ftrace, kprobes: Support IPMODIFY flag to find IP modify conflict
[cascardo/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         If the callback registered to be traced by a function with
238         the "ip modify" attribute (thus the regs->ip can be changed),
239         an 'I' will be displayed on the same line as the function that
240         can be overridden.
241
242   function_profile_enabled:
243
244         When set it will enable all functions with either the function
245         tracer, or if enabled, the function graph tracer. It will
246         keep a histogram of the number of functions that were called
247         and if run with the function graph tracer, it will also keep
248         track of the time spent in those functions. The histogram
249         content can be displayed in the files:
250
251         trace_stats/function<cpu> ( function0, function1, etc).
252
253   trace_stats:
254
255         A directory that holds different tracing stats.
256
257   kprobe_events:
258  
259         Enable dynamic trace points. See kprobetrace.txt.
260
261   kprobe_profile:
262
263         Dynamic trace points stats. See kprobetrace.txt.
264
265   max_graph_depth:
266
267         Used with the function graph tracer. This is the max depth
268         it will trace into a function. Setting this to a value of
269         one will show only the first kernel function that is called
270         from user space.
271
272   printk_formats:
273
274         This is for tools that read the raw format files. If an event in
275         the ring buffer references a string (currently only trace_printk()
276         does this), only a pointer to the string is recorded into the buffer
277         and not the string itself. This prevents tools from knowing what
278         that string was. This file displays the string and address for
279         the string allowing tools to map the pointers to what the
280         strings were.
281
282   saved_cmdlines:
283
284         Only the pid of the task is recorded in a trace event unless
285         the event specifically saves the task comm as well. Ftrace
286         makes a cache of pid mappings to comms to try to display
287         comms for events. If a pid for a comm is not listed, then
288         "<...>" is displayed in the output.
289
290   snapshot:
291
292         This displays the "snapshot" buffer and also lets the user
293         take a snapshot of the current running trace.
294         See the "Snapshot" section below for more details.
295
296   stack_max_size:
297
298         When the stack tracer is activated, this will display the
299         maximum stack size it has encountered.
300         See the "Stack Trace" section below.
301
302   stack_trace:
303
304         This displays the stack back trace of the largest stack
305         that was encountered when the stack tracer is activated.
306         See the "Stack Trace" section below.
307
308   stack_trace_filter:
309
310         This is similar to "set_ftrace_filter" but it limits what
311         functions the stack tracer will check.
312
313   trace_clock:
314
315         Whenever an event is recorded into the ring buffer, a
316         "timestamp" is added. This stamp comes from a specified
317         clock. By default, ftrace uses the "local" clock. This
318         clock is very fast and strictly per cpu, but on some
319         systems it may not be monotonic with respect to other
320         CPUs. In other words, the local clocks may not be in sync
321         with local clocks on other CPUs.
322
323         Usual clocks for tracing:
324
325           # cat trace_clock
326           [local] global counter x86-tsc
327
328           local: Default clock, but may not be in sync across CPUs
329
330           global: This clock is in sync with all CPUs but may
331                   be a bit slower than the local clock.
332
333           counter: This is not a clock at all, but literally an atomic
334                    counter. It counts up one by one, but is in sync
335                    with all CPUs. This is useful when you need to
336                    know exactly the order events occurred with respect to
337                    each other on different CPUs.
338
339           uptime: This uses the jiffies counter and the time stamp
340                   is relative to the time since boot up.
341
342           perf: This makes ftrace use the same clock that perf uses.
343                 Eventually perf will be able to read ftrace buffers
344                 and this will help out in interleaving the data.
345
346           x86-tsc: Architectures may define their own clocks. For
347                    example, x86 uses its own TSC cycle clock here.
348
349         To set a clock, simply echo the clock name into this file.
350
351           echo global > trace_clock
352
353   trace_marker:
354
355         This is a very useful file for synchronizing user space
356         with events happening in the kernel. Writing strings into
357         this file will be written into the ftrace buffer.
358
359         It is useful in applications to open this file at the start
360         of the application and just reference the file descriptor
361         for the file.
362
363         void trace_write(const char *fmt, ...)
364         {
365                 va_list ap;
366                 char buf[256];
367                 int n;
368
369                 if (trace_fd < 0)
370                         return;
371
372                 va_start(ap, fmt);
373                 n = vsnprintf(buf, 256, fmt, ap);
374                 va_end(ap);
375
376                 write(trace_fd, buf, n);
377         }
378
379         start:
380
381                 trace_fd = open("trace_marker", WR_ONLY);
382
383   uprobe_events:
384  
385         Add dynamic tracepoints in programs.
386         See uprobetracer.txt
387
388   uprobe_profile:
389
390         Uprobe statistics. See uprobetrace.txt
391
392   instances:
393
394         This is a way to make multiple trace buffers where different
395         events can be recorded in different buffers.
396         See "Instances" section below.
397
398   events:
399
400         This is the trace event directory. It holds event tracepoints
401         (also known as static tracepoints) that have been compiled
402         into the kernel. It shows what event tracepoints exist
403         and how they are grouped by system. There are "enable"
404         files at various levels that can enable the tracepoints
405         when a "1" is written to them.
406
407         See events.txt for more information.
408
409   per_cpu:
410
411         This is a directory that contains the trace per_cpu information.
412
413   per_cpu/cpu0/buffer_size_kb:
414
415         The ftrace buffer is defined per_cpu. That is, there's a separate
416         buffer for each CPU to allow writes to be done atomically,
417         and free from cache bouncing. These buffers may have different
418         size buffers. This file is similar to the buffer_size_kb
419         file, but it only displays or sets the buffer size for the
420         specific CPU. (here cpu0).
421
422   per_cpu/cpu0/trace:
423
424         This is similar to the "trace" file, but it will only display
425         the data specific for the CPU. If written to, it only clears
426         the specific CPU buffer.
427
428   per_cpu/cpu0/trace_pipe
429
430         This is similar to the "trace_pipe" file, and is a consuming
431         read, but it will only display (and consume) the data specific
432         for the CPU.
433
434   per_cpu/cpu0/trace_pipe_raw
435
436         For tools that can parse the ftrace ring buffer binary format,
437         the trace_pipe_raw file can be used to extract the data
438         from the ring buffer directly. With the use of the splice()
439         system call, the buffer data can be quickly transferred to
440         a file or to the network where a server is collecting the
441         data.
442
443         Like trace_pipe, this is a consuming reader, where multiple
444         reads will always produce different data.
445
446   per_cpu/cpu0/snapshot:
447
448         This is similar to the main "snapshot" file, but will only
449         snapshot the current CPU (if supported). It only displays
450         the content of the snapshot for a given CPU, and if
451         written to, only clears this CPU buffer.
452
453   per_cpu/cpu0/snapshot_raw:
454
455         Similar to the trace_pipe_raw, but will read the binary format
456         from the snapshot buffer for the given CPU.
457
458   per_cpu/cpu0/stats:
459
460         This displays certain stats about the ring buffer:
461
462          entries: The number of events that are still in the buffer.
463
464          overrun: The number of lost events due to overwriting when
465                   the buffer was full.
466
467          commit overrun: Should always be zero.
468                 This gets set if so many events happened within a nested
469                 event (ring buffer is re-entrant), that it fills the
470                 buffer and starts dropping events.
471
472          bytes: Bytes actually read (not overwritten).
473
474          oldest event ts: The oldest timestamp in the buffer
475
476          now ts: The current timestamp
477
478          dropped events: Events lost due to overwrite option being off.
479
480          read events: The number of events read.
481
482 The Tracers
483 -----------
484
485 Here is the list of current tracers that may be configured.
486
487   "function"
488
489         Function call tracer to trace all kernel functions.
490
491   "function_graph"
492
493         Similar to the function tracer except that the
494         function tracer probes the functions on their entry
495         whereas the function graph tracer traces on both entry
496         and exit of the functions. It then provides the ability
497         to draw a graph of function calls similar to C code
498         source.
499
500   "irqsoff"
501
502         Traces the areas that disable interrupts and saves
503         the trace with the longest max latency.
504         See tracing_max_latency. When a new max is recorded,
505         it replaces the old trace. It is best to view this
506         trace with the latency-format option enabled.
507
508   "preemptoff"
509
510         Similar to irqsoff but traces and records the amount of
511         time for which preemption is disabled.
512
513   "preemptirqsoff"
514
515         Similar to irqsoff and preemptoff, but traces and
516         records the largest time for which irqs and/or preemption
517         is disabled.
518
519   "wakeup"
520
521         Traces and records the max latency that it takes for
522         the highest priority task to get scheduled after
523         it has been woken up.
524         Traces all tasks as an average developer would expect.
525
526   "wakeup_rt"
527
528         Traces and records the max latency that it takes for just
529         RT tasks (as the current "wakeup" does). This is useful
530         for those interested in wake up timings of RT tasks.
531
532   "nop"
533
534         This is the "trace nothing" tracer. To remove all
535         tracers from tracing simply echo "nop" into
536         current_tracer.
537
538
539 Examples of using the tracer
540 ----------------------------
541
542 Here are typical examples of using the tracers when controlling
543 them only with the debugfs interface (without using any
544 user-land utilities).
545
546 Output format:
547 --------------
548
549 Here is an example of the output format of the file "trace"
550
551                              --------
552 # tracer: function
553 #
554 # entries-in-buffer/entries-written: 140080/250280   #P:4
555 #
556 #                              _-----=> irqs-off
557 #                             / _----=> need-resched
558 #                            | / _---=> hardirq/softirq
559 #                            || / _--=> preempt-depth
560 #                            ||| /     delay
561 #           TASK-PID   CPU#  ||||    TIMESTAMP  FUNCTION
562 #              | |       |   ||||       |         |
563             bash-1977  [000] .... 17284.993652: sys_close <-system_call_fastpath
564             bash-1977  [000] .... 17284.993653: __close_fd <-sys_close
565             bash-1977  [000] .... 17284.993653: _raw_spin_lock <-__close_fd
566             sshd-1974  [003] .... 17284.993653: __srcu_read_unlock <-fsnotify
567             bash-1977  [000] .... 17284.993654: add_preempt_count <-_raw_spin_lock
568             bash-1977  [000] ...1 17284.993655: _raw_spin_unlock <-__close_fd
569             bash-1977  [000] ...1 17284.993656: sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock
570             bash-1977  [000] .... 17284.993657: filp_close <-__close_fd
571             bash-1977  [000] .... 17284.993657: dnotify_flush <-filp_close
572             sshd-1974  [003] .... 17284.993658: sys_select <-system_call_fastpath
573                              --------
574
575 A header is printed with the tracer name that is represented by
576 the trace. In this case the tracer is "function". Then it shows the
577 number of events in the buffer as well as the total number of entries
578 that were written. The difference is the number of entries that were
579 lost due to the buffer filling up (250280 - 140080 = 110200 events
580 lost).
581
582 The header explains the content of the events. Task name "bash", the task
583 PID "1977", the CPU that it was running on "000", the latency format
584 (explained below), the timestamp in <secs>.<usecs> format, the
585 function name that was traced "sys_close" and the parent function that
586 called this function "system_call_fastpath". The timestamp is the time
587 at which the function was entered.
588
589 Latency trace format
590 --------------------
591
592 When the latency-format option is enabled or when one of the latency
593 tracers is set, the trace file gives somewhat more information to see
594 why a latency happened. Here is a typical trace.
595
596 # tracer: irqsoff
597 #
598 # irqsoff latency trace v1.1.5 on 3.8.0-test+
599 # --------------------------------------------------------------------
600 # latency: 259 us, #4/4, CPU#2 | (M:preempt VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
601 #    -----------------
602 #    | task: ps-6143 (uid:0 nice:0 policy:0 rt_prio:0)
603 #    -----------------
604 #  => started at: __lock_task_sighand
605 #  => ended at:   _raw_spin_unlock_irqrestore
606 #
607 #
608 #                  _------=> CPU#            
609 #                 / _-----=> irqs-off        
610 #                | / _----=> need-resched    
611 #                || / _---=> hardirq/softirq 
612 #                ||| / _--=> preempt-depth   
613 #                |||| /     delay             
614 #  cmd     pid   ||||| time  |   caller      
615 #     \   /      |||||  \    |   /           
616       ps-6143    2d...    0us!: trace_hardirqs_off <-__lock_task_sighand
617       ps-6143    2d..1  259us+: trace_hardirqs_on <-_raw_spin_unlock_irqrestore
618       ps-6143    2d..1  263us+: time_hardirqs_on <-_raw_spin_unlock_irqrestore
619       ps-6143    2d..1  306us : <stack trace>
620  => trace_hardirqs_on_caller
621  => trace_hardirqs_on
622  => _raw_spin_unlock_irqrestore
623  => do_task_stat
624  => proc_tgid_stat
625  => proc_single_show
626  => seq_read
627  => vfs_read
628  => sys_read
629  => system_call_fastpath
630
631
632 This shows that the current tracer is "irqsoff" tracing the time
633 for which interrupts were disabled. It gives the trace version (which
634 never changes) and the version of the kernel upon which this was executed on
635 (3.10). Then it displays the max latency in microseconds (259 us). The number
636 of trace entries displayed and the total number (both are four: #4/4).
637 VP, KP, SP, and HP are always zero and are reserved for later use.
638 #P is the number of online CPUs (#P:4).
639
640 The task is the process that was running when the latency
641 occurred. (ps pid: 6143).
