   29us : dequeue_pushable_task <-pick_next_task_rt
1594   <idle>-0       3d..3   29us : __schedule <-preempt_schedule
1595   <idle>-0       3d..3   30us :      0:120:R ==> [003]  2448: 94:R sleep
1596
1597 This isn't that big of a trace, even with function tracing enabled,
1598 so I included the entire trace.
1599
1600 The interrupt went off while when the system was idle. Somewhere
1601 before task_woken_rt() was called, the NEED_RESCHED flag was set,
1602 this is indicated by the first occurrence of the 'N' flag.
1603
1604 Latency tracing and events
1605 --------------------------
1606 As function tracing can induce a much larger latency, but without
1607 seeing what happens within the latency it is hard to know what
1608 caused it. There is a middle ground, and that is with enabling
1609 events.
1610
1611  # echo 0 > options/function-trace
1612  # echo wakeup_rt > current_tracer
1613  # echo 1 > events/enable
1614  # echo 1 > tracing_on
1615  # echo 0 > tracing_max_latency
1616  # chrt -f 5 sleep 1
1617  # echo 0 > tracing_on
1618  # cat trace
1619 # tracer: wakeup_rt
1620 #
1621 # wakeup_rt latency trace v1.1.5 on 3.8.0-test+
1622 # --------------------------------------------------------------------
1623 # latency: 6 us, #12/12, CPU#2 | (M:preempt VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
1624 #    -----------------
1625 #    | task: sleep-5882 (uid:0 nice:0 policy:1 rt_prio:5)
1626 #    -----------------
1627 #
1628 #                  _------=> CPU#            
1629 #                 / _-----=> irqs-off        
1630 #                | / _----=> need-resched    
1631 #                || / _---=> hardirq/softirq 
1632 #                ||| / _--=> preempt-depth   
1633 #                |||| /     delay             
1634 #  cmd     pid   ||||| time  |   caller      
1635 #     \   /      |||||  \    |   /           
1636   <idle>-0       2d.h4    0us :      0:120:R   + [002]  5882: 94:R sleep
1637   <idle>-0       2d.h4    0us : ttwu_do_activate.constprop.87 <-try_to_wake_up
1638   <idle>-0       2d.h4    1us : sched_wakeup: comm=sleep pid=5882 prio=94 success=1 target_cpu=002
1639   <idle>-0       2dNh2    1us : hrtimer_expire_exit: hrtimer=ffff88007796feb8
1640   <idle>-0       2.N.2    2us : power_end: cpu_id=2
1641   <idle>-0       2.N.2    3us : cpu_idle: state=4294967295 cpu_id=2
1642   <idle>-0       2dN.3    4us : hrtimer_cancel: hrtimer=ffff88007d50d5e0
1643   <idle>-0       2dN.3    4us : hrtimer_start: hrtimer=ffff88007d50d5e0 function=tick_sched_timer expires=34311211000000 softexpires=34311211000000
1644   <idle>-0       2.N.2    5us : rcu_utilization: Start context switch
1645   <idle>-0       2.N.2    5us : rcu_utilization: End context switch
1646   <idle>-0       2d..3    6us : __schedule <-schedule
1647   <idle>-0       2d..3    6us :      0:120:R ==> [002]  5882: 94:R sleep
1648
1649
1650 function
1651 --------
1652
1653 This tracer is the function tracer. Enabling the function tracer
1654 can be done from the debug file system. Make sure the
1655 ftrace_enabled is set; otherwise this tracer is a nop.
1656 See the "ftrace_enabled" section below.
1657
1658  # sysctl kernel.ftrace_enabled=1
1659  # echo function > current_tracer
1660  # echo 1 > tracing_on
1661  # usleep 1
1662  # echo 0 > tracing_on
1663  # cat trace
1664 # tracer: function
1665 #
1666 # entries-in-buffer/entries-written: 24799/24799   #P:4
1667 #
1668 #                              _-----=> irqs-off
1669 #                             / _----=> need-resched
1670 #                            | / _---=> hardirq/softirq
1671 #                            || / _--=> preempt-depth
1672 #                            ||| /     delay
1673 #           TASK-PID   CPU#  ||||    TIMESTAMP  FUNCTION
1674 #              | |       |   ||||       |         |
1675             bash-1994  [002] ....  3082.063030: mutex_unlock <-rb_simple_write
1676             bash-1994  [002] ....  3082.063031: __mutex_unlock_slowpath <-mutex_unlock
1677             bash-1994  [002] ....  3082.063031: __fsnotify_parent <-fsnotify_modify
1678             bash-1994  [002] ....  3082.063032: fsnotify <-fsnotify_modify
1679             bash-1994  [002] ....  3082.063032: __srcu_read_lock <-fsnotify
1680             bash-1994  [002] ....  3082.063032: add_preempt_count <-__srcu_read_lock
1681             bash-1994  [002] ...1  3082.063032: sub_preempt_count <-__srcu_read_lock
1682             bash-1994  [002] ....  3082.063033: __srcu_read_unlock <-fsnotify
1683 [...]
1684
1685
1686 Note: function tracer uses ring buffers to store the above
1687 entries. The newest data may overwrite the oldest data.
1688 Sometimes using echo to stop the trace is not sufficient because
1689 the tracing could have overwritten the data that you wanted to
1690 record. For this reason, it is sometimes better to disable
1691 tracing directly from a program. This allows you to stop the
1692 tracing at the point that you hit the part that you are
1693 interested in. To disable the tracing directly from a C program,
1694 something like following code snippet can be used:
1695
1696 int trace_fd;
1697 [...]
1698 int main(int argc, char *argv[]) {
1699         [...]
1700         trace_fd = open(tracing_file("tracing_on"), O_WRONLY);
1701         [...]
1702         if (condition_hit()) {
1703                 write(trace_fd, "0", 1);
1704         }
1705         [...]