642
643 The start and stop (the functions in which the interrupts were
644 disabled and enabled respectively) that caused the latencies:
645
646  __lock_task_sighand is where the interrupts were disabled.
647  _raw_spin_unlock_irqrestore is where they were enabled again.
648
649 The next lines after the header are the trace itself. The header
650 explains which is which.
651
652   cmd: The name of the process in the trace.
653
654   pid: The PID of that process.
655
656   CPU#: The CPU which the process was running on.
657
658   irqs-off: 'd' interrupts are disabled. '.' otherwise.
659             Note: If the architecture does not support a way to
660                   read the irq flags variable, an 'X' will always
661                   be printed here.
662
663   need-resched:
664         'N' both TIF_NEED_RESCHED and PREEMPT_NEED_RESCHED is set,
665         'n' only TIF_NEED_RESCHED is set,
666         'p' only PREEMPT_NEED_RESCHED is set,
667         '.' otherwise.
668
669   hardirq/softirq:
670         'H' - hard irq occurred inside a softirq.
671         'h' - hard irq is running
672         's' - soft irq is running
673         '.' - normal context.
674
675   preempt-depth: The level of preempt_disabled
676
677 The above is mostly meaningful for kernel developers.
678
679   time: When the latency-format option is enabled, the trace file
680         output includes a timestamp relative to the start of the
681         trace. This differs from the output when latency-format
682         is disabled, which includes an absolute timestamp.
683
684   delay: This is just to help catch your eye a bit better. And
685          needs to be fixed to be only relative to the same CPU.
686          The marks are determined by the difference between this
687          current trace and the next trace.
688           '!' - greater than preempt_mark_thresh (default 100)
689           '+' - greater than 1 microsecond
690           ' ' - less than or equal to 1 microsecond.
691
692   The rest is the same as the 'trace' file.
693
694   Note, the latency tracers will usually end with a back trace
695   to easily find where the latency occurred.
696
697 trace_options
698 -------------
699
700 The trace_options file (or the options directory) is used to control
701 what gets printed in the trace output, or manipulate the tracers.
702 To see what is available, simply cat the file:
703
704   cat trace_options
705 print-parent
706 nosym-offset
707 nosym-addr
708 noverbose
709 noraw
710 nohex
711 nobin
712 noblock
713 nostacktrace
714 trace_printk
715 noftrace_preempt
716 nobranch
717 annotate
718 nouserstacktrace
719 nosym-userobj
720 noprintk-msg-only
721 context-info
722 latency-format
723 sleep-time
724 graph-time
725 record-cmd
726 overwrite
727 nodisable_on_free
728 irq-info
729 markers
730 function-trace
731
732 To disable one of the options, echo in the option prepended with
733 "no".
734
735   echo noprint-parent > trace_options
736
737 To enable an option, leave off the "no".
738
739   echo sym-offset > trace_options
740
741 Here are the available options:
742
743   print-parent - On function traces, display the calling (parent)
744                  function as well as the function being traced.
745
746   print-parent:
747    bash-4000  [01]  1477.606694: simple_strtoul <-kstrtoul
748
749   noprint-parent:
750    bash-4000  [01]  1477.606694: simple_strtoul
751
752
753   sym-offset - Display not only the function name, but also the
754                offset in the function. For example, instead of
755                seeing just "ktime_get", you will see
756                "ktime_get+0xb/0x20".
757
758   sym-offset:
759    bash-4000  [01]  1477.606694: simple_strtoul+0x6/0xa0
760
761   sym-addr - this will also display the function address as well
762              as the function name.
763
764   sym-addr:
765    bash-4000  [01]  1477.606694: simple_strtoul <c0339346>
766
767   verbose - This deals with the trace file when the
768             latency-format option is enabled.
769
770     bash  4000 1 0 00000000 00010a95 [58127d26] 1720.415ms \
771     (+0.000ms): simple_strtoul (kstrtoul)
772
773   raw - This will display raw numbers. This option is best for
774         use with user applications that can translate the raw
775         numbers better than having it done in the kernel.
776
777   hex - Similar to raw, but the numbers will be in a hexadecimal
778         format.
779
780   bin - This will print out the formats in raw binary.
781
782   block - When set, reading trace_pipe will not block when polled.
783
784   stacktrace - This is one of the options that changes the trace
785                itself. When a trace is recorded, so is the stack
786                of functions. This allows for back traces of
787                trace sites.
788
789   trace_printk - Can disable trace_printk() from writing into the buffer.
790
791   branch - Enable branch tracing with the tracer.
792
793   annotate - It is sometimes confusing when the CPU buffers are full
794              and one CPU buffer had a lot of events recently, thus
795              a shorter time frame, were another CPU may have only had
796              a few events, which lets it have older events. When
797              the trace is reported, it shows the oldest events first,
798              and it may look like only one CPU ran (the one with the
799              oldest events). When the annotate option is set, it will
800              display when a new CPU buffer started:
801
802           <idle>-0     [001] dNs4 21169.031481: wake_up_idle_cpu <-add_timer_on
803           <idle>-0     [001] dNs4 21169.031482: _raw_spin_unlock_irqrestore <-add_timer_on
804           <idle>-0     [001] .Ns4 21169.031484: sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock_irqrestore
805 ##### CPU 2 buffer started ####
806           <idle>-0     [002] .N.1 21169.031484: rcu_idle_exit <-cpu_idle
807           <idle>-0     [001] .Ns3 21169.031484: _raw_spin_unlock <-clocksource_watchdog
808           <idle>-0     [001] .Ns3 21169.031485: sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock
809
810   userstacktrace - This option changes the trace. It records a
811                    stacktrace of the current userspace thread.
812
813   sym-userobj - when user stacktrace are enabled, look up which
814                 object the address belongs to, and print a
815                 relative address. This is especially useful when
816                 ASLR is on, otherwise you don't get a chance to
817                 resolve the address to object/file/line after
818                 the app is no longer running
819
820                 The lookup is performed when you read
821                 trace,trace_pipe. Example:
822
823                 a.out-1623  [000] 40874.465068: /root/a.out[+0x480] <-/root/a.out[+0
824 x494] <- /root/a.out[+0x4a8] <- /lib/libc-2.7.so[+0x1e1a6]
825
826
827   printk-msg-only - When set, trace_printk()s will only show the format
828                     and not their parameters (if trace_bprintk() or
829                     trace_bputs() was used to save the trace_printk()).
830
831   context-info - Show only the event data. Hides the comm, PID,
832                  timestamp, CPU, and other useful data.
833
834   latency-format - This option changes the trace. When
835                    it is enabled, the trace displays
836                    additional information about the
837                    latencies, as described in "Latency
838                    trace format".
839
840   sleep-time - When running function graph tracer, to include
841                the time a task schedules out in its function.
842                When enabled, it will account time the task has been
843                scheduled out as part of the function call.
844
845   graph-time - When running function graph tracer, to include the
846                time to call nested functions. When this is not set,
847                the time reported for the function will only include
848                the time the function itself executed for, not the time
849                for functions that it called.
850
851   record-cmd - When any event or tracer is enabled, a hook is enabled
852                in the sched_switch trace point to fill comm cache
853                with mapped pids and comms. But this may cause some
854                overhead, and if you only care about pids, and not the
855                name of the task, disabling this option can lower the
856                impact of tracing.
857
858   overwrite - This controls what happens when the trace buffer is
859               full. If "1" (default), the oldest events are
860               discarded and overwritten. If "0", then the newest
861               events are discarded.
862                 (see per_cpu/cpu0/stats for overrun and dropped)
863
864   disable_on_free - When the free_buffer is closed, tracing will
865                     stop (tracing_on set to 0).
866
867   irq-info - Shows the interrupt, preempt count, need resched data.
868              When disabled, the trace looks like:
869
870 # tracer: function
871 #
872 # entries-in-buffer/entries-written: 144405/9452052   #P:4
873 #
874 #           TASK-PID   CPU#      TIMESTAMP  FUNCTION
875 #              | |       |          |         |
876           <idle>-0     [002]  23636.756054: ttwu_do_activate.constprop.89 <-try_to_wake_up
877           <idle>-0     [002]  23636.756054: activate_task <-ttwu_do_activate.constprop.89
878           <idle>-0     [002]  23636.756055: enqueue_task <-activate_task
879
880
881   markers - When set, the trace_marker is writable (only by root).
882             When disabled, the trace_marker will error with EINVAL
883             on write.
884
885
886   function-trace - The latency tracers will enable function tracing
887             if this option is enabled (default it is). When
888             it is disabled, the latency tracers do not trace
889             functions. This keeps the overhead of the tracer down
890             when performing latency tests.
891
892  Note: Some tracers have their own options. They only appear
893        when the tracer is active.
894
895
896
897 irqsoff
898 -------
899
900 When interrupts are disabled, the CPU can not react to any other
901 external event (besides NMIs and SMIs). This prevents the timer
902 interrupt from triggering or the mouse interrupt from letting
903 the kernel know of a new mouse event. The result is a latency
904 with the reaction time.
905
906 The irqsoff tracer tracks the time for which interrupts are
907 disabled. When a new maximum latency is hit, the tracer saves
908 the trace leading up to that latency point so that every time a
909 new maximum is reached, the old saved trace is discarded and the
910 new trace is saved.
911
912 To reset the maximum, echo 0 into tracing_max_latency. Here is
913 an example:
914
915  # echo 0 > options/function-trace
916  # echo irqsoff > current_tracer
917  # echo 1 > tracing_on
918  # echo 0 > tracing_max_latency
919  # ls -ltr
920  [...]
921  # echo 0 > tracing_on
922  # cat trace
923 # tracer: irqsoff
924 #
925 # irqsoff latency trace v1.1.5 on 3.8.0-test+
926 # --------------------------------------------------------------------
927 # latency: 16 us, #4/4, CPU#0 | (M:preempt VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
928 #    -----------------
929 #    | task: swapper/0-0 (uid:0 nice:0 policy:0 rt_prio:0)
930 #    -----------------
931 #  => started at: run_timer_softirq
932 #  => ended at:   run_timer_softirq
933 #
934 #
935 #                  _------=> CPU#            
936 #                 / _-----=> irqs-off        
937 #                | / _----=> need-resched    
938 #                || / _---=> hardirq/softirq 
939 #                ||| / _--=> preempt-depth   
940 #                |||| /     delay             
941 #  cmd     pid   ||||| time  |   caller      
942 #     \   /      |||||  \    |   /           
943   <idle>-0       0d.s2    0us+: _raw_spin_lock_irq <-run_timer_softirq
944   <idle>-0       0dNs3   17us : _raw_spin_unlock_irq <-run_timer_softirq
945   <idle>-0       0dNs3   17us+: trace_hardirqs_on <-run_timer_softirq
946   <idle>-0       0dNs3   25us : <stack trace>
947  => _raw_spin_unlock_irq
948  => run_timer_softirq
949  => __do_softirq
950  => call_softirq
951  => do_softirq
952  => irq_exit
953  => smp_apic_timer_interrupt
954  => apic_timer_interrupt
955  => rcu_idle_exit
956  => cpu_idle
957  => rest_init
958  => start_kernel
959  => x86_64_start_reservations
960  => x86_64_start_kernel
961
962 Here we see that that we had a latency of 16 microseconds (which is
963 very good). The _raw_spin_lock_irq in run_timer_softirq disabled
964 interrupts. The difference between the 16 and the displayed
965 timestamp 25us occurred because the clock was incremented
966 between the time of recording the max latency and the time of
967 recording the function that had that latency.
968
969 Note the above example had function-trace not set. If we set
970 function-trace, we get a much larger output:
971
972  with echo 1 > options/function-trace
973
974 # tracer: irqsoff
975 #
976 # irqsoff latency trace v1.1.5 on 3.8.0-test+
977 # --------------------------------------------------------------------
978 # latency: 71 us, #168/168, CPU#3 | (M:preempt VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
979 #    -----------------
980 #    | task: bash-2042 (uid:0 nice:0 policy:0 rt_prio:0)
981 #    -----------------
982 #  => started at: ata_scsi_queuecmd
983 #  => ended at:   ata_scsi_queuecmd
984 #
985 #
986 #                  _------=> CPU#            
987 #                 / _-----=> irqs-off        
988 #                | / _----=> need-resched    
989 #                || / _---=> hardirq/softirq 
990 #                ||| / _--=> preempt-depth   
991 #                |||| /     delay             
992 #  cmd     pid   ||||| time  |   caller      
993 #     \   /      |||||  \    |   /           
994     bash-2042    3d...    0us : _raw_spin_lock_irqsave <-ata_scsi_queuecmd
995     bash-2042    3d...    0us : add_preempt_count <-_raw_spin_lock_irqsave
996     bash-2042    3d..1    1us : ata_scsi_find_dev <-ata_scsi_queuecmd
997     bash-2042    3d..1    1us : __ata_scsi_find_dev <-ata_scsi_find_dev
998     bash-2042    3d..1    2us : ata_find_dev.part.14 <-__ata_scsi_find_dev
999     bash-2042    3d..1    2us : ata_qc_new_init <-__ata_scsi_queuecmd
1000     bash-2042    3d..1    3us : ata_sg_init <-__ata_scsi_queuecmd
1001     bash-2042    3d..1    4us : ata_scsi_rw_xlat <-__ata_scsi_queuecmd
1002     bash-2042    3d..1    4us : ata_build_rw_tf <-ata_scsi_rw_xlat
1003 [...]