1706 }
1707
1708
1709 Single thread tracing
1710 ---------------------
1711
1712 By writing into set_ftrace_pid you can trace a
1713 single thread. For example:
1714
1715 # cat set_ftrace_pid
1716 no pid
1717 # echo 3111 > set_ftrace_pid
1718 # cat set_ftrace_pid
1719 3111
1720 # echo function > current_tracer
1721 # cat trace | head
1722  # tracer: function
1723  #
1724  #           TASK-PID    CPU#    TIMESTAMP  FUNCTION
1725  #              | |       |          |         |
1726      yum-updatesd-3111  [003]  1637.254676: finish_task_switch <-thread_return
1727      yum-updatesd-3111  [003]  1637.254681: hrtimer_cancel <-schedule_hrtimeout_range
1728      yum-updatesd-3111  [003]  1637.254682: hrtimer_try_to_cancel <-hrtimer_cancel
1729      yum-updatesd-3111  [003]  1637.254683: lock_hrtimer_base <-hrtimer_try_to_cancel
1730      yum-updatesd-3111  [003]  1637.254685: fget_light <-do_sys_poll
1731      yum-updatesd-3111  [003]  1637.254686: pipe_poll <-do_sys_poll
1732 # echo -1 > set_ftrace_pid
1733 # cat trace |head
1734  # tracer: function
1735  #
1736  #           TASK-PID    CPU#    TIMESTAMP  FUNCTION
1737  #              | |       |          |         |
1738  ##### CPU 3 buffer started ####
1739      yum-updatesd-3111  [003]  1701.957688: free_poll_entry <-poll_freewait
1740      yum-updatesd-3111  [003]  1701.957689: remove_wait_queue <-free_poll_entry
1741      yum-updatesd-3111  [003]  1701.957691: fput <-free_poll_entry
1742      yum-updatesd-3111  [003]  1701.957692: audit_syscall_exit <-sysret_audit
1743      yum-updatesd-3111  [003]  1701.957693: path_put <-audit_syscall_exit
1744
1745 If you want to trace a function when executing, you could use
1746 something like this simple program:
1747
1748 #include <stdio.h>
1749 #include <stdlib.h>
1750 #include <sys/types.h>
1751 #include <sys/stat.h>
1752 #include <fcntl.h>
1753 #include <unistd.h>
1754 #include <string.h>
1755
1756 #define _STR(x) #x
1757 #define STR(x) _STR(x)
1758 #define MAX_PATH 256
1759
1760 const char *find_debugfs(void)
1761 {
1762        static char debugfs[MAX_PATH+1];
1763        static int debugfs_found;
1764        char type[100];
1765        FILE *fp;
1766
1767        if (debugfs_found)
1768                return debugfs;
1769
1770        if ((fp = fopen("/proc/mounts","r")) == NULL) {
1771                perror("/proc/mounts");
1772                return NULL;
1773        }
1774
1775        while (fscanf(fp, "%*s %"
1776                      STR(MAX_PATH)
1777                      "s %99s %*s %*d %*d\n",
1778                      debugfs, type) == 2) {
1779                if (strcmp(type, "debugfs") == 0)
1780                        break;
1781        }
1782        fclose(fp);
1783
1784        if (strcmp(type, "debugfs") != 0) {
1785                fprintf(stderr, "debugfs not mounted");
1786                return NULL;
1787        }
1788
1789        strcat(debugfs, "/tracing/");
1790        debugfs_found = 1;
1791
1792        return debugfs;
1793 }
1794
1795 const char *tracing_file(const char *file_name)
1796 {
1797        static char trace_file[MAX_PATH+1];
1798        snprintf(trace_file, MAX_PATH, "%s/%s", find_debugfs(), file_name);
1799        return trace_file;
1800 }
1801
1802 int main (int argc, char **argv)
1803 {
1804         if (argc < 1)
1805                 exit(-1);
1806
1807         if (fork() > 0) {
1808                 int fd, ffd;
1809                 char line[64];
1810                 int s;
1811
1812                 ffd = open(tracing_file("current_tracer"), O_WRONLY);
1813                 if (ffd < 0)
1814                         exit(-1);
1815                 write(ffd, "nop", 3);
1816
1817                 fd = open(tracing_file("set_ftrace_pid"), O_WRONLY);
1818                 s = sprintf(line, "%d\n", getpid());
1819                 write(fd, line, s);
1820
1821                 write(ffd, "function", 8);
1822
1823                 close(fd);
1824                 close(ffd);
1825
1826                 execvp(argv[1], argv+1);
1827         }
1828
1829         return 0;
1830 }
1831
1832 Or this simple script!
1833
1834 ------
1835 #!/bin/bash
1836
1837 debugfs=`sed -ne 's/^debugfs \(.*\) debugfs.*/\1/p' /proc/mounts`
1838 echo nop > $debugfs/tracing/current_tracer
1839 echo 0 > $debugfs/tracing/tracing_on
1840 echo $$ > $debugfs/tracing/set_ftrace_pid
1841 echo function > $debugfs/tracing/current_tracer
1842 echo 1 > $debugfs/tracing/tracing_on
1843 exec "$@"
1844 ------
1845
1846
1847 function graph tracer
1848 ---------------------------
1849
1850 This tracer is similar to the function tracer except that it
1851 probes a function on its entry and its exit. This is done by
1852 using a dynamically allocated stack of return addresses in each
1853 task_struct. On function entry the tracer overwrites the return
1854 address of each function traced to set a custom probe. Thus the
1855 original return address is stored on the stack of return address
1856 in the task_struct.
1857
1858 Probing on both ends of a function leads to special features
1859 such as:
1860
1861 - measure of a function's time execution
1862 - having a reliable call stack to draw function calls graph
1863
1864 This tracer is useful in several situations:
1865
1866 - you want to find the reason of a strange kernel behavior and
1867   need to see what happens in detail on any areas (or specific
1868   ones).
1869
1870 - you are experiencing weird latencies but it's difficult to
1871   find its origin.
1872
1873 - you want to find quickly which path is taken by a specific
1874   function
1875
1876 - you just want to peek inside a working kernel and want to see
1877   what happens there.
1878
1879 # tracer: function_graph
1880 #
1881 # CPU  DURATION                  FUNCTION CALLS
1882 # |     |   |                     |   |   |   |
1883
1884  0)               |  sys_open() {
1885  0)               |    do_sys_open() {
1886  0)               |      getname() {
1887  0)               |        kmem_cache_alloc() {
1888  0)   1.382 us    |          __might_sleep();
1889  0)   2.478 us    |        }
1890  0)               |        strncpy_from_user() {
1891  0)               |          might_fault() {
1892  0)   1.389 us    |            __might_sleep();
1893  0)   2.553 us    |          }
1894  0)   3.807 us    |        }
1895  0)   7.876 us    |      }
1896  0)               |      alloc_fd() {
1897  0)   0.668 us    |        _spin_lock();
1898  0)   0.570 us    |        expand_files();
1899  0)   0.586 us    |        _spin_unlock();
1900
1901
1902 There are several columns that can be dynamically
1903 enabled/disabled. You can use every combination of options you
1904 want, depending on your needs.
1905
1906 - The cpu number on which the function executed is default
1907   enabled.  It is sometimes better to only trace one cpu (see
1908   tracing_cpu_mask file) or you might sometimes see unordered
1909   function calls while cpu tracing switch.
1910
1911         hide: echo nofuncgraph-cpu > trace_options
1912         show: echo funcgraph-cpu > trace_options
1913
1914 - The duration (function's time of execution) is displayed on
1915   the closing bracket line of a function or on the same line
1916   than the current function in case of a leaf one. It is default
1917   enabled.
1918
1919         hide: echo nofuncgraph-duration > trace_options
1920         show: echo funcgraph-duration > trace_options
1921
1922 - The overhead field precedes the duration field in case of
1923   reached duration thresholds.
1924
1925         hide: echo nofuncgraph-overhead > trace_options
1926         show: echo funcgraph-overhead > trace_options
1927         depends on: funcgraph-duration
1928
1929   ie:
1930
1931   0)               |    up_write() {
1932   0)   0.646 us    |      _spin_lock_irqsave();
1933   0)   0.684 us    |      _spin_unlock_irqrestore();
1934   0)   3.123 us    |    }
1935   0)   0.548 us    |    fput();
1936   0) + 58.628 us   |  }
1937
1938   [...]
1939
1940   0)               |      putname() {
1941   0)               |        kmem_cache_free() {
1942   0)   0.518 us    |          __phys_addr();
1943   0)   1.757 us    |        }
1944   0)   2.861 us    |      }
1945   0) ! 115.305 us  |    }
1946   0) ! 116.402 us  |  }
1947
1948   + means that the function exceeded 10 usecs.
1949   ! means that the function exceeded 100 usecs.
1950
1951
1952 - The task/pid field displays the thread cmdline and pid which
1953   executed the function. It is default disabled.
1954
1955         hide: echo nofuncgraph-proc > trace_options
1956         show: echo funcgraph-proc > trace_options
1957
1958   ie:
1959
1960   # tracer: function_graph
1961   #
1962   # CPU  TASK/PID        DURATION                  FUNCTION CALLS
1963   # |    |    |           |   |                     |   |   |   |
1964   0)    sh-4802     |               |                  d_free() {
1965   0)    sh-4802     |               |                    call_rcu() {
1966   0)    sh-4802     |               |                      __call_rcu() {
1967   0)    sh-4802     |   0.616 us    |                        rcu_process_gp_end();
1968   0)    sh-4802     |   0.586 us    |                        check_for_new_grace_period();
1969   0)    sh-4802     |   2.899 us    |                      }
1970   0)    sh-4802     |   4.040 us    |                    }
1971   0)    sh-4802     |   5.151 us    |                  }
1972   0)    sh-4802     | + 49.370 us   |                }
1973
1974
1975 - The absolute time field is an absolute timestamp given by the
1976   system clock since it started. A snapshot of this time is
1977   given on each entry/exit of functions
1978
1979         hide: echo nofuncgraph-abstime > trace_options
1980         show: echo funcgraph-abstime > trace_options
1981
1982   ie:
1983
1984   #
1985   #      TIME       CPU  DURATION                  FUNCTION CALLS
1986   #       |         |     |   |                     |   |   |   |
1987   360.774522 |   1)   0.541 us    |                                          }
1988   360.774522 |   1)   4.663 us    |                                        }
1989   360.774523 |   1)   0.541 us    |                                        __wake_up_bit();
1990   360.774524 |   1)   6.796 us    |                                      }
1991   360.774524 |   1)   7.952 us    |                                    }
1992   360.774525 |   1)   9.063 us    |                                  }
1993   360.774525 |   1)   0.615 us    |                                  journal_mark_dirty();
1994   360.774527 |   1)   0.578 us    |                                  __brelse();
1995   360.774528 |   1)               |                                  reiserfs_prepare_for_journal() {
1996   360.774528 |   1)               |                                    unlock_buffer() {
1997   360.774529 |   1)               |                                      wake_up_bit() {
1998   360.774529 |   1)               |                                        bit_waitqueue() {
1999   360.774530 |   1)   0.594 us    |                                          __phys_addr();
2000
2001
2002 You can put some comments on specific functions by using
2003 trace_printk() For example, if you want to put a comment inside
2004 the __might_sleep() function, you just have to include
2005 <linux/ftrace.h> and call trace_printk() inside __might_sleep()
2006
2007 trace_printk("I'm a comment!\n")
2008
2009 will produce:
2010
2011  1)               |             __might_sleep() {
2012  1)               |                /* I'm a comment! */
2013  1)   1.449 us    |             }
2014
2015
2016 You might find other useful features for this tracer in the
2017 following "dynamic ftrace" section such as tracing only specific
2018 functions or tasks.
2019
2020 dynamic ftrace
2021 --------------
2022
2023 If CONFIG_DYNAMIC_FTRACE is set, the system will run with
2024 virtually no overhead when function tracing is disabled. The way
2025 this works is the mcount function call (placed at the start of
2026 every kernel function, produced by the -pg switch in gcc),
2027 starts of pointing to a simple return. (Enabling FTRACE will
2028 include the -pg switch in the compiling of the kernel.)
2029
2030 At compile time every C file object is run through the
2031 recordmcount program (located in the scripts directory). This
2032 program will parse the ELF headers in the C object to find all
2033 the locations in the .text section that call mcount. (Note, only
2034 white listed .text sections are processed, since processing other
2035 sections like .init.text may cause races due to those sections
2036 being freed unexpectedly).
2037
2038 A new section called "__mcount_loc" is created that holds
2039 references to all the mcount call sites in the .text section.
2040 The recordmcount program re-links this section back into the
2041 original object. The final linking stage of the kernel will add all these
2042 references into a single table.
2043
2044 On boot up, before SMP is initialized, the dynamic ftrace code
2045 scans this table and updates all the locations into nops. It
2046 also records the locations, which are added to the
2047 available_filter_functions list.  Modules are processed as they
2048 are loaded and before they are executed.  When a module is
2049 unloaded, it also removes its functions from the ftrace function
2050 list. This is automatic in the module unload code, and the
2051 module author does not need to worry about it.
2052
2053 When tracing is enabled, the process of modifying the function
2054 tracepoints is dependent on architecture. The old method is to use
2055 kstop_machine to prevent races with the CPUs executing code being
2056 modified (which can cause the CPU to do undesirable things, especially
2057 if the modified code crosses cache (or page) boundaries), and the nops are
2058 patched back to calls. But this time, they do not call mcount
2059 (which is just a function stub). They now call into the ftrace
2060 infrastructure.
2061
2062 The new method of modifying the function tracepoints is to place
2063 a breakpoint at the location to be modified, sync all CPUs, modify
2064 the rest of the instruction not covered by the breakpoint. Sync
2065 all CPUs again, and then remove the breakpoint with the finished
2066 version to the ftrace call site.
2067
2068 Some archs do not even need to monkey around with the synchronization,
2069 and can just slap the new code on top of the old without any
2070 problems with other CPUs executing it at the same time.
2071
2072 One special side-effect to the recording of the functions being
2073 traced is that we can now selectively choose which functions we
2074 wish to trace and which ones we want the mcount calls to remain
2075 as nops.