1004     bash-2042    3d..1   67us : delay_tsc <-__delay
1005     bash-2042    3d..1   67us : add_preempt_count <-delay_tsc
1006     bash-2042    3d..2   67us : sub_preempt_count <-delay_tsc
1007     bash-2042    3d..1   67us : add_preempt_count <-delay_tsc
1008     bash-2042    3d..2   68us : sub_preempt_count <-delay_tsc
1009     bash-2042    3d..1   68us+: ata_bmdma_start <-ata_bmdma_qc_issue
1010     bash-2042    3d..1   71us : _raw_spin_unlock_irqrestore <-ata_scsi_queuecmd
1011     bash-2042    3d..1   71us : _raw_spin_unlock_irqrestore <-ata_scsi_queuecmd
1012     bash-2042    3d..1   72us+: trace_hardirqs_on <-ata_scsi_queuecmd
1013     bash-2042    3d..1  120us : <stack trace>
1014  => _raw_spin_unlock_irqrestore
1015  => ata_scsi_queuecmd
1016  => scsi_dispatch_cmd
1017  => scsi_request_fn
1018  => __blk_run_queue_uncond
1019  => __blk_run_queue
1020  => blk_queue_bio
1021  => generic_make_request
1022  => submit_bio
1023  => submit_bh
1024  => __ext3_get_inode_loc
1025  => ext3_iget
1026  => ext3_lookup
1027  => lookup_real
1028  => __lookup_hash
1029  => walk_component
1030  => lookup_last
1031  => path_lookupat
1032  => filename_lookup
1033  => user_path_at_empty
1034  => user_path_at
1035  => vfs_fstatat
1036  => vfs_stat
1037  => sys_newstat
1038  => system_call_fastpath
1039
1040
1041 Here we traced a 71 microsecond latency. But we also see all the
1042 functions that were called during that time. Note that by
1043 enabling function tracing, we incur an added overhead. This
1044 overhead may extend the latency times. But nevertheless, this
1045 trace has provided some very helpful debugging information.
1046
1047
1048 preemptoff
1049 ----------
1050
1051 When preemption is disabled, we may be able to receive
1052 interrupts but the task cannot be preempted and a higher
1053 priority task must wait for preemption to be enabled again
1054 before it can preempt a lower priority task.
1055
1056 The preemptoff tracer traces the places that disable preemption.
1057 Like the irqsoff tracer, it records the maximum latency for
1058 which preemption was disabled. The control of preemptoff tracer
1059 is much like the irqsoff tracer.
1060
1061  # echo 0 > options/function-trace
1062  # echo preemptoff > current_tracer
1063  # echo 1 > tracing_on
1064  # echo 0 > tracing_max_latency
1065  # ls -ltr
1066  [...]
1067  # echo 0 > tracing_on
1068  # cat trace
1069 # tracer: preemptoff
1070 #
1071 # preemptoff latency trace v1.1.5 on 3.8.0-test+
1072 # --------------------------------------------------------------------
1073 # latency: 46 us, #4/4, CPU#1 | (M:preempt VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
1074 #    -----------------
1075 #    | task: sshd-1991 (uid:0 nice:0 policy:0 rt_prio:0)
1076 #    -----------------
1077 #  => started at: do_IRQ
1078 #  => ended at:   do_IRQ
1079 #
1080 #
1081 #                  _------=> CPU#            
1082 #                 / _-----=> irqs-off        
1083 #                | / _----=> need-resched    
1084 #                || / _---=> hardirq/softirq 
1085 #                ||| / _--=> preempt-depth   
1086 #                |||| /     delay             
1087 #  cmd     pid   ||||| time  |   caller      
1088 #     \   /      |||||  \    |   /           
1089     sshd-1991    1d.h.    0us+: irq_enter <-do_IRQ
1090     sshd-1991    1d..1   46us : irq_exit <-do_IRQ
1091     sshd-1991    1d..1   47us+: trace_preempt_on <-do_IRQ
1092     sshd-1991    1d..1   52us : <stack trace>
1093  => sub_preempt_count
1094  => irq_exit
1095  => do_IRQ
1096  => ret_from_intr
1097
1098
1099 This has some more changes. Preemption was disabled when an
1100 interrupt came in (notice the 'h'), and was enabled on exit.
1101 But we also see that interrupts have been disabled when entering
1102 the preempt off section and leaving it (the 'd'). We do not know if
1103 interrupts were enabled in the mean time or shortly after this
1104 was over.
1105
1106 # tracer: preemptoff
1107 #
1108 # preemptoff latency trace v1.1.5 on 3.8.0-test+
1109 # --------------------------------------------------------------------
1110 # latency: 83 us, #241/241, CPU#1 | (M:preempt VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
1111 #    -----------------
1112 #    | task: bash-1994 (uid:0 nice:0 policy:0 rt_prio:0)
1113 #    -----------------
1114 #  => started at: wake_up_new_task
1115 #  => ended at:   task_rq_unlock
1116 #
1117 #
1118 #                  _------=> CPU#            
1119 #                 / _-----=> irqs-off        
1120 #                | / _----=> need-resched    
1121 #                || / _---=> hardirq/softirq 
1122 #                ||| / _--=> preempt-depth   
1123 #                |||| /     delay             
1124 #  cmd     pid   ||||| time  |   caller      
1125 #     \   /      |||||  \    |   /           
1126     bash-1994    1d..1    0us : _raw_spin_lock_irqsave <-wake_up_new_task
1127     bash-1994    1d..1    0us : select_task_rq_fair <-select_task_rq
1128     bash-1994    1d..1    1us : __rcu_read_lock <-select_task_rq_fair
1129     bash-1994    1d..1    1us : source_load <-select_task_rq_fair
1130     bash-1994    1d..1    1us : source_load <-select_task_rq_fair
1131 [...]
1132     bash-1994    1d..1   12us : irq_enter <-smp_apic_timer_interrupt
1133     bash-1994    1d..1   12us : rcu_irq_enter <-irq_enter
1134     bash-1994    1d..1   13us : add_preempt_count <-irq_enter
1135     bash-1994    1d.h1   13us : exit_idle <-smp_apic_timer_interrupt
1136     bash-1994    1d.h1   13us : hrtimer_interrupt <-smp_apic_timer_interrupt
1137     bash-1994    1d.h1   13us : _raw_spin_lock <-hrtimer_interrupt
1138     bash-1994    1d.h1   14us : add_preempt_count <-_raw_spin_lock
1139     bash-1994    1d.h2   14us : ktime_get_update_offsets <-hrtimer_interrupt
1140 [...]
1141     bash-1994    1d.h1   35us : lapic_next_event <-clockevents_program_event
1142     bash-1994    1d.h1   35us : irq_exit <-smp_apic_timer_interrupt
1143     bash-1994    1d.h1   36us : sub_preempt_count <-irq_exit
1144     bash-1994    1d..2   36us : do_softirq <-irq_exit
1145     bash-1994    1d..2   36us : __do_softirq <-call_softirq
1146     bash-1994    1d..2   36us : __local_bh_disable <-__do_softirq
1147     bash-1994    1d.s2   37us : add_preempt_count <-_raw_spin_lock_irq
1148     bash-1994    1d.s3   38us : _raw_spin_unlock <-run_timer_softirq
1149     bash-1994    1d.s3   39us : sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock
1150     bash-1994    1d.s2   39us : call_timer_fn <-run_timer_softirq
1151 [...]
1152     bash-1994    1dNs2   81us : cpu_needs_another_gp <-rcu_process_callbacks
1153     bash-1994    1dNs2   82us : __local_bh_enable <-__do_softirq
1154     bash-1994    1dNs2   82us : sub_preempt_count <-__local_bh_enable
1155     bash-1994    1dN.2   82us : idle_cpu <-irq_exit
1156     bash-1994    1dN.2   83us : rcu_irq_exit <-irq_exit
1157     bash-1994    1dN.2   83us : sub_preempt_count <-irq_exit
1158     bash-1994    1.N.1   84us : _raw_spin_unlock_irqrestore <-task_rq_unlock
1159     bash-1994    1.N.1   84us+: trace_preempt_on <-task_rq_unlock
1160     bash-1994    1.N.1  104us : <stack trace>
1161  => sub_preempt_count
1162  => _raw_spin_unlock_irqrestore
1163  => task_rq_unlock
1164  => wake_up_new_task
1165  => do_fork
1166  => sys_clone
1167  => stub_clone
1168
1169
1170 The above is an example of the preemptoff trace with
1171 function-trace set. Here we see that interrupts were not disabled
1172 the entire time. The irq_enter code lets us know that we entered
1173 an interrupt 'h'. Before that, the functions being traced still
1174 show that it is not in an interrupt, but we can see from the
1175 functions themselves that this is not the case.
1176
1177 preemptirqsoff
1178 --------------
1179
1180 Knowing the locations that have interrupts disabled or
1181 preemption disabled for the longest times is helpful. But
1182 sometimes we would like to know when either preemption and/or
1183 interrupts are disabled.
1184
1185 Consider the following code:
1186
1187     local_irq_disable();
1188     call_function_with_irqs_off();
1189     preempt_disable();
1190     call_function_with_irqs_and_preemption_off();
1191     local_irq_enable();
1192     call_function_with_preemption_off();
1193     preempt_enable();
1194
1195 The irqsoff tracer will record the total length of
1196 call_function_with_irqs_off() and
1197 call_function_with_irqs_and_preemption_off().
1198
1199 The preemptoff tracer will record the total length of
1200 call_function_with_irqs_and_preemption_off() and
1201 call_function_with_preemption_off().
1202
1203 But neither will trace the time that interrupts and/or
1204 preemption is disabled. This total time is the time that we can
1205 not schedule. To record this time, use the preemptirqsoff
1206 tracer.
1207
1208 Again, using this trace is much like the irqsoff and preemptoff
1209 tracers.
1210
1211  # echo 0 > options/function-trace
1212  # echo preemptirqsoff > current_tracer
1213  # echo 1 > tracing_on
1214  # echo 0 > tracing_max_latency
1215  # ls -ltr
1216  [...]
1217  # echo 0 > tracing_on
1218  # cat trace
1219 # tracer: preemptirqsoff
1220 #
1221 # preemptirqsoff latency trace v1.1.5 on 3.8.0-test+
1222 # --------------------------------------------------------------------
1223 # latency: 100 us, #4/4, CPU#3 | (M:preempt VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
1224 #    -----------------
1225 #    | task: ls-2230 (uid:0 nice:0 policy:0 rt_prio:0)
1226 #    -----------------
1227 #  => started at: ata_scsi_queuecmd
1228 #  => ended at:   ata_scsi_queuecmd
1229 #
1230 #
1231 #                  _------=> CPU#            
1232 #                 / _-----=> irqs-off        
1233 #                | / _----=> need-resched    
1234 #                || / _---=> hardirq/softirq 
1235 #                ||| / _--=> preempt-depth   
1236 #                |||| /     delay             
1237 #  cmd     pid   ||||| time  |   caller      
1238 #     \   /      |||||  \    |   /           
1239       ls-2230    3d...    0us+: _raw_spin_lock_irqsave <-ata_scsi_queuecmd
1240       ls-2230    3...1  100us : _raw_spin_unlock_irqrestore <-ata_scsi_queuecmd
1241       ls-2230    3...1  101us+: trace_preempt_on <-ata_scsi_queuecmd
1242       ls-2230    3...1  111us : <stack trace>
1243  => sub_preempt_count
1244  => _raw_spin_unlock_irqrestore
1245  => ata_scsi_queuecmd
1246  => scsi_dispatch_cmd
1247  => scsi_request_fn
1248  => __blk_run_queue_uncond
1249  => __blk_run_queue
1250  => blk_queue_bio
1251  => generic_make_request
1252  => submit_bio
1253  => submit_bh
1254  => ext3_bread
1255  => ext3_dir_bread
1256  => htree_dirblock_to_tree
1257  => ext3_htree_fill_tree
1258  => ext3_readdir
1259  => vfs_readdir
1260  => sys_getdents
1261  => system_call_fastpath
1262
1263
1264 The trace_hardirqs_off_thunk is called from assembly on x86 when
1265 interrupts are disabled in the assembly code. Without the
1266 function tracing, we do not know if interrupts were enabled
1267 within the preemption points. We do see that it started with
1268 preemption enabled.