2076
2077 Two files are used, one for enabling and one for disabling the
2078 tracing of specified functions. They are:
2079
2080   set_ftrace_filter
2081
2082 and
2083
2084   set_ftrace_notrace
2085
2086 A list of available functions that you can add to these files is
2087 listed in:
2088
2089    available_filter_functions
2090
2091  # cat available_filter_functions
2092 put_prev_task_idle
2093 kmem_cache_create
2094 pick_next_task_rt
2095 get_online_cpus
2096 pick_next_task_fair
2097 mutex_lock
2098 [...]
2099
2100 If I am only interested in sys_nanosleep and hrtimer_interrupt:
2101
2102  # echo sys_nanosleep hrtimer_interrupt > set_ftrace_filter
2103  # echo function > current_tracer
2104  # echo 1 > tracing_on
2105  # usleep 1
2106  # echo 0 > tracing_on
2107  # cat trace
2108 # tracer: function
2109 #
2110 # entries-in-buffer/entries-written: 5/5   #P:4
2111 #
2112 #                              _-----=> irqs-off
2113 #                             / _----=> need-resched
2114 #                            | / _---=> hardirq/softirq
2115 #                            || / _--=> preempt-depth
2116 #                            ||| /     delay
2117 #           TASK-PID   CPU#  ||||    TIMESTAMP  FUNCTION
2118 #              | |       |   ||||       |         |
2119           usleep-2665  [001] ....  4186.475355: sys_nanosleep <-system_call_fastpath
2120           <idle>-0     [001] d.h1  4186.475409: hrtimer_interrupt <-smp_apic_timer_interrupt
2121           usleep-2665  [001] d.h1  4186.475426: hrtimer_interrupt <-smp_apic_timer_interrupt
2122           <idle>-0     [003] d.h1  4186.475426: hrtimer_interrupt <-smp_apic_timer_interrupt
2123           <idle>-0     [002] d.h1  4186.475427: hrtimer_interrupt <-smp_apic_timer_interrupt
2124
2125 To see which functions are being traced, you can cat the file:
2126
2127  # cat set_ftrace_filter
2128 hrtimer_interrupt
2129 sys_nanosleep
2130
2131
2132 Perhaps this is not enough. The filters also allow simple wild
2133 cards. Only the following are currently available
2134
2135   <match>*  - will match functions that begin with <match>
2136   *<match>  - will match functions that end with <match>
2137   *<match>* - will match functions that have <match> in it
2138
2139 These are the only wild cards which are supported.
2140
2141   <match>*<match> will not work.
2142
2143 Note: It is better to use quotes to enclose the wild cards,
2144       otherwise the shell may expand the parameters into names
2145       of files in the local directory.
2146
2147  # echo 'hrtimer_*' > set_ftrace_filter
2148
2149 Produces:
2150
2151 # tracer: function
2152 #
2153 # entries-in-buffer/entries-written: 897/897   #P:4
2154 #
2155 #                              _-----=> irqs-off
2156 #                             / _----=> need-resched
2157 #                            | / _---=> hardirq/softirq
2158 #                            || / _--=> preempt-depth
2159 #                            ||| /     delay
2160 #           TASK-PID   CPU#  ||||    TIMESTAMP  FUNCTION
2161 #              | |       |   ||||       |         |
2162           <idle>-0     [003] dN.1  4228.547803: hrtimer_cancel <-tick_nohz_idle_exit
2163           <idle>-0     [003] dN.1  4228.547804: hrtimer_try_to_cancel <-hrtimer_cancel
2164           <idle>-0     [003] dN.2  4228.547805: hrtimer_force_reprogram <-__remove_hrtimer
2165           <idle>-0     [003] dN.1  4228.547805: hrtimer_forward <-tick_nohz_idle_exit
2166           <idle>-0     [003] dN.1  4228.547805: hrtimer_start_range_ns <-hrtimer_start_expires.constprop.11
2167           <idle>-0     [003] d..1  4228.547858: hrtimer_get_next_event <-get_next_timer_interrupt
2168           <idle>-0     [003] d..1  4228.547859: hrtimer_start <-__tick_nohz_idle_enter
2169           <idle>-0     [003] d..2  4228.547860: hrtimer_force_reprogram <-__rem
2170
2171 Notice that we lost the sys_nanosleep.
2172
2173  # cat set_ftrace_filter
2174 hrtimer_run_queues
2175 hrtimer_run_pending
2176 hrtimer_init
2177 hrtimer_cancel
2178 hrtimer_try_to_cancel
2179 hrtimer_forward
2180 hrtimer_start
2181 hrtimer_reprogram
2182 hrtimer_force_reprogram
2183 hrtimer_get_next_event
2184 hrtimer_interrupt
2185 hrtimer_nanosleep
2186 hrtimer_wakeup
2187 hrtimer_get_remaining
2188 hrtimer_get_res
2189 hrtimer_init_sleeper
2190
2191
2192 This is because the '>' and '>>' act just like they do in bash.
2193 To rewrite the filters, use '>'
2194 To append to the filters, use '>>'
2195
2196 To clear out a filter so that all functions will be recorded
2197 again:
2198
2199  # echo > set_ftrace_filter
2200  # cat set_ftrace_filter
2201  #
2202
2203 Again, now we want to append.
2204
2205  # echo sys_nanosleep > set_ftrace_filter
2206  # cat set_ftrace_filter
2207 sys_nanosleep
2208  # echo 'hrtimer_*' >> set_ftrace_filter
2209  # cat set_ftrace_filter
2210 hrtimer_run_queues
2211 hrtimer_run_pending
2212 hrtimer_init
2213 hrtimer_cancel
2214 hrtimer_try_to_cancel
2215 hrtimer_forward
2216 hrtimer_start
2217 hrtimer_reprogram
2218 hrtimer_force_reprogram
2219 hrtimer_get_next_event
2220 hrtimer_interrupt
2221 sys_nanosleep
2222 hrtimer_nanosleep
2223 hrtimer_wakeup
2224 hrtimer_get_remaining
2225 hrtimer_get_res
2226 hrtimer_init_sleeper
2227
2228
2229 The set_ftrace_notrace prevents those functions from being
2230 traced.