1269
1270 Here is a trace with function-trace set:
1271
1272 # tracer: preemptirqsoff
1273 #
1274 # preemptirqsoff latency trace v1.1.5 on 3.8.0-test+
1275 # --------------------------------------------------------------------
1276 # latency: 161 us, #339/339, CPU#3 | (M:preempt VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
1277 #    -----------------
1278 #    | task: ls-2269 (uid:0 nice:0 policy:0 rt_prio:0)
1279 #    -----------------
1280 #  => started at: schedule
1281 #  => ended at:   mutex_unlock
1282 #
1283 #
1284 #                  _------=> CPU#            
1285 #                 / _-----=> irqs-off        
1286 #                | / _----=> need-resched    
1287 #                || / _---=> hardirq/softirq 
1288 #                ||| / _--=> preempt-depth   
1289 #                |||| /     delay             
1290 #  cmd     pid   ||||| time  |   caller      
1291 #     \   /      |||||  \    |   /           
1292 kworker/-59      3...1    0us : __schedule <-schedule
1293 kworker/-59      3d..1    0us : rcu_preempt_qs <-rcu_note_context_switch
1294 kworker/-59      3d..1    1us : add_preempt_count <-_raw_spin_lock_irq
1295 kworker/-59      3d..2    1us : deactivate_task <-__schedule
1296 kworker/-59      3d..2    1us : dequeue_task <-deactivate_task
1297 kworker/-59      3d..2    2us : update_rq_clock <-dequeue_task
1298 kworker/-59      3d..2    2us : dequeue_task_fair <-dequeue_task
1299 kworker/-59      3d..2    2us : update_curr <-dequeue_task_fair
1300 kworker/-59      3d..2    2us : update_min_vruntime <-update_curr
1301 kworker/-59      3d..2    3us : cpuacct_charge <-update_curr
1302 kworker/-59      3d..2    3us : __rcu_read_lock <-cpuacct_charge
1303 kworker/-59      3d..2    3us : __rcu_read_unlock <-cpuacct_charge
1304 kworker/-59      3d..2    3us : update_cfs_rq_blocked_load <-dequeue_task_fair
1305 kworker/-59      3d..2    4us : clear_buddies <-dequeue_task_fair
1306 kworker/-59      3d..2    4us : account_entity_dequeue <-dequeue_task_fair
1307 kworker/-59      3d..2    4us : update_min_vruntime <-dequeue_task_fair
1308 kworker/-59      3d..2    4us : update_cfs_shares <-dequeue_task_fair
1309 kworker/-59      3d..2    5us : hrtick_update <-dequeue_task_fair
1310 kworker/-59      3d..2    5us : wq_worker_sleeping <-__schedule
1311 kworker/-59      3d..2    5us : kthread_data <-wq_worker_sleeping
1312 kworker/-59      3d..2    5us : put_prev_task_fair <-__schedule
1313 kworker/-59      3d..2    6us : pick_next_task_fair <-pick_next_task
1314 kworker/-59      3d..2    6us : clear_buddies <-pick_next_task_fair
1315 kworker/-59      3d..2    6us : set_next_entity <-pick_next_task_fair
1316 kworker/-59      3d..2    6us : update_stats_wait_end <-set_next_entity
1317       ls-2269    3d..2    7us : finish_task_switch <-__schedule
1318       ls-2269    3d..2    7us : _raw_spin_unlock_irq <-finish_task_switch
1319       ls-2269    3d..2    8us : do_IRQ <-ret_from_intr
1320       ls-2269    3d..2    8us : irq_enter <-do_IRQ
1321       ls-2269    3d..2    8us : rcu_irq_enter <-irq_enter
1322       ls-2269    3d..2    9us : add_preempt_count <-irq_enter
1323       ls-2269    3d.h2    9us : exit_idle <-do_IRQ
1324 [...]
1325       ls-2269    3d.h3   20us : sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock
1326       ls-2269    3d.h2   20us : irq_exit <-do_IRQ
1327       ls-2269    3d.h2   21us : sub_preempt_count <-irq_exit
1328       ls-2269    3d..3   21us : do_softirq <-irq_exit
1329       ls-2269    3d..3   21us : __do_softirq <-call_softirq
1330       ls-2269    3d..3   21us+: __local_bh_disable <-__do_softirq
1331       ls-2269    3d.s4   29us : sub_preempt_count <-_local_bh_enable_ip
1332       ls-2269    3d.s5   29us : sub_preempt_count <-_local_bh_enable_ip
1333       ls-2269    3d.s5   31us : do_IRQ <-ret_from_intr
1334       ls-2269    3d.s5   31us : irq_enter <-do_IRQ
1335       ls-2269    3d.s5   31us : rcu_irq_enter <-irq_enter
1336 [...]
1337       ls-2269    3d.s5   31us : rcu_irq_enter <-irq_enter
1338       ls-2269    3d.s5   32us : add_preempt_count <-irq_enter
1339       ls-2269    3d.H5   32us : exit_idle <-do_IRQ
1340       ls-2269    3d.H5   32us : handle_irq <-do_IRQ
1341       ls-2269    3d.H5   32us : irq_to_desc <-handle_irq
1342       ls-2269    3d.H5   33us : handle_fasteoi_irq <-handle_irq
1343 [...]
1344       ls-2269    3d.s5  158us : _raw_spin_unlock_irqrestore <-rtl8139_poll
1345       ls-2269    3d.s3  158us : net_rps_action_and_irq_enable.isra.65 <-net_rx_action
1346       ls-2269    3d.s3  159us : __local_bh_enable <-__do_softirq
1347       ls-2269    3d.s3  159us : sub_preempt_count <-__local_bh_enable
1348       ls-2269    3d..3  159us : idle_cpu <-irq_exit
1349       ls-2269    3d..3  159us : rcu_irq_exit <-irq_exit
1350       ls-2269    3d..3  160us : sub_preempt_count <-irq_exit
1351       ls-2269    3d...  161us : __mutex_unlock_slowpath <-mutex_unlock
1352       ls-2269    3d...  162us+: trace_hardirqs_on <-mutex_unlock
1353       ls-2269    3d...  186us : <stack trace>
1354  => __mutex_unlock_slowpath
1355  => mutex_unlock
1356  => process_output
1357  => n_tty_write
1358  => tty_write
1359  => vfs_write
1360  => sys_write
1361  => system_call_fastpath
1362
1363 This is an interesting trace. It started with kworker running and
1364 scheduling out and ls taking over. But as soon as ls released the
1365 rq lock and enabled interrupts (but not preemption) an interrupt
1366 triggered. When the interrupt finished, it started running softirqs.
1367 But while the softirq was running, another interrupt triggered.
1368 When an interrupt is running inside a softirq, the annotation is 'H'.
1369
1370
1371 wakeup
1372 ------
1373
1374 One common case that people are interested in tracing is the
1375 time it takes for a task that is woken to actually wake up.
1376 Now for non Real-Time tasks, this can be arbitrary. But tracing
1377 it none the less can be interesting. 
1378
1379 Without function tracing:
1380
1381  # echo 0 > options/function-trace
1382  # echo wakeup > current_tracer
1383  # echo 1 > tracing_on
1384  # echo 0 > tracing_max_latency
1385  # chrt -f 5 sleep 1
1386  # echo 0 > tracing_on
1387  # cat trace
1388 # tracer: wakeup
1389 #
1390 # wakeup latency trace v1.1.5 on 3.8.0-test+
1391 # --------------------------------------------------------------------
1392 # latency: 15 us, #4/4, CPU#3 | (M:preempt VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
1393 #    -----------------
1394 #    | task: kworker/3:1H-312 (uid:0 nice:-20 policy:0 rt_prio:0)
1395 #    -----------------
1396 #
1397 #                  _------=> CPU#            
1398 #                 / _-----=> irqs-off        
1399 #                | / _----=> need-resched    
1400 #                || / _---=> hardirq/softirq 
1401 #                ||| / _--=> preempt-depth   
1402 #                |||| /     delay             
1403 #  cmd     pid   ||||| time  |   caller      
1404 #     \   /      |||||  \    |   /           
1405   <idle>-0       3dNs7    0us :      0:120:R   + [003]   312:100:R kworker/3:1H
1406   <idle>-0       3dNs7    1us+: ttwu_do_activate.constprop.87 <-try_to_wake_up
1407   <idle>-0       3d..3   15us : __schedule <-schedule
1408   <idle>-0       3d..3   15us :      0:120:R ==> [003]   312:100:R kworker/3:1H
1409
1410 The tracer only traces the highest priority task in the system
1411 to avoid tracing the normal circumstances. Here we see that
1412 the kworker with a nice priority of -20 (not very nice), took
1413 just 15 microseconds from the time it woke up, to the time it
1414 ran.
1415
1416 Non Real-Time tasks are not that interesting. A more interesting
1417 trace is to concentrate only on Real-Time tasks.
1418
1419 wakeup_rt
1420 ---------
1421
1422 In a Real-Time environment it is very important to know the
1423 wakeup time it takes for the highest priority task that is woken
1424 up to the time that it executes. This is also known as "schedule
1425 latency". I stress the point that this is about RT tasks. It is
1426 also important to know the scheduling latency of non-RT tasks,
1427 but the average schedule latency is better for non-RT tasks.
1428 Tools like LatencyTop are more appropriate for such
1429 measurements.
1430
1431 Real-Time environments are interested in the worst case latency.
1432 That is the longest latency it takes for something to happen,
1433 and not the average. We can have a very fast scheduler that may
1434 only have a large latency once in a while, but that would not
1435 work well with Real-Time tasks.  The wakeup_rt tracer was designed
1436 to record the worst case wakeups of RT tasks. Non-RT tasks are
1437 not recorded because the tracer only records one worst case and
1438 tracing non-RT tasks that are unpredictable will overwrite the
1439 worst case latency of RT tasks (just run the normal wakeup
1440 tracer for a while to see that effect).
1441
1442 Since this tracer only deals with RT tasks, we will run this
1443 slightly differently than we did with the previous tracers.
1444 Instead of performing an 'ls', we will run 'sleep 1' under
1445 'chrt' which changes the priority of the task.
1446
1447  # echo 0 > options/function-trace
1448  # echo wakeup_rt > current_tracer
1449  # echo 1 > tracing_on
1450  # echo 0 > tracing_max_latency
1451  # chrt -f 5 sleep 1
1452  # echo 0 > tracing_on
1453  # cat trace
1454 # tracer: wakeup
1455 #
1456 # tracer: wakeup_rt
1457 #
1458 # wakeup_rt latency trace v1.1.5 on 3.8.0-test+
1459 # --------------------------------------------------------------------
1460 # latency: 5 us, #4/4, CPU#3 | (M:preempt VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
1461 #    -----------------
1462 #    | task: sleep-2389 (uid:0 nice:0 policy:1 rt_prio:5)
1463 #    -----------------
1464 #
1465 #                  _------=> CPU#            
1466 #                 / _-----=> irqs-off        
1467 #                | / _----=> need-resched    
1468 #                || / _---=> hardirq/softirq 
1469 #                ||| / _--=> preempt-depth   
1470 #                |||| /     delay             
1471 #  cmd     pid   ||||| time  |   caller      
1472 #     \   /      |||||  \    |   /           
1473   <idle>-0       3d.h4    0us :      0:120:R   + [003]  2389: 94:R sleep
1474   <idle>-0       3d.h4    1us+: ttwu_do_activate.constprop.87 <-try_to_wake_up
1475   <idle>-0       3d..3    5us : __schedule <-schedule
1476   <idle>-0       3d..3    5us :      0:120:R ==> [003]  2389: 94:R sleep
1477
1478
1479 Running this on an idle system, we see that it only took 5 microseconds
1480 to perform the task switch.  Note, since the trace point in the schedule
1481 is before the actual "switch", we stop the tracing when the recorded task
1482 is about to schedule in. This may change if we add a new marker at the
1483 end of the scheduler.
1484
1485 Notice that the recorded task is 'sleep' with the PID of 2389
1486 and it has an rt_prio of 5. This priority is user-space priority
1487 and not the internal kernel priority. The policy is 1 for
1488 SCHED_FIFO and 2 for SCHED_RR.
1489
1490 Note, that the trace data shows the internal priority (99 - rtprio).
1491
1492   <idle>-0       3d..3    5us :      0:120:R ==> [003]  2389: 94:R sleep
1493
1494 The 0:120:R means idle was running with a nice priority of 0 (120 - 20)
1495 and in the running state 'R'. The sleep task was scheduled in with
1496 2389: 94:R. That is the priority is the kernel rtprio (99 - 5 = 94)
1497 and it too is in the running state.
1498
1499 Doing the same with chrt -r 5 and function-trace set.
1500
1501   echo 1 > options/function-trace
1502
1503 # tracer: wakeup_rt
1504 #
1505 # wakeup_rt latency trace v1.1.5 on 3.8.0-test+
1506 # --------------------------------------------------------------------
1507 # latency: 29 us, #85/85, CPU#3 | (M:preempt VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
1508 #    -----------------
1509 #    | task: sleep-2448 (uid:0 nice:0 policy:1 rt_prio:5)
1510 #    -----------------
1511 #
1512 #                  _------=> CPU#            
1513 #                 / _-----=> irqs-off        
1514 #                | / _----=> need-resched    
1515 #                || / _---=> hardirq/softirq 
1516 #                ||| / _--=> preempt-depth   
1517 #                |||| /     delay             
1518 #  cmd     pid   ||||| time  |   caller      
1519 #     \   /      |||||  \    |   /           
1520   <idle>-0       3d.h4    1us+:      0:120:R   + [003]  2448: 94:R sleep
1521   <idle>-0       3d.h4    2us : ttwu_do_activate.constprop.87 <-try_to_wake_up
1522   <idle>-0       3d.h3    3us : check_preempt_curr <-ttwu_do_wakeup
1523   <idle>-0       3d.h3    3us : resched_curr <-check_preempt_curr
1524   <idle>-0       3dNh3    4us : task_woken_rt <-ttwu_do_wakeup
1525   <idle>-0       3dNh3    4us : _raw_spin_unlock <-try_to_wake_up
1526   <idle>-0       3dNh3    4us : sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock
1527   <idle>-0       3dNh2    5us : ttwu_stat <-try_to_wake_up
1528   <idle>-0       3dNh2    5us : _raw_spin_unlock_irqrestore <-try_to_wake_up
1529   <idle>-0       3dNh2    6us : sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock_irqrestore
1530   <idle>-0       3dNh1    6us : _raw_spin_lock <-__run_hrtimer
1531   <idle>-0       3dNh1    6us : add_preempt_count <-_raw_spin_lock
1532   <idle>-0       3dNh2    7us : _raw_spin_unlock <-hrtimer_interrupt
1533   <idle>-0       3dNh2    7us : sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock
1534   <idle>-0       3dNh1    7us : tick_program_event <-hrtimer_interrupt
1535   <idle>-0       3dNh1    7us : clockevents_program_event <-tick_program_event
1536   <idle>-0       3dNh1    8us : ktime_get <-clockevents_program_event
1537   <idle>-0       3dNh1    8us : lapic_next_event <-clockevents_program_event
1538   <idle>-0       3dNh1    8us : irq_exit <-smp_apic_timer_interrupt
1539   <idle>-0       3dNh1    9us : sub_preempt_count <-irq_exit
1540   <idle>-0       3dN.2    9us : idle_cpu <-irq_exit
1541   <idle>-0       3dN.2    9us : rcu_irq_exit <-irq_exit
1542   <idle>-0       3dN.2   10us : rcu_eqs_enter_common.isra.45 <-rcu_irq_exit
1543   <idle>-0       3dN.2   10us : sub_preempt_count <-irq_exit
1544   <idle>-0       3.N.1   11us : rcu_idle_exit <-cpu_idle
1545   <idle>-0       3dN.1   11us : rcu_eqs_exit_common.isra.43 <-rcu_idle_exit
1546   <idle>-0       3.N.1   11us : tick_nohz_idle_exit <-cpu_idle
1547   <idle>-0       3dN.1   12us : menu_hrtimer_cancel <-tick_nohz_idle_exit
1548   <idle>-0       3dN.1   12us : ktime_get <-tick_nohz_idle_exit
1549   <idle>-0       3dN.1   12us : tick_do_update_jiffies64 <-tick_nohz_idle_exit
1550   <idle>-0       3dN.1   13us : update_cpu_load_nohz <-tick_nohz_idle_exit
1551   <idle>-0       3dN.1   13us : _raw_spin_lock <-update_cpu_load_nohz
1552   <idle>-0       3dN.1   13us : add_preempt_count <-_raw_spin_lock
1553   <idle>-0       3dN.2   13us : __update_cpu_load <-update_cpu_load_nohz
1554   <idle>-0       3dN.2   14us : sched_avg_update <-__update_cpu_load
1555   <idle>-0       3dN.2   14us : _raw_spin_unlock <-update_cpu_load_nohz
1556   <idle>-0       3dN.2   14us : sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock
1557   <idle>-0       3dN.1   15us : calc_load_exit_idle <-tick_nohz_idle_exit
1558   <idle>-0       3dN.1   15us : touch_softlockup_watchdog <-tick_nohz_idle_exit
1559   <idle>-0       3dN.1   15us : hrtimer_cancel <-tick_nohz_idle_exit
1560   <idle>-0       3dN.1   15us : hrtimer_try_to_cancel <-hrtimer_cancel
1561   <idle>-0       3dN.1   16us : lock_hrtimer_base.isra.18 <-hrtimer_try_to_cancel
1562   <idle>-0       3dN.1   16us : _raw_spin_lock_irqsave <-lock_hrtimer_base.isra.18
1563   <idle>-0       3dN.1   16us : add_preempt_count <-_raw_spin_lock_irqsave
1564   <idle>-0       3dN.2   17us : __remove_hrtimer <-remove_hrtimer.part.16
1565   <idle>-0       3dN.2   17us : hrtimer_force_reprogram <-__remove_hrtimer
1566   <idle>-0       3dN.2   17us : tick_program_event <-hrtimer_force_reprogram
1567   <idle>-0       3dN.2   18us : clockevents_program_event <-tick_program_event
1568   <idle>-0       3dN.2   18us : ktime_get <-clockevents_program_event
1569   <idle>-0       3dN.2   18us : lapic_next_event <-clockevents_program_event
1570   <idle>-0       3dN.2   19us : _raw_spin_unlock_irqrestore <-hrtimer_try_to_cancel
1571   <idle>-0       3dN.2   19us : sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock_irqrestore
1572   <idle>-0       3dN.1   19us : hrtimer_forward <-tick_nohz_idle_exit
1573   <idle>-0       3dN.1   20us : ktime_add_safe <-hrtimer_forward
1574   <idle>-0       3dN.1   20us : ktime_add_safe <-hrtimer_forward
1575   <idle>-0       3dN.1   20us : hrtimer_start_range_ns <-hrtimer_start_expires.constprop.11
1576   <idle>-0       3dN.1   20us : __hrtimer_start_range_ns <-hrtimer_start_range_ns
1577   <idle>-0       3dN.1   21us : lock_hrtimer_base.isra.18 <-__hrtimer_start_range_ns
1578   <idle>-0       3dN.1   21us : _raw_spin_lock_irqsave <-lock_hrtimer_base.isra.18
1579   <idle>-0       3dN.1   21us : add_preempt_count <-_raw_spin_lock_irqsave
1580   <idle>-0       3dN.2   22us : ktime_add_safe <-__hrtimer_start_range_ns
1581   <idle>-0       3dN.2   22us : enqueue_hrtimer <-__hrtimer_start_range_ns
1582   <idle>-0       3dN.2   22us : tick_program_event <-__hrtimer_start_range_ns
1583   <idle>-0       3dN.2   23us : clockevents_program_event <-tick_program_event
1584   <idle>-0       3dN.2   23us : ktime_get <-clockevents_program_event
1585   <idle>-0       3dN.2   23us : lapic_next_event <-clockevents_program_event
1586   <idle>-0       3dN.2   24us : _raw_spin_unlock_irqrestore <-__hrtimer_start_range_ns
1587   <idle>-0       3dN.2   24us : sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock_irqrestore
1588   <idle>-0       3dN.1   24us : account_idle_ticks <-tick_nohz_idle_exit
1589   <idle>-0       3dN.1   24us : account_idle_time <-account_idle_ticks
1590   <idle>-0       3.N.1   25us : sub_preempt_count <-cpu_idle
1591   <idle>-0       3.N..   25us : schedule <-cpu_idle
1592   <idle>-0       3.N..   25us : __schedule <-preempt_schedule
1593   <idle>-0       3.N..   26us : add_preempt_count <-__schedule
1594   <idle>-0       3.N.1   26us : rcu_note_context_switch <-__schedule
1595   <idle>-0       3.N.1   26us : rcu_sched_qs <-rcu_note_context_switch
1596   <idle>-0       3dN.1   27us : rcu_preempt_qs <-rcu_note_context_switch
1597   <idle>-0       3.N.1   27us : _raw_spin_lock_irq <-__schedule
1598   <idle>-0       3dN.1   27us : add_preempt_count <-_raw_spin_lock_irq
1599   <idle>-0       3dN.2   28us : put_prev_task_idle <-__schedule
1600   <idle>-0       3dN.2   28us : pick_next_task_stop <-pick_next_task
1601   <idle>-0       3dN.2   28us : pick_next_task_rt <-pick_next_task
1602   <idle>-0       3dN.2   29us : dequeue_pushable_task <-pick_next_task_rt
1603   <idle>-0       3d..3   29us : __schedule <-preempt_schedule
1604   <idle>-0       3d..3   30us :      0:120:R ==> [003]  2448: 94:R sleep
1605
1606 This isn't that big of a trace, even with function tracing enabled,
1607 so I included the entire trace.
1608
1609 The interrupt went off while when the system was idle. Somewhere
1610 before task_woken_rt() was called, the NEED_RESCHED flag was set,
1611 this is indicated by the first occurrence of the 'N' flag.
1612
1613 Latency tracing and events
1614 --------------------------
1615 As function tracing can induce a much larger latency, but without
1616 seeing what happens within the latency it is hard to know what
1617 caused it. There is a middle ground, and that is with enabling
1618 events.
1619
1620  # echo 0 > options/function-trace
1621  # echo wakeup_rt > current_tracer
1622  # echo 1 > events/enable
1623  # echo 1 > tracing_on
1624  # echo 0 > tracing_max_latency
1625  # chrt -f 5 sleep 1
1626  # echo 0 > tracing_on
1627  # cat trace
1628 # tracer: wakeup_rt
1629 #
1630 # wakeup_rt latency trace v1.1.5 on 3.8.0-test+
1631 # --------------------------------------------------------------------
1632 # latency: 6 us, #12/12, CPU#2 | (M:preempt VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
1633 #    -----------------
1634 #    | task: sleep-5882 (uid:0 nice:0 policy:1 rt_prio:5)
1635 #    -----------------
1636 #
1637 #                  _------=> CPU#            
1638 #                 / _-----=> irqs-off        
1639 #                | / _----=> need-resched    
1640 #                || / _---=> hardirq/softirq 
1641 #                ||| / _--=> preempt-depth   
1642 #                |||| /     delay             
1643 #  cmd     pid   ||||| time  |   caller      
1644 #     \   /      |||||  \    |   /           
1645   <idle>-0       2d.h4    0us :      0:120:R   + [002]  5882: 94:R sleep
1646   <idle>-0       2d.h4    0us : ttwu_do_activate.constprop.87 <-try_to_wake_up
1647   <idle>-0       2d.h4    1us : sched_wakeup: comm=sleep pid=5882 prio=94 success=1 target_cpu=002
1648   <idle>-0       2dNh2    1us : hrtimer_expire_exit: hrtimer=ffff88007796feb8
1649   <idle>-0       2.N.2    2us : power_end: cpu_id=2
1650   <idle>-0       2.N.2    3us : cpu_idle: state=4294967295 cpu_id=2
1651   <idle>-0       2dN.3    4us : hrtimer_cancel: hrtimer=ffff88007d50d5e0
1652   <idle>-0       2dN.3    4us : hrtimer_start: hrtimer=ffff88007d50d5e0 function=tick_sched_timer expires=34311211000000 softexpires=34311211000000
1653   <idle>-0       2.N.2    5us : rcu_utilization: Start context switch
1654   <idle>-0       2.N.2    5us : rcu_utilization: End context switch
1655   <idle>-0       2d..3    6us : __schedule <-schedule
1656   <idle>-0       2d..3    6us :      0:120:R ==> [002]  5882: 94:R sleep
1657
1658
1659 function
1660 --------
1661
1662 This tracer is the function tracer. Enabling the function tracer
1663 can be done from the debug file system. Make sure the
1664 ftrace_enabled is set; otherwise this tracer is a nop.
1665 See the "ftrace_enabled" section below.
1666
1667  # sysctl kernel.ftrace_enabled=1
1668  # echo function > current_tracer
1669  # echo 1 > tracing_on
1670  # usleep 1
1671  # echo 0 > tracing_on
1672  # cat trace
1673 # tracer: function
1674 #
1675 # entries-in-buffer/entries-written: 24799/24799   #P:4
1676 #
1677 #                              _-----=> irqs-off
1678 #                             / _----=> need-resched
1679 #                            | / _---=> hardirq/softirq
1680 #                            || / _--=> preempt-depth
1681 #                            ||| /     delay
1682 #           TASK-PID   CPU#  ||||    TIMESTAMP  FUNCTION
1683 #              | |       |   ||||       |         |
1684             bash-1994  [002] ....  3082.063030: mutex_unlock <-rb_simple_write
1685             bash-1994  [002] ....  3082.063031: __mutex_unlock_slowpath <-mutex_unlock
1686             bash-1994  [002] ....  3082.063031: __fsnotify_parent <-fsnotify_modify
1687             bash-1994  [002] ....  3082.063032: fsnotify <-fsnotify_modify
1688             bash-1994  [002] ....  3082.063032: __srcu_read_lock <-fsnotify
1689             bash-1994  [002] ....  3082.063032: add_preempt_count <-__srcu_read_lock
1690             bash-1994  [002] ...1  3082.063032: sub_preempt_count <-__srcu_read_lock
1691             bash-1994  [002] ....  3082.063033: __srcu_read_unlock <-fsnotify
1692 [...]
1693
1694
1695 Note: function tracer uses ring buffers to store the above
1696 entries. The newest data may overwrite the oldest data.
1697 Sometimes using echo to stop the trace is not sufficient because
1698 the tracing could have overwritten the data that you wanted to
1699 record. For this reason, it is sometimes better to disable
1700 tracing directly from a program. This allows you to stop the
1701 tracing at the point that you hit the part that you are
1702 interested in. To disable the tracing directly from a C program,
1703 something like following code snippet can be used:
1704
1705 int trace_fd;
1706 [...]
1707 int main(int argc, char *argv[]) {
1708         [...]
1709         trace_fd = open(tracing_file("tracing_on"), O_WRONLY);
1710         [...]
1711         if (condition_hit()) {
1712                 write(trace_fd, "0", 1);
1713         }
1714         [...]