2231
2232  # echo '*preempt*' '*lock*' > set_ftrace_notrace
2233
2234 Produces:
2235
2236 # tracer: function
2237 #
2238 # entries-in-buffer/entries-written: 39608/39608   #P:4
2239 #
2240 #                              _-----=> irqs-off
2241 #                             / _----=> need-resched
2242 #                            | / _---=> hardirq/softirq
2243 #                            || / _--=> preempt-depth
2244 #                            ||| /     delay
2245 #           TASK-PID   CPU#  ||||    TIMESTAMP  FUNCTION
2246 #              | |       |   ||||       |         |
2247             bash-1994  [000] ....  4342.324896: file_ra_state_init <-do_dentry_open
2248             bash-1994  [000] ....  4342.324897: open_check_o_direct <-do_last
2249             bash-1994  [000] ....  4342.324897: ima_file_check <-do_last
2250             bash-1994  [000] ....  4342.324898: process_measurement <-ima_file_check
2251             bash-1994  [000] ....  4342.324898: ima_get_action <-process_measurement
2252             bash-1994  [000] ....  4342.324898: ima_match_policy <-ima_get_action
2253             bash-1994  [000] ....  4342.324899: do_truncate <-do_last
2254             bash-1994  [000] ....  4342.324899: should_remove_suid <-do_truncate
2255             bash-1994  [000] ....  4342.324899: notify_change <-do_truncate
2256             bash-1994  [000] ....  4342.324900: current_fs_time <-notify_change
2257             bash-1994  [000] ....  4342.324900: current_kernel_time <-current_fs_time
2258             bash-1994  [000] ....  4342.324900: timespec_trunc <-current_fs_time
2259
2260 We can see that there's no more lock or preempt tracing.
2261
2262
2263 Dynamic ftrace with the function graph tracer
2264 ---------------------------------------------
2265
2266 Although what has been explained above concerns both the
2267 function tracer and the function-graph-tracer, there are some
2268 special features only available in the function-graph tracer.
2269
2270 If you want to trace only one function and all of its children,
2271 you just have to echo its name into set_graph_function:
2272
2273  echo __do_fault > set_graph_function
2274
2275 will produce the following "expanded" trace of the __do_fault()
2276 function:
2277
2278  0)               |  __do_fault() {
2279  0)               |    filemap_fault() {
2280  0)               |      find_lock_page() {
2281  0)   0.804 us    |        find_get_page();
2282  0)               |        __might_sleep() {
2283  0)   1.329 us    |        }
2284  0)   3.904 us    |      }
2285  0)   4.979 us    |    }
2286  0)   0.653 us    |    _spin_lock();
2287  0)   0.578 us    |    page_add_file_rmap();
2288  0)   0.525 us    |    native_set_pte_at();
2289  0)   0.585 us    |    _spin_unlock();
2290  0)               |    unlock_page() {
2291  0)   0.541 us    |      page_waitqueue();
2292  0)   0.639 us    |      __wake_up_bit();
2293  0)   2.786 us    |    }
2294  0) + 14.237 us   |  }
2295  0)               |  __do_fault() {
2296  0)               |    filemap_fault() {
2297  0)               |      find_lock_page() {
2298  0)   0.698 us    |        find_get_page();
2299  0)               |        __might_sleep() {
2300  0)   1.412 us    |        }
2301  0)   3.950 us    |      }
2302  0)   5.098 us    |    }
2303  0)   0.631 us    |    _spin_lock();
2304  0)   0.571 us    |    page_add_file_rmap();
2305  0)   0.526 us    |    native_set_pte_at();
2306  0)   0.586 us    |    _spin_unlock();
2307  0)               |    unlock_page() {
2308  0)   0.533 us    |      page_waitqueue();
2309  0)   0.638 us    |      __wake_up_bit();
2310  0)   2.793 us    |    }
2311  0) + 14.012 us   |  }
2312
2313 You can also expand several functions at once:
2314
2315  echo sys_open > set_graph_function
2316  echo sys_close >> set_graph_function
2317
2318 Now if you want to go back to trace all functions you can clear
2319 this special filter via:
2320
2321  echo > set_graph_function
2322
2323
2324 ftrace_enabled
2325 --------------
2326
2327 Note, the proc sysctl ftrace_enable is a big on/off switch for the
2328 function tracer. By default it is enabled (when function tracing is
2329 enabled in the kernel). If it is disabled, all function tracing is
2330 disabled. This includes not only the function tracers for ftrace, but
2331 also for any other uses (perf, kprobes, stack tracing, profiling, etc).
2332
2333 Please disable this with care.
2334
2335 This can be disable (and enabled) with:
2336
2337   sysctl kernel.ftrace_enabled=0
2338   sysctl kernel.ftrace_enabled=1
2339
2340  or
2341
2342   echo 0 > /proc/sys/kernel/ftrace_enabled
2343   echo 1 > /proc/sys/kernel/ftrace_enabled
2344
2345
2346 Filter commands
2347 ---------------
2348
2349 A few commands are supported by the set_ftrace_filter interface.
2350 Trace commands have the following format:
2351
2352 <function>:<command>:<parameter>
2353
2354 The following commands are supported:
2355
2356 - mod
2357   This command enables function filtering per module. The
2358   parameter defines the module. For example, if only the write*
2359   functions in the ext3 module are desired, run:
2360
2361    echo 'write*:mod:ext3' > set_ftrace_filter
2362
2363   This command interacts with the filter in the same way as
2364   filtering based on function names. Thus, adding more functions
2365   in a different module is accomplished by appending (>>) to the
2366   filter file. Remove specific module functions by prepending
2367   '!':
2368
2369    echo '!writeback*:mod:ext3' >> set_ftrace_filter
2370
2371 - traceon/traceoff
2372   These commands turn tracing on and off when the specified
2373   functions are hit. The parameter determines how many times the
2374   tracing system is turned on and off. If unspecified, there is
2375   no limit. For example, to disable tracing when a schedule bug
2376   is hit the first 5 times, run:
2377
2378    echo '__schedule_bug:traceoff:5' > set_ftrace_filter
2379
2380   To always disable tracing when __schedule_bug is hit:
2381
2382    echo '__schedule_bug:traceoff' > set_ftrace_filter
2383
2384   These commands are cumulative whether or not they are appended
2385   to set_ftrace_filter. To remove a command, prepend it by '!'
2386   and drop the parameter:
2387
2388    echo '!__schedule_bug:traceoff:0' > set_ftrace_filter
2389
2390     The above removes the traceoff command for __schedule_bug
2391     that have a counter. To remove commands without counters:
2392
2393    echo '!__schedule_bug:traceoff' > set_ftrace_filter
2394
2395 - snapshot
2396   Will cause a snapshot to be triggered when the function is hit.
2397
2398    echo 'native_flush_tlb_others:snapshot' > set_ftrace_filter
2399
2400   To only snapshot once:
2401
2402    echo 'native_flush_tlb_others:snapshot:1' > set_ftrace_filter
2403
2404   To remove the above commands:
2405
2406    echo '!native_flush_tlb_others:snapshot' > set_ftrace_filter
2407    echo '!native_flush_tlb_others:snapshot:0' > set_ftrace_filter
2408
2409 - enable_event/disable_event
2410   These commands can enable or disable a trace event. Note, because
2411   function tracing callbacks are very sensitive, when these commands
2412   are registered, the trace point is activated, but disabled in
2413   a "soft" mode. That is, the tracepoint will be called, but
2414   just will not be traced. The event tracepoint stays in this mode
2415   as long as there's a command that triggers it.