1715 }
1716
1717
1718 Single thread tracing
1719 ---------------------
1720
1721 By writing into set_ftrace_pid you can trace a
1722 single thread. For example:
1723
1724 # cat set_ftrace_pid
1725 no pid
1726 # echo 3111 > set_ftrace_pid
1727 # cat set_ftrace_pid
1728 3111
1729 # echo function > current_tracer
1730 # cat trace | head
1731  # tracer: function
1732  #
1733  #           TASK-PID    CPU#    TIMESTAMP  FUNCTION
1734  #              | |       |          |         |
1735      yum-updatesd-3111  [003]  1637.254676: finish_task_switch <-thread_return
1736      yum-updatesd-3111  [003]  1637.254681: hrtimer_cancel <-schedule_hrtimeout_range
1737      yum-updatesd-3111  [003]  1637.254682: hrtimer_try_to_cancel <-hrtimer_cancel
1738      yum-updatesd-3111  [003]  1637.254683: lock_hrtimer_base <-hrtimer_try_to_cancel
1739      yum-updatesd-3111  [003]  1637.254685: fget_light <-do_sys_poll
1740      yum-updatesd-3111  [003]  1637.254686: pipe_poll <-do_sys_poll
1741 # echo -1 > set_ftrace_pid
1742 # cat trace |head
1743  # tracer: function
1744  #
1745  #           TASK-PID    CPU#    TIMESTAMP  FUNCTION
1746  #              | |       |          |         |
1747  ##### CPU 3 buffer started ####
1748      yum-updatesd-3111  [003]  1701.957688: free_poll_entry <-poll_freewait
1749      yum-updatesd-3111  [003]  1701.957689: remove_wait_queue <-free_poll_entry
1750      yum-updatesd-3111  [003]  1701.957691: fput <-free_poll_entry
1751      yum-updatesd-3111  [003]  1701.957692: audit_syscall_exit <-sysret_audit
1752      yum-updatesd-3111  [003]  1701.957693: path_put <-audit_syscall_exit
1753
1754 If you want to trace a function when executing, you could use
1755 something like this simple program:
1756
1757 #include <stdio.h>
1758 #include <stdlib.h>
1759 #include <sys/types.h>
1760 #include <sys/stat.h>
1761 #include <fcntl.h>
1762 #include <unistd.h>
1763 #include <string.h>
1764
1765 #define _STR(x) #x
1766 #define STR(x) _STR(x)
1767 #define MAX_PATH 256
1768
1769 const char *find_debugfs(void)
1770 {
1771        static char debugfs[MAX_PATH+1];
1772        static int debugfs_found;
1773        char type[100];
1774        FILE *fp;
1775
1776        if (debugfs_found)
1777                return debugfs;
1778
1779        if ((fp = fopen("/proc/mounts","r")) == NULL) {
1780                perror("/proc/mounts");
1781                return NULL;
1782        }
1783
1784        while (fscanf(fp, "%*s %"
1785                      STR(MAX_PATH)
1786                      "s %99s %*s %*d %*d\n",
1787                      debugfs, type) == 2) {
1788                if (strcmp(type, "debugfs") == 0)
1789                        break;
1790        }
1791        fclose(fp);
1792
1793        if (strcmp(type, "debugfs") != 0) {
1794                fprintf(stderr, "debugfs not mounted");
1795                return NULL;
1796        }
1797
1798        strcat(debugfs, "/tracing/");
1799        debugfs_found = 1;
1800
1801        return debugfs;
1802 }
1803
1804 const char *tracing_file(const char *file_name)
1805 {
1806        static char trace_file[MAX_PATH+1];
1807        snprintf(trace_file, MAX_PATH, "%s/%s", find_debugfs(), file_name);
1808        return trace_file;
1809 }
1810
1811 int main (int argc, char **argv)
1812 {
1813         if (argc < 1)
1814                 exit(-1);
1815
1816         if (fork() > 0) {
1817                 int fd, ffd;
1818                 char line[64];
1819                 int s;
1820
1821                 ffd = open(tracing_file("current_tracer"), O_WRONLY);
1822                 if (ffd < 0)
1823                         exit(-1);
1824                 write(ffd, "nop", 3);
1825
1826                 fd = open(tracing_file("set_ftrace_pid"), O_WRONLY);
1827                 s = sprintf(line, "%d\n", getpid());
1828                 write(fd, line, s);
1829
1830                 write(ffd, "function", 8);
1831
1832                 close(fd);
1833                 close(ffd);
1834
1835                 execvp(argv[1], argv+1);
1836         }
1837
1838         return 0;
1839 }
1840
1841 Or this simple script!
1842
1843 ------
1844 #!/bin/bash
1845
1846 debugfs=`sed -ne 's/^debugfs \(.*\) debugfs.*/\1/p' /proc/mounts`
1847 echo nop > $debugfs/tracing/current_tracer
1848 echo 0 > $debugfs/tracing/tracing_on
1849 echo $$ > $debugfs/tracing/set_ftrace_pid
1850 echo function > $debugfs/tracing/current_tracer
1851 echo 1 > $debugfs/tracing/tracing_on
1852 exec "$@"
1853 ------
1854
1855
1856 function graph tracer
1857 ---------------------------
1858
1859 This tracer is similar to the function tracer except that it
1860 probes a function on its entry and its exit. This is done by
1861 using a dynamically allocated stack of return addresses in each
1862 task_struct. On function entry the tracer overwrites the return
1863 address of each function traced to set a custom probe. Thus the
1864 original return address is stored on the stack of return address
1865 in the task_struct.
1866
1867 Probing on both ends of a function leads to special features
1868 such as:
1869
1870 - measure of a function's time execution
1871 - having a reliable call stack to draw function calls graph
1872
1873 This tracer is useful in several situations:
1874
1875 - you want to find the reason of a strange kernel behavior and
1876   need to see what happens in detail on any areas (or specific
1877   ones).
1878
1879 - you are experiencing weird latencies but it's difficult to
1880   find its origin.
1881
1882 - you want to find quickly which path is taken by a specific
1883   function
1884
1885 - you just want to peek inside a working kernel and want to see
1886   what happens there.
1887
1888 # tracer: function_graph
1889 #
1890 # CPU  DURATION                  FUNCTION CALLS
1891 # |     |   |                     |   |   |   |
1892
1893  0)               |  sys_open() {
1894  0)               |    do_sys_open() {
1895  0)               |      getname() {
1896  0)               |        kmem_cache_alloc() {
1897  0)   1.382 us    |          __might_sleep();
1898  0)   2.478 us    |        }
1899  0)               |        strncpy_from_user() {
1900  0)               |          might_fault() {
1901  0)   1.389 us    |            __might_sleep();
1902  0)   2.553 us    |          }
1903  0)   3.807 us    |        }
1904  0)   7.876 us    |      }
1905  0)               |      alloc_fd() {
1906  0)   0.668 us    |        _spin_lock();
1907  0)   0.570 us    |        expand_files();
1908  0)   0.586 us    |        _spin_unlock();
1909
1910
1911 There are several columns that can be dynamically
1912 enabled/disabled. You can use every combination of options you
1913 want, depending on your needs.
1914
1915 - The cpu number on which the function executed is default
1916   enabled.  It is sometimes better to only trace one cpu (see
1917   tracing_cpu_mask file) or you might sometimes see unordered
1918   function calls while cpu tracing switch.
1919
1920         hide: echo nofuncgraph-cpu > trace_options
1921         show: echo funcgraph-cpu > trace_options
1922
1923 - The duration (function's time of execution) is displayed on
1924   the closing bracket line of a function or on the same line
1925   than the current function in case of a leaf one. It is default
1926   enabled.
1927
1928         hide: echo nofuncgraph-duration > trace_options
1929         show: echo funcgraph-duration > trace_options
1930
1931 - The overhead field precedes the duration field in case of
1932   reached duration thresholds.
1933
1934         hide: echo nofuncgraph-overhead > trace_options
1935         show: echo funcgraph-overhead > trace_options
1936         depends on: funcgraph-duration
1937
1938   ie:
1939
1940   0)               |    up_write() {
1941   0)   0.646 us    |      _spin_lock_irqsave();
1942   0)   0.684 us    |      _spin_unlock_irqrestore();
1943   0)   3.123 us    |    }
1944   0)   0.548 us    |    fput();
1945   0) + 58.628 us   |  }
1946
1947   [...]
1948
1949   0)               |      putname() {
1950   0)               |        kmem_cache_free() {
1951   0)   0.518 us    |          __phys_addr();
1952   0)   1.757 us    |        }
1953   0)   2.861 us    |      }
1954   0) ! 115.305 us  |    }
1955   0) ! 116.402 us  |  }
1956
1957   + means that the function exceeded 10 usecs.
1958   ! means that the function exceeded 100 usecs.
1959
1960
1961 - The task/pid field displays the thread cmdline and pid which
1962   executed the function. It is default disabled.
1963
1964         hide: echo nofuncgraph-proc > trace_options
1965         show: echo funcgraph-proc > trace_options
1966
1967   ie:
1968
1969   # tracer: function_graph
1970   #
1971   # CPU  TASK/PID        DURATION                  FUNCTION CALLS
1972   # |    |    |           |   |                     |   |   |   |
1973   0)    sh-4802     |               |                  d_free() {
1974   0)    sh-4802     |               |                    call_rcu() {
1975   0)    sh-4802     |               |                      __call_rcu() {
1976   0)    sh-4802     |   0.616 us    |                        rcu_process_gp_end();
1977   0)    sh-4802     |   0.586 us    |                        check_for_new_grace_period();
1978   0)    sh-4802     |   2.899 us    |                      }
1979   0)    sh-4802     |   4.040 us    |                    }
1980   0)    sh-4802     |   5.151 us    |                  }
1981   0)    sh-4802     | + 49.370 us   |                }
1982
1983
1984 - The absolute time field is an absolute timestamp given by the
1985   system clock since it started. A snapshot of this time is
1986   given on each entry/exit of functions
1987
1988         hide: echo nofuncgraph-abstime > trace_options
1989         show: echo funcgraph-abstime > trace_options
1990
1991   ie:
1992
1993   #
1994   #      TIME       CPU  DURATION                  FUNCTION CALLS
1995   #       |         |     |   |                     |   |   |   |
1996   360.774522 |   1)   0.541 us    |                                          }
1997   360.774522 |   1)   4.663 us    |                                        }
1998   360.774523 |   1)   0.541 us    |                                        __wake_up_bit();
1999   360.774524 |   1)   6.796 us    |                                      }
2000   360.774524 |   1)   7.952 us    |                                    }
2001   360.774525 |   1)   9.063 us    |                                  }
2002   360.774525 |   1)   0.615 us    |                                  journal_mark_dirty();
2003   360.774527 |   1)   0.578 us    |                                  __brelse();
2004   360.774528 |   1)               |                                  reiserfs_prepare_for_journal() {
2005   360.774528 |   1)               |                                    unlock_buffer() {
2006   360.774529 |   1)               |                                      wake_up_bit() {
2007   360.774529 |   1)               |                                        bit_waitqueue() {
2008   360.774530 |   1)   0.594 us    |                                          __phys_addr();
2009
2010
2011 The function name is always displayed after the closing bracket
2012 for a function if the start of that function is not in the
2013 trace buffer.
2014
2015 Display of the function name after the closing bracket may be
2016 enabled for functions whose start is in the trace buffer,
2017 allowing easier searching with grep for function durations.
2018 It is default disabled.
2019
2020         hide: echo nofuncgraph-tail > trace_options
2021         show: echo funcgraph-tail > trace_options
2022
2023   Example with nofuncgraph-tail (default):
2024   0)               |      putname() {
2025   0)               |        kmem_cache_free() {
2026   0)   0.518 us    |          __phys_addr();
2027   0)   1.757 us    |        }
2028   0)   2.861 us    |      }
2029
2030   Example with funcgraph-tail:
2031   0)               |      putname() {
2032   0)               |        kmem_cache_free() {
2033   0)   0.518 us    |          __phys_addr();
2034   0)   1.757 us    |        } /* kmem_cache_free() */
2035   0)   2.861 us    |      } /* putname() */
2036
2037 You can put some comments on specific functions by using
2038 trace_printk() For example, if you want to put a comment inside
2039 the __might_sleep() function, you just have to include
2040 <linux/ftrace.h> and call trace_printk() inside __might_sleep()
2041
2042 trace_printk("I'm a comment!\n")
2043
2044 will produce:
2045
2046  1)               |             __might_sleep() {
2047  1)               |                /* I'm a comment! */
2048  1)   1.449 us    |             }
2049
2050
2051 You might find other useful features for this tracer in the
2052 following "dynamic ftrace" section such as tracing only specific
2053 functions or tasks.
2054
2055 dynamic ftrace
2056 --------------
2057
2058 If CONFIG_DYNAMIC_FTRACE is set, the system will run with
2059 virtually no overhead when function tracing is disabled. The way
2060 this works is the mcount function call (placed at the start of
2061 every kernel function, produced by the -pg switch in gcc),
2062 starts of pointing to a simple return. (Enabling FTRACE will
2063 include the -pg switch in the compiling of the kernel.)
2064
2065 At compile time every C file object is run through the
2066 recordmcount program (located in the scripts directory). This
2067 program will parse the ELF headers in the C object to find all
2068 the locations in the .text section that call mcount. (Note, only
2069 white listed .text sections are processed, since processing other
2070 sections like .init.text may cause races due to those sections
2071 being freed unexpectedly).
2072
2073 A new section called "__mcount_loc" is created that holds
2074 references to all the mcount call sites in the .text section.
2075 The recordmcount program re-links this section back into the
2076 original object. The final linking stage of the kernel will add all these
2077 references into a single table.
2078
2079 On boot up, before SMP is initialized, the dynamic ftrace code
2080 scans this table and updates all the locations into nops. It
2081 also records the locations, which are added to the
2082 available_filter_functions list.  Modules are processed as they
2083 are loaded and before they are executed.  When a module is
2084 unloaded, it also removes its functions from the ftrace function
2085 list. This is automatic in the module unload code, and the
2086 module author does not need to worry about it.