2416
2417    echo 'try_to_wake_up:enable_event:sched:sched_switch:2' > \
2418          set_ftrace_filter
2419
2420   The format is:
2421
2422     <function>:enable_event:<system>:<event>[:count]
2423     <function>:disable_event:<system>:<event>[:count]
2424
2425   To remove the events commands:
2426
2427
2428    echo '!try_to_wake_up:enable_event:sched:sched_switch:0' > \
2429          set_ftrace_filter
2430    echo '!schedule:disable_event:sched:sched_switch' > \
2431          set_ftrace_filter
2432
2433 - dump
2434   When the function is hit, it will dump the contents of the ftrace
2435   ring buffer to the console. This is useful if you need to debug
2436   something, and want to dump the trace when a certain function
2437   is hit. Perhaps its a function that is called before a tripple
2438   fault happens and does not allow you to get a regular dump.
2439
2440 - cpudump
2441   When the function is hit, it will dump the contents of the ftrace
2442   ring buffer for the current CPU to the console. Unlike the "dump"
2443   command, it only prints out the contents of the ring buffer for the
2444   CPU that executed the function that triggered the dump.
2445
2446 trace_pipe
2447 ----------
2448
2449 The trace_pipe outputs the same content as the trace file, but
2450 the effect on the tracing is different. Every read from
2451 trace_pipe is consumed. This means that subsequent reads will be
2452 different. The trace is live.
2453
2454  # echo function > current_tracer
2455  # cat trace_pipe > /tmp/trace.out &
2456 [1] 4153
2457  # echo 1 > tracing_on
2458  # usleep 1
2459  # echo 0 > tracing_on
2460  # cat trace
2461 # tracer: function
2462 #
2463 # entries-in-buffer/entries-written: 0/0   #P:4
2464 #
2465 #                              _-----=> irqs-off
2466 #                             / _----=> need-resched
2467 #                            | / _---=> hardirq/softirq
2468 #                            || / _--=> preempt-depth
2469 #                            ||| /     delay
2470 #           TASK-PID   CPU#  ||||    TIMESTAMP  FUNCTION
2471 #              | |       |   ||||       |         |
2472
2473  #
2474  # cat /tmp/trace.out
2475             bash-1994  [000] ....  5281.568961: mutex_unlock <-rb_simple_write
2476             bash-1994  [000] ....  5281.568963: __mutex_unlock_slowpath <-mutex_unlock
2477             bash-1994  [000] ....  5281.568963: __fsnotify_parent <-fsnotify_modify
2478             bash-1994  [000] ....  5281.568964: fsnotify <-fsnotify_modify
2479             bash-1994  [000] ....  5281.568964: __srcu_read_lock <-fsnotify
2480             bash-1994  [000] ....  5281.568964: add_preempt_count <-__srcu_read_lock
2481             bash-1994  [000] ...1  5281.568965: sub_preempt_count <-__srcu_read_lock
2482             bash-1994  [000] ....  5281.568965: __srcu_read_unlock <-fsnotify
2483             bash-1994  [000] ....  5281.568967: sys_dup2 <-system_call_fastpath
2484
2485
2486 Note, reading the trace_pipe file will block until more input is
2487 added.
2488
2489 trace entries
2490 -------------
2491
2492 Having too much or not enough data can be troublesome in
2493 diagnosing an issue in the kernel. The file buffer_size_kb is
2494 used to modify the size of the internal trace buffers. The
2495 number listed is the number of entries that can be recorded per
2496 CPU. To know the full size, multiply the number of possible CPUs
2497 with the number of entries.
2498
2499  # cat buffer_size_kb
2500 1408 (units kilobytes)
2501
2502 Or simply read buffer_total_size_kb
2503
2504  # cat buffer_total_size_kb 
2505 5632
2506
2507 To modify the buffer, simple echo in a number (in 1024 byte segments).
2508
2509  # echo 10000 > buffer_size_kb
2510  # cat buffer_size_kb
2511 10000 (units kilobytes)
2512
2513 It will try to allocate as much as possible. If you allocate too
2514 much, it can cause Out-Of-Memory to trigger.
2515
2516  # echo 1000000000000 > buffer_size_kb
2517 -bash: echo: write error: Cannot allocate memory
2518  # cat buffer_size_kb
2519 85
2520
2521 The per_cpu buffers can be changed individually as well:
2522
2523  # echo 10000 > per_cpu/cpu0/buffer_size_kb
2524  # echo 100 > per_cpu/cpu1/buffer_size_kb
2525
2526 When the per_cpu buffers are not the same, the buffer_size_kb
2527 at the top level will just show an X
2528
2529  # cat buffer_size_kb
2530 X
2531
2532 This is where the buffer_total_size_kb is useful:
2533
2534  # cat buffer_total_size_kb 
2535 12916
2536
2537 Writing to the top level buffer_size_kb will reset all the buffers
2538 to be the same again.
2539
2540 Snapshot
2541 --------
2542 CONFIG_TRACER_SNAPSHOT makes a generic snapshot feature
2543 available to all non latency tracers. (Latency tracers which
2544 record max latency, such as "irqsoff" or "wakeup", can't use
2545 this feature, since those are already using the snapshot
2546 mechanism internally.)
2547
2548 Snapshot preserves a current trace buffer at a particular point
2549 in time without stopping tracing. Ftrace swaps the current
2550 buffer with a spare buffer, and tracing continues in the new
2551 current (=previous spare) buffer.
2552
2553 The following debugfs files in "tracing" are related to this
2554 feature:
2555
2556   snapshot:
2557
2558         This is used to take a snapshot and to read the output
2559         of the snapshot. Echo 1 into this file to allocate a
2560         spare buffer and to take a snapshot (swap), then read
2561         the snapshot from this file in the same format as
2562         "trace" (described above in the section "The File
2563         System"). Both reads snapshot and tracing are executable
2564         in parallel. When the spare buffer is allocated, echoing
2565         0 frees it, and echoing else (positive) values clear the
2566         snapshot contents.
2567         More details are shown in the table below.
2568
2569         status\input  |     0      |     1      |    else    |
2570         --------------+------------+------------+------------+
2571         not allocated |(do nothing)| alloc+swap |(do nothing)|
2572         --------------+------------+------------+------------+
2573         allocated     |    free    |    swap    |   clear    |
2574         --------------+------------+------------+------------+
2575
2576 Here is an example of using the snapshot feature.
2577
2578  # echo 1 > events/sched/enable
2579  # echo 1 > snapshot
2580  # cat snapshot
2581 # tracer: nop
2582 #
2583 # entries-in-buffer/entries-written: 71/71   #P:8
2584 #
2585 #                              _-----=> irqs-off
2586 #                             / _----=> need-resched
2587 #                            | / _---=> hardirq/softirq
2588 #                            || / _--=> preempt-depth
2589 #                            ||| /     delay
2590 #           TASK-PID   CPU#  ||||    TIMESTAMP  FUNCTION
2591 #              | |       |   ||||       |         |
2592           <idle>-0     [005] d...  2440.603828: sched_switch: prev_comm=swapper/5 prev_pid=0 prev_prio=120 prev_state=R ==> next_comm=snapshot-test-2 next_pid=2242 next_prio=120
2593            sleep-2242  [005] d...  2440.603846: sched_switch: prev_comm=snapshot-test-2 prev_pid=2242 prev_prio=120 prev_state=R ==> next_comm=kworker/5:1 next_pid=60 next_prio=120
2594 [...]
2595           <idle>-0     [002] d...  2440.707230: sched_switch: prev_comm=swapper/2 prev_pid=0 prev_prio=120 prev_state=R ==> next_comm=snapshot-test-2 next_pid=2229 next_prio=120
2596
2597  # cat trace
2598 # tracer: nop
2599 #
2600 # entries-in-buffer/entries-written: 77/77   #P:8
2601 #
2602 #                              _-----=> irqs-off
2603 #                             / _----=> need-resched
2604 #                            | / _---=> hardirq/softirq
2605 #                            || / _--=> preempt-depth
2606 #                            ||| /     delay
2607 #           TASK-PID   CPU#  ||||    TIMESTAMP  FUNCTION
2608 #              | |       |   ||||       |         |
2609           <idle>-0     [007] d...  2440.707395: sched_switch: prev_comm=swapper/7 prev_pid=0 prev_prio=120 prev_state=R ==> next_comm=snapshot-test-2 next_pid=2243 next_prio=120
2610  snapshot-test-2-2229  [002] d...  2440.707438: sched_switch: prev_comm=snapshot-test-2 prev_pid=2229 prev_prio=120 prev_state=S ==> next_comm=swapper/2 next_pid=0 next_prio=120
2611 [...]
2612
2613
2614 If you try to use this snapshot feature when current tracer is
2615 one of the latency tracers, you will get the following results.
2616
2617  # echo wakeup > current_tracer
2618  # echo 1 > snapshot
2619 bash: echo: write error: Device or resource busy
2620  # cat snapshot
2621 cat: snapshot: Device or resource busy
2622
2623
2624 Instances
2625 ---------
2626 In the debugfs tracing directory is a directory called "instances".
2627 This directory can have new directories created inside of it using
2628 mkdir, and removing directories with rmdir. The directory created
2629 with mkdir in this directory will already contain files and other
2630 directories after it is created.
2631
2632  # mkdir instances/foo
2633  # ls instances/foo
2634 buffer_size_kb  buffer_total_size_kb  events  free_buffer  per_cpu
2635 set_event  snapshot  trace  trace_clock  trace_marker  trace_options
2636 trace_pipe  tracing_on
2637
2638 As you can see, the new directory looks similar to the tracing directory
2639 itself. In fact, it is very similar, except that the buffer and
2640 events are agnostic from the main director, or from any other
2641 instances that are created.
2642
2643 The files in the new directory work just like the files with the
2644 same name in the tracing directory except the buffer that is used
2645 is a separate and new buffer. The files affect that buffer but do not
2646 affect the main buffer with the exception of trace_options. Currently,
2647 the trace_options affect all instances and the top level buffer
2648 the same, but this may change in future releases. That is, options
2649 may become specific to the instance they reside in.
2650
2651 Notice that none of the function tracer files are there, nor is
2652 current_tracer and available_tracers. This is because the buffers
2653 can currently only have events enabled for them.
2654
2655  # mkdir instances/foo
2656  # mkdir instances/bar
2657  # mkdir instances/zoot
2658  # echo 100000 > buffer_size_kb
2659  # echo 1000 > instances/foo/buffer_size_kb
2660  # echo 5000 > instances/bar/per_cpu/cpu1/buffer_size_kb
2661  # echo function > current_trace
2662  # echo 1 > instances/foo/events/sched/sched_wakeup/enable
2663  # echo 1 > instances/foo/events/sched/sched_wakeup_new/enable
2664  # echo 1 > instances/foo/events/sched/sched_switch/enable
2665  # echo 1 > instances/bar/events/irq/enable
2666  # echo 1 > instances/zoot/events/syscalls/enable
2667  # cat trace_pipe
2668 CPU:2 [LOST 11745 EVENTS]
2669             bash-2044  [002] .... 10594.481032: _raw_spin_lock_irqsave <-get_page_from_freelist
2670             bash-2044  [002] d... 10594.481032: add_preempt_count <-_raw_spin_lock_irqsave
2671             bash-2044  [002] d..1 10594.481032: __rmqueue <-get_page_from_freelist
2672             bash-2044  [002] d..1 10594.481033: _raw_spin_unlock <-get_page_from_freelist
2673             bash-2044  [002] d..1 10594.481033: sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock
2674             bash-2044  [002] d... 10594.481033: get_pageblock_flags_group <-get_pageblock_migratetype
2675             bash-2044  [002] d... 10594.481034: __mod_zone_page_state <-get_page_from_freelist
2676             bash-2044  [002] d... 10594.481034: zone_statistics <-get_page_from_freelist
2677             bash-2044  [002] d... 10594.481034: __inc_zone_state <-zone_statistics
2678             bash-2044  [002] d... 10594.481034: __inc_zone_state <-zone_statistics
2679             bash-2044  [002] .... 10594.481035: arch_dup_task_struct <-copy_process
2680 [...]
2681
2682  # cat instances/foo/trace_pipe
2683             bash-1998  [000] d..4   136.676759: sched_wakeup: comm=kworker/0:1 pid=59 prio=120 success=1 target_cpu=000
2684             bash-1998  [000] dN.4   136.676760: sched_wakeup: comm=bash pid=1998 prio=120 success=1 target_cpu=000
2685           <idle>-0     [003] d.h3   136.676906: sched_wakeup: comm=rcu_preempt pid=9 prio=120 success=1 target_cpu=003
2686           <idle>-0     [003] d..3   136.676909: sched_switch: prev_comm=swapper/3 prev_pid=0 prev_prio=120 prev_state=R ==> next_comm=rcu_preempt next_pid=9 next_prio=120
2687      rcu_preempt-9     [003] d..3   136.676916: sched_switch: prev_comm=rcu_preempt prev_pid=9 prev_prio=120 prev_state=S ==> next_comm=swapper/3 next_pid=0 next_prio=120
2688             bash-1998  [000] d..4   136.677014: sched_wakeup: comm=kworker/0:1 pid=59 prio=120 success=1 target_cpu=000
2689             bash-1998  [000] dN.4   136.677016: sched_wakeup: comm=bash pid=1998 prio=120 success=1 target_cpu=000
2690             bash-1998  [000] d..3   136.677018: sched_switch: prev_comm=bash prev_pid=1998 prev_prio=120 prev_state=R+ ==> next_comm=kworker/0:1 next_pid=59 next_prio=120
2691      kworker/0:1-59    [000] d..4   136.677022: sched_wakeup: comm=sshd pid=1995 prio=120 success=1 target_cpu=001
2692      kworker/0:1-59    [000] d..3   136.677025: sched_switch: prev_comm=kworker/0:1 prev_pid=59 prev_prio=120 prev_state=S ==> next_comm=bash next_pid=1998 next_prio=120
2693 [...]