2087
2088 When tracing is enabled, the process of modifying the function
2089 tracepoints is dependent on architecture. The old method is to use
2090 kstop_machine to prevent races with the CPUs executing code being
2091 modified (which can cause the CPU to do undesirable things, especially
2092 if the modified code crosses cache (or page) boundaries), and the nops are
2093 patched back to calls. But this time, they do not call mcount
2094 (which is just a function stub). They now call into the ftrace
2095 infrastructure.
2096
2097 The new method of modifying the function tracepoints is to place
2098 a breakpoint at the location to be modified, sync all CPUs, modify
2099 the rest of the instruction not covered by the breakpoint. Sync
2100 all CPUs again, and then remove the breakpoint with the finished
2101 version to the ftrace call site.
2102
2103 Some archs do not even need to monkey around with the synchronization,
2104 and can just slap the new code on top of the old without any
2105 problems with other CPUs executing it at the same time.
2106
2107 One special side-effect to the recording of the functions being
2108 traced is that we can now selectively choose which functions we
2109 wish to trace and which ones we want the mcount calls to remain
2110 as nops.
2111
2112 Two files are used, one for enabling and one for disabling the
2113 tracing of specified functions. They are:
2114
2115   set_ftrace_filter
2116
2117 and
2118
2119   set_ftrace_notrace
2120
2121 A list of available functions that you can add to these files is
2122 listed in:
2123
2124    available_filter_functions
2125
2126  # cat available_filter_functions
2127 put_prev_task_idle
2128 kmem_cache_create
2129 pick_next_task_rt
2130 get_online_cpus
2131 pick_next_task_fair
2132 mutex_lock
2133 [...]
2134
2135 If I am only interested in sys_nanosleep and hrtimer_interrupt:
2136
2137  # echo sys_nanosleep hrtimer_interrupt > set_ftrace_filter
2138  # echo function > current_tracer
2139  # echo 1 > tracing_on
2140  # usleep 1
2141  # echo 0 > tracing_on
2142  # cat trace
2143 # tracer: function
2144 #
2145 # entries-in-buffer/entries-written: 5/5   #P:4
2146 #
2147 #                              _-----=> irqs-off
2148 #                             / _----=> need-resched
2149 #                            | / _---=> hardirq/softirq
2150 #                            || / _--=> preempt-depth
2151 #                            ||| /     delay
2152 #           TASK-PID   CPU#  ||||    TIMESTAMP  FUNCTION
2153 #              | |       |   ||||       |         |
2154           usleep-2665  [001] ....  4186.475355: sys_nanosleep <-system_call_fastpath
2155           <idle>-0     [001] d.h1  4186.475409: hrtimer_interrupt <-smp_apic_timer_interrupt
2156           usleep-2665  [001] d.h1  4186.475426: hrtimer_interrupt <-smp_apic_timer_interrupt
2157           <idle>-0     [003] d.h1  4186.475426: hrtimer_interrupt <-smp_apic_timer_interrupt
2158           <idle>-0     [002] d.h1  4186.475427: hrtimer_interrupt <-smp_apic_timer_interrupt
2159
2160 To see which functions are being traced, you can cat the file:
2161
2162  # cat set_ftrace_filter
2163 hrtimer_interrupt
2164 sys_nanosleep
2165
2166
2167 Perhaps this is not enough. The filters also allow simple wild
2168 cards. Only the following are currently available
2169
2170   <match>*  - will match functions that begin with <match>
2171   *<match>  - will match functions that end with <match>
2172   *<match>* - will match functions that have <match> in it
2173
2174 These are the only wild cards which are supported.
2175
2176   <match>*<match> will not work.
2177
2178 Note: It is better to use quotes to enclose the wild cards,
2179       otherwise the shell may expand the parameters into names
2180       of files in the local directory.
2181
2182  # echo 'hrtimer_*' > set_ftrace_filter
2183
2184 Produces:
2185
2186 # tracer: function
2187 #
2188 # entries-in-buffer/entries-written: 897/897   #P:4
2189 #
2190 #                              _-----=> irqs-off
2191 #                             / _----=> need-resched
2192 #                            | / _---=> hardirq/softirq
2193 #                            || / _--=> preempt-depth
2194 #                            ||| /     delay
2195 #           TASK-PID   CPU#  ||||    TIMESTAMP  FUNCTION
2196 #              | |       |   ||||       |         |
2197           <idle>-0     [003] dN.1  4228.547803: hrtimer_cancel <-tick_nohz_idle_exit
2198           <idle>-0     [003] dN.1  4228.547804: hrtimer_try_to_cancel <-hrtimer_cancel
2199           <idle>-0     [003] dN.2  4228.547805: hrtimer_force_reprogram <-__remove_hrtimer
2200           <idle>-0     [003] dN.1  4228.547805: hrtimer_forward <-tick_nohz_idle_exit
2201           <idle>-0     [003] dN.1  4228.547805: hrtimer_start_range_ns <-hrtimer_start_expires.constprop.11
2202           <idle>-0     [003] d..1  4228.547858: hrtimer_get_next_event <-get_next_timer_interrupt
2203           <idle>-0     [003] d..1  4228.547859: hrtimer_start <-__tick_nohz_idle_enter
2204           <idle>-0     [003] d..2  4228.547860: hrtimer_force_reprogram <-__rem
2205
2206 Notice that we lost the sys_nanosleep.
2207
2208  # cat set_ftrace_filter
2209 hrtimer_run_queues
2210 hrtimer_run_pending
2211 hrtimer_init
2212 hrtimer_cancel
2213 hrtimer_try_to_cancel
2214 hrtimer_forward
2215 hrtimer_start
2216 hrtimer_reprogram
2217 hrtimer_force_reprogram
2218 hrtimer_get_next_event
2219 hrtimer_interrupt
2220 hrtimer_nanosleep
2221 hrtimer_wakeup
2222 hrtimer_get_remaining
2223 hrtimer_get_res
2224 hrtimer_init_sleeper
2225
2226
2227 This is because the '>' and '>>' act just like they do in bash.
2228 To rewrite the filters, use '>'
2229 To append to the filters, use '>>'
2230
2231 To clear out a filter so that all functions will be recorded
2232 again:
2233
2234  # echo > set_ftrace_filter
2235  # cat set_ftrace_filter
2236  #
2237
2238 Again, now we want to append.
2239
2240  # echo sys_nanosleep > set_ftrace_filter
2241  # cat set_ftrace_filter
2242 sys_nanosleep
2243  # echo 'hrtimer_*' >> set_ftrace_filter
2244  # cat set_ftrace_filter
2245 hrtimer_run_queues
2246 hrtimer_run_pending
2247 hrtimer_init
2248 hrtimer_cancel
2249 hrtimer_try_to_cancel
2250 hrtimer_forward
2251 hrtimer_start
2252 hrtimer_reprogram
2253 hrtimer_force_reprogram
2254 hrtimer_get_next_event
2255 hrtimer_interrupt
2256 sys_nanosleep
2257 hrtimer_nanosleep
2258 hrtimer_wakeup
2259 hrtimer_get_remaining
2260 hrtimer_get_res
2261 hrtimer_init_sleeper
2262
2263
2264 The set_ftrace_notrace prevents those functions from being
2265 traced.
2266
2267  # echo '*preempt*' '*lock*' > set_ftrace_notrace
2268
2269 Produces:
2270
2271 # tracer: function
2272 #
2273 # entries-in-buffer/entries-written: 39608/39608   #P:4
2274 #
2275 #                              _-----=> irqs-off
2276 #                             / _----=> need-resched
2277 #                            | / _---=> hardirq/softirq
2278 #                            || / _--=> preempt-depth
2279 #                            ||| /     delay
2280 #           TASK-PID   CPU#  ||||    TIMESTAMP  FUNCTION
2281 #              | |       |   ||||       |         |
2282             bash-1994  [000] ....  4342.324896: file_ra_state_init <-do_dentry_open
2283             bash-1994  [000] ....  4342.324897: open_check_o_direct <-do_last
2284             bash-1994  [000] ....  4342.324897: ima_file_check <-do_last
2285             bash-1994  [000] ....  4342.324898: process_measurement <-ima_file_check
2286             bash-1994  [000] ....  4342.324898: ima_get_action <-process_measurement
2287             bash-1994  [000] ....  4342.324898: ima_match_policy <-ima_get_action
2288             bash-1994  [000] ....  4342.324899: do_truncate <-do_last
2289             bash-1994  [000] ....  4342.324899: should_remove_suid <-do_truncate
2290             bash-1994  [000] ....  4342.324899: notify_change <-do_truncate
2291             bash-1994  [000] ....  4342.324900: current_fs_time <-notify_change
2292             bash-1994  [000] ....  4342.324900: current_kernel_time <-current_fs_time
2293             bash-1994  [000] ....  4342.324900: timespec_trunc <-current_fs_time
2294
2295 We can see that there's no more lock or preempt tracing.
2296
2297
2298 Dynamic ftrace with the function graph tracer
2299 ---------------------------------------------
2300
2301 Although what has been explained above concerns both the
2302 function tracer and the function-graph-tracer, there are some
2303 special features only available in the function-graph tracer.
2304
2305 If you want to trace only one function and all of its children,
2306 you just have to echo its name into set_graph_function:
2307
2308  echo __do_fault > set_graph_function
2309
2310 will produce the following "expanded" trace of the __do_fault()
2311 function:
2312
2313  0)               |  __do_fault() {
2314  0)               |    filemap_fault() {
2315  0)               |      find_lock_page() {
2316  0)   0.804 us    |        find_get_page();
2317  0)               |        __might_sleep() {
2318  0)   1.329 us    |        }
2319  0)   3.904 us    |      }
2320  0)   4.979 us    |    }
2321  0)   0.653 us    |    _spin_lock();
2322  0)   0.578 us    |    page_add_file_rmap();
2323  0)   0.525 us    |    native_set_pte_at();
2324  0)   0.585 us    |    _spin_unlock();
2325  0)               |    unlock_page() {
2326  0)   0.541 us    |      page_waitqueue();
2327  0)   0.639 us    |      __wake_up_bit();
2328  0)   2.786 us    |    }
2329  0) + 14.237 us   |  }
2330  0)               |  __do_fault() {
2331  0)               |    filemap_fault() {
2332  0)               |      find_lock_page() {
2333  0)   0.698 us    |        find_get_page();
2334  0)               |        __might_sleep() {
2335  0)   1.412 us    |        }
2336  0)   3.950 us    |      }
2337  0)   5.098 us    |    }
2338  0)   0.631 us    |    _spin_lock();
2339  0)   0.571 us    |    page_add_file_rmap();
2340  0)   0.526 us    |    native_set_pte_at();
2341  0)   0.586 us    |    _spin_unlock();
2342  0)               |    unlock_page() {
2343  0)   0.533 us    |      page_waitqueue();
2344  0)   0.638 us    |      __wake_up_bit();
2345  0)   2.793 us    |    }
2346  0) + 14.012 us   |  }
2347
2348 You can also expand several functions at once:
2349
2350  echo sys_open > set_graph_function
2351  echo sys_close >> set_graph_function
2352
2353 Now if you want to go back to trace all functions you can clear
2354 this special filter via:
2355
2356  echo > set_graph_function
2357
2358
2359 ftrace_enabled
2360 --------------
2361
2362 Note, the proc sysctl ftrace_enable is a big on/off switch for the
2363 function tracer. By default it is enabled (when function tracing is
2364 enabled in the kernel). If it is disabled, all function tracing is
2365 disabled. This includes not only the function tracers for ftrace, but
2366 also for any other uses (perf, kprobes, stack tracing, profiling, etc).
2367
2368 Please disable this with care.
2369
2370 This can be disable (and enabled) with:
2371
2372   sysctl kernel.ftrace_enabled=0
2373   sysctl kernel.ftrace_enabled=1
2374
2375  or
2376
2377   echo 0 > /proc/sys/kernel/ftrace_enabled
2378   echo 1 > /proc/sys/kernel/ftrace_enabled
2379
2380
2381 Filter commands
2382 ---------------
2383
2384 A few commands are supported by the set_ftrace_filter interface.
2385 Trace commands have the following format:
2386
2387 <function>:<command>:<parameter>
2388
2389 The following commands are supported:
2390
2391 - mod
2392   This command enables function filtering per module. The
2393   parameter defines the module. For example, if only the write*
2394   functions in the ext3 module are desired, run:
2395
2396    echo 'write*:mod:ext3' > set_ftrace_filter
2397
2398   This command interacts with the filter in the same way as
2399   filtering based on function names. Thus, adding more functions
2400   in a different module is accomplished by appending (>>) to the
2401   filter file. Remove specific module functions by prepending
2402   '!':
2403
2404    echo '!writeback*:mod:ext3' >> set_ftrace_filter
2405
2406 - traceon/traceoff
2407   These commands turn tracing on and off when the specified
2408   functions are hit. The parameter determines how many times the
2409   tracing system is turned on and off. If unspecified, there is
2410   no limit. For example, to disable tracing when a schedule bug
2411   is hit the first 5 times, run:
2412
2413    echo '__schedule_bug:traceoff:5' > set_ftrace_filter
2414
2415   To always disable tracing when __schedule_bug is hit:
2416
2417    echo '__schedule_bug:traceoff' > set_ftrace_filter
2418
2419   These commands are cumulative whether or not they are appended
2420   to set_ftrace_filter. To remove a command, prepend it by '!'