2694
2695  # cat instances/bar/trace_pipe
2696      migration/1-14    [001] d.h3   138.732674: softirq_raise: vec=3 [action=NET_RX]
2697           <idle>-0     [001] dNh3   138.732725: softirq_raise: vec=3 [action=NET_RX]
2698             bash-1998  [000] d.h1   138.733101: softirq_raise: vec=1 [action=TIMER]
2699             bash-1998  [000] d.h1   138.733102: softirq_raise: vec=9 [action=RCU]
2700             bash-1998  [000] ..s2   138.733105: softirq_entry: vec=1 [action=TIMER]
2701             bash-1998  [000] ..s2   138.733106: softirq_exit: vec=1 [action=TIMER]
2702             bash-1998  [000] ..s2   138.733106: softirq_entry: vec=9 [action=RCU]
2703             bash-1998  [000] ..s2   138.733109: softirq_exit: vec=9 [action=RCU]
2704             sshd-1995  [001] d.h1   138.733278: irq_handler_entry: irq=21 name=uhci_hcd:usb4
2705             sshd-1995  [001] d.h1   138.733280: irq_handler_exit: irq=21 ret=unhandled
2706             sshd-1995  [001] d.h1   138.733281: irq_handler_entry: irq=21 name=eth0
2707             sshd-1995  [001] d.h1   138.733283: irq_handler_exit: irq=21 ret=handled
2708 [...]
2709
2710  # cat instances/zoot/trace
2711 # tracer: nop
2712 #
2713 # entries-in-buffer/entries-written: 18996/18996   #P:4
2714 #
2715 #                              _-----=> irqs-off
2716 #                             / _----=> need-resched
2717 #                            | / _---=> hardirq/softirq
2718 #                            || / _--=> preempt-depth
2719 #                            ||| /     delay
2720 #           TASK-PID   CPU#  ||||    TIMESTAMP  FUNCTION
2721 #              | |       |   ||||       |         |
2722             bash-1998  [000] d...   140.733501: sys_write -> 0x2
2723             bash-1998  [000] d...   140.733504: sys_dup2(oldfd: a, newfd: 1)
2724             bash-1998  [000] d...   140.733506: sys_dup2 -> 0x1
2725             bash-1998  [000] d...   140.733508: sys_fcntl(fd: a, cmd: 1, arg: 0)
2726             bash-1998  [000] d...   140.733509: sys_fcntl -> 0x1
2727             bash-1998  [000] d...   140.733510: sys_close(fd: a)
2728             bash-1998  [000] d...   140.733510: sys_close -> 0x0
2729             bash-1998  [000] d...   140.733514: sys_rt_sigprocmask(how: 0, nset: 0, oset: 6e2768, sigsetsize: 8)
2730             bash-1998  [000] d...   140.733515: sys_rt_sigprocmask -> 0x0
2731             bash-1998  [000] d...   140.733516: sys_rt_sigaction(sig: 2, act: 7fff718846f0, oact: 7fff71884650, sigsetsize: 8)
2732             bash-1998  [000] d...   140.733516: sys_rt_sigaction -> 0x0
2733
2734 You can see that the trace of the top most trace buffer shows only
2735 the function tracing. The foo instance displays wakeups and task
2736 switches.
2737
2738 To remove the instances, simply delete their directories:
2739
2740  # rmdir instances/foo
2741  # rmdir instances/bar
2742  # rmdir instances/zoot
2743
2744 Note, if a process has a trace file open in one of the instance
2745 directories, the rmdir will fail with EBUSY.
2746
2747
2748 Stack trace
2749 -----------
2750 Since the kernel has a fixed sized stack, it is important not to
2751 waste it in functions. A kernel developer must be conscience of
2752 what they allocate on the stack. If they add too much, the system
2753 can be in danger of a stack overflow, and corruption will occur,
2754 usually leading to a system panic.
2755
2756 There are some tools that check this, usually with interrupts
2757 periodically checking usage. But if you can perform a check
2758 at every function call that will become very useful. As ftrace provides
2759 a function tracer, it makes it convenient to check the stack size
2760 at every function call. This is enabled via the stack tracer.
2761
2762 CONFIG_STACK_TRACER enables the ftrace stack tracing functionality.
2763 To enable it, write a '1' into /proc/sys/kernel/stack_tracer_enabled.
2764
2765  # echo 1 > /proc/sys/kernel/stack_tracer_enabled
2766
2767 You can also enable it from the kernel command line to trace
2768 the stack size of the kernel during boot up, by adding "stacktrace"
2769 to the kernel command line parameter.
2770
2771 After running it for a few minutes, the output looks like:
2772
2773  # cat stack_max_size
2774 2928
2775
2776  # cat stack_trace
2777         Depth    Size   Location    (18 entries)
2778         -----    ----   --------
2779   0)     2928     224   update_sd_lb_stats+0xbc/0x4ac
2780   1)     2704     160   find_busiest_group+0x31/0x1f1
2781   2)     2544     256   load_balance+0xd9/0x662
2782   3)     2288      80   idle_balance+0xbb/0x130
2783   4)     2208     128   __schedule+0x26e/0x5b9
2784   5)     2080      16   schedule+0x64/0x66
2785   6)     2064     128   schedule_timeout+0x34/0xe0
2786   7)     1936     112   wait_for_common+0x97/0xf1
2787   8)     1824      16   wait_for_completion+0x1d/0x1f
2788   9)     1808     128   flush_work+0xfe/0x119
2789  10)     1680      16   tty_flush_to_ldisc+0x1e/0x20
2790  11)     1664      48   input_available_p+0x1d/0x5c
2791  12)     1616      48   n_tty_poll+0x6d/0x134
2792  13)     1568      64   tty_poll+0x64/0x7f
2793  14)     1504     880   do_select+0x31e/0x511
2794  15)      624     400   core_sys_select+0x177/0x216
2795  16)      224      96   sys_select+0x91/0xb9
2796  17)      128     128   system_call_fastpath+0x16/0x1b
2797
2798 Note, if -mfentry is being used by gcc, functions get traced before
2799 they set up the stack frame. This means that leaf level functions
2800 are not tested by the stack tracer when -mfentry is used.
2801
2802 Currently, -mfentry is used by gcc 4.6.0 and above on x86 only.
2803
2804 ---------
2805
2806 More details can be found in the source code, in the
2807 kernel/trace/*.c files.