2421   and drop the parameter:
2422
2423    echo '!__schedule_bug:traceoff:0' > set_ftrace_filter
2424
2425     The above removes the traceoff command for __schedule_bug
2426     that have a counter. To remove commands without counters:
2427
2428    echo '!__schedule_bug:traceoff' > set_ftrace_filter
2429
2430 - snapshot
2431   Will cause a snapshot to be triggered when the function is hit.
2432
2433    echo 'native_flush_tlb_others:snapshot' > set_ftrace_filter
2434
2435   To only snapshot once:
2436
2437    echo 'native_flush_tlb_others:snapshot:1' > set_ftrace_filter
2438
2439   To remove the above commands:
2440
2441    echo '!native_flush_tlb_others:snapshot' > set_ftrace_filter
2442    echo '!native_flush_tlb_others:snapshot:0' > set_ftrace_filter
2443
2444 - enable_event/disable_event
2445   These commands can enable or disable a trace event. Note, because
2446   function tracing callbacks are very sensitive, when these commands
2447   are registered, the trace point is activated, but disabled in
2448   a "soft" mode. That is, the tracepoint will be called, but
2449   just will not be traced. The event tracepoint stays in this mode
2450   as long as there's a command that triggers it.
2451
2452    echo 'try_to_wake_up:enable_event:sched:sched_switch:2' > \
2453          set_ftrace_filter
2454
2455   The format is:
2456
2457     <function>:enable_event:<system>:<event>[:count]
2458     <function>:disable_event:<system>:<event>[:count]
2459
2460   To remove the events commands:
2461
2462
2463    echo '!try_to_wake_up:enable_event:sched:sched_switch:0' > \
2464          set_ftrace_filter
2465    echo '!schedule:disable_event:sched:sched_switch' > \
2466          set_ftrace_filter
2467
2468 - dump
2469   When the function is hit, it will dump the contents of the ftrace
2470   ring buffer to the console. This is useful if you need to debug
2471   something, and want to dump the trace when a certain function
2472   is hit. Perhaps its a function that is called before a tripple
2473   fault happens and does not allow you to get a regular dump.
2474
2475 - cpudump
2476   When the function is hit, it will dump the contents of the ftrace
2477   ring buffer for the current CPU to the console. Unlike the "dump"
2478   command, it only prints out the contents of the ring buffer for the
2479   CPU that executed the function that triggered the dump.
2480
2481 trace_pipe
2482 ----------
2483
2484 The trace_pipe outputs the same content as the trace file, but
2485 the effect on the tracing is different. Every read from
2486 trace_pipe is consumed. This means that subsequent reads will be
2487 different. The trace is live.
2488
2489  # echo function > current_tracer
2490  # cat trace_pipe > /tmp/trace.out &
2491 [1] 4153
2492  # echo 1 > tracing_on
2493  # usleep 1
2494  # echo 0 > tracing_on
2495  # cat trace
2496 # tracer: function
2497 #
2498 # entries-in-buffer/entries-written: 0/0   #P:4
2499 #
2500 #                              _-----=> irqs-off
2501 #                             / _----=> need-resched
2502 #                            | / _---=> hardirq/softirq
2503 #                            || / _--=> preempt-depth
2504 #                            ||| /     delay
2505 #           TASK-PID   CPU#  ||||    TIMESTAMP  FUNCTION
2506 #              | |       |   ||||       |         |
2507
2508  #
2509  # cat /tmp/trace.out
2510             bash-1994  [000] ....  5281.568961: mutex_unlock <-rb_simple_write
2511             bash-1994  [000] ....  5281.568963: __mutex_unlock_slowpath <-mutex_unlock
2512             bash-1994  [000] ....  5281.568963: __fsnotify_parent <-fsnotify_modify
2513             bash-1994  [000] ....  5281.568964: fsnotify <-fsnotify_modify
2514             bash-1994  [000] ....  5281.568964: __srcu_read_lock <-fsnotify
2515             bash-1994  [000] ....  5281.568964: add_preempt_count <-__srcu_read_lock
2516             bash-1994  [000] ...1  5281.568965: sub_preempt_count <-__srcu_read_lock
2517             bash-1994  [000] ....  5281.568965: __srcu_read_unlock <-fsnotify
2518             bash-1994  [000] ....  5281.568967: sys_dup2 <-system_call_fastpath
2519
2520
2521 Note, reading the trace_pipe file will block until more input is
2522 added.
2523
2524 trace entries
2525 -------------
2526
2527 Having too much or not enough data can be troublesome in
2528 diagnosing an issue in the kernel. The file buffer_size_kb is
2529 used to modify the size of the internal trace buffers. The
2530 number listed is the number of entries that can be recorded per
2531 CPU. To know the full size, multiply the number of possible CPUs
2532 with the number of entries.
2533
2534  # cat buffer_size_kb
2535 1408 (units kilobytes)
2536
2537 Or simply read buffer_total_size_kb
2538
2539  # cat buffer_total_size_kb 
2540 5632
2541
2542 To modify the buffer, simple echo in a number (in 1024 byte segments).
2543
2544  # echo 10000 > buffer_size_kb
2545  # cat buffer_size_kb
2546 10000 (units kilobytes)
2547
2548 It will try to allocate as much as possible. If you allocate too
2549 much, it can cause Out-Of-Memory to trigger.
2550
2551  # echo 1000000000000 > buffer_size_kb
2552 -bash: echo: write error: Cannot allocate memory
2553  # cat buffer_size_kb
2554 85
2555
2556 The per_cpu buffers can be changed individually as well:
2557
2558  # echo 10000 > per_cpu/cpu0/buffer_size_kb
2559  # echo 100 > per_cpu/cpu1/buffer_size_kb
2560
2561 When the per_cpu buffers are not the same, the buffer_size_kb
2562 at the top level will just show an X
2563
2564  # cat buffer_size_kb
2565 X
2566
2567 This is where the buffer_total_size_kb is useful:
2568
2569  # cat buffer_total_size_kb 
2570 12916
2571
2572 Writing to the top level buffer_size_kb will reset all the buffers
2573 to be the same again.
2574
2575 Snapshot
2576 --------
2577 CONFIG_TRACER_SNAPSHOT makes a generic snapshot feature
2578 available to all non latency tracers. (Latency tracers which
2579 record max latency, such as "irqsoff" or "wakeup", can't use
2580 this feature, since those are already using the snapshot
2581 mechanism internally.)
2582
2583 Snapshot preserves a current trace buffer at a particular point
2584 in time without stopping tracing. Ftrace swaps the current
2585 buffer with a spare buffer, and tracing continues in the new
2586 current (=previous spare) buffer.
2587
2588 The following debugfs files in "tracing" are related to this
2589 feature:
2590
2591   snapshot:
2592
2593         This is used to take a snapshot and to read the output
2594         of the snapshot. Echo 1 into this file to allocate a
2595         spare buffer and to take a snapshot (swap), then read
2596         the snapshot from this file in the same format as
2597         "trace" (described above in the section "The File
2598         System"). Both reads snapshot and tracing are executable
2599         in parallel. When the spare buffer is allocated, echoing
2600         0 frees it, and echoing else (positive) values clear the
2601         snapshot contents.
2602         More details are shown in the table below.
2603
2604         status\input  |     0      |     1      |    else    |
2605         --------------+------------+------------+------------+
2606         not allocated |(do nothing)| alloc+swap |(do nothing)|
2607         --------------+------------+------------+------------+
2608         allocated     |    free    |    swap    |   clear    |
2609         --------------+------------+------------+------------+
2610
2611 Here is an example of using the snapshot feature.
2612
2613  # echo 1 > events/sched/enable
2614  # echo 1 > snapshot
2615  # cat snapshot
2616 # tracer: nop
2617 #
2618 # entries-in-buffer/entries-written: 71/71   #P:8
2619 #
2620 #                              _-----=> irqs-off
2621 #                             / _----=> need-resched
2622 #                            | / _---=> hardirq/softirq
2623 #                            || / _--=> preempt-depth
2624 #                            ||| /     delay
2625 #           TASK-PID   CPU#  ||||    TIMESTAMP  FUNCTION
2626 #              | |       |   ||||       |         |
2627           <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
2628            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
2629 [...]
2630           <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
2631
2632  # cat trace
2633 # tracer: nop
2634 #
2635 # entries-in-buffer/entries-written: 77/77   #P:8
2636 #
2637 #                              _-----=> irqs-off
2638 #                             / _----=> need-resched
2639 #                            | / _---=> hardirq/softirq
2640 #                            || / _--=> preempt-depth
2641 #                            ||| /     delay
2642 #           TASK-PID   CPU#  ||||    TIMESTAMP  FUNCTION
2643 #              | |       |   ||||       |         |
2644           <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
2645  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
2646 [...]
2647
2648
2649 If you try to use this snapshot feature when current tracer is
2650 one of the latency tracers, you will get the following results.
2651
2652  # echo wakeup > current_tracer
2653  # echo 1 > snapshot
2654 bash: echo: write error: Device or resource busy
2655  # cat snapshot
2656 cat: snapshot: Device or resource busy
2657
2658
2659 Instances
2660 ---------
2661 In the debugfs tracing directory is a directory called "instances".
2662 This directory can have new directories created inside of it using
2663 mkdir, and removing directories with rmdir. The directory created
2664 with mkdir in this directory will already contain files and other
2665 directories after it is created.
2666
2667  # mkdir instances/foo
2668  # ls instances/foo
2669 buffer_size_kb  buffer_total_size_kb  events  free_buffer  per_cpu
2670 set_event  snapshot  trace  trace_clock  trace_marker  trace_options
2671 trace_pipe  tracing_on
2672
2673 As you can see, the new directory looks similar to the tracing directory
2674 itself. In fact, it is very similar, except that the buffer and
2675 events are agnostic from the main director, or from any other
2676 instances that are created.
2677
2678 The files in the new directory work just like the files with the
2679 same name in the tracing directory except the buffer that is used
2680 is a separate and new buffer. The files affect that buffer but do not
2681 affect the main buffer with the exception of trace_options. Currently,
2682 the trace_options affect all instances and the top level buffer
2683 the same, but this may change in future releases. That is, options
2684 may become specific to the instance they reside in.
2685
2686 Notice that none of the function tracer files are there, nor is
2687 current_tracer and available_tracers. This is because the buffers
2688 can currently only have events enabled for them.
2689
2690  # mkdir instances/foo
2691  # mkdir instances/bar
2692  # mkdir instances/zoot
2693  # echo 100000 > buffer_size_kb
2694  # echo 1000 > instances/foo/buffer_size_kb
2695  # echo 5000 > instances/bar/per_cpu/cpu1/buffer_size_kb
2696  # echo function > current_trace
2697  # echo 1 > instances/foo/events/sched/sched_wakeup/enable
2698  # echo 1 > instances/foo/events/sched/sched_wakeup_new/enable
2699  # echo 1 > instances/foo/events/sched/sched_switch/enable
2700  # echo 1 > instances/bar/events/irq/enable
2701  # echo 1 > instances/zoot/events/syscalls/enable
2702  # cat trace_pipe
2703 CPU:2 [LOST 11745 EVENTS]
2704             bash-2044  [002] .... 10594.481032: _raw_spin_lock_irqsave <-get_page_from_freelist
2705             bash-2044  [002] d... 10594.481032: add_preempt_count <-_raw_spin_lock_irqsave
2706             bash-2044  [002] d..1 10594.481032: __rmqueue <-get_page_from_freelist
2707             bash-2044  [002] d..1 10594.481033: _raw_spin_unlock <-get_page_from_freelist
2708             bash-2044  [002] d..1 10594.481033: sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock
2709             bash-2044  [002] d... 10594.481033: get_pageblock_flags_group <-get_pageblock_migratetype
2710             bash-2044  [002] d... 10594.481034: __mod_zone_page_state <-get_page_from_freelist
2711             bash-2044  [002] d... 10594.481034: zone_statistics <-get_page_from_freelist
2712             bash-2044  [002] d... 10594.481034: __inc_zone_state <-zone_statistics
2713             bash-2044  [002] d... 10594.481034: __inc_zone_state <-zone_statistics
2714             bash-2044  [002] .... 10594.481035: arch_dup_task_struct <-copy_process
2715 [...]
2716
2717  # cat instances/foo/trace_pipe
2718             bash-1998  [000] d..4   136.676759: sched_wakeup: comm=kworker/0:1 pid=59 prio=120 success=1 target_cpu=000
2719             bash-1998  [000] dN.4   136.676760: sched_wakeup: comm=bash pid=1998 prio=120 success=1 target_cpu=000
2720           <idle>-0     [003] d.h3   136.676906: sched_wakeup: comm=rcu_preempt pid=9 prio=120 success=1 target_cpu=003
2721           <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
2722      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
2723             bash-1998  [000] d..4   136.677014: sched_wakeup: comm=kworker/0:1 pid=59 prio=120 success=1 target_cpu=000
2724             bash-1998  [000] dN.4   136.677016: sched_wakeup: comm=bash pid=1998 prio=120 success=1 target_cpu=000
2725             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
2726      kworker/0:1-59    [000] d..4   136.677022: sched_wakeup: comm=sshd pid=1995 prio=120 success=1 target_cpu=001
2727      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
2728 [...]
2729
2730  # cat instances/bar/trace_pipe
2731      migration/1-14    [001] d.h3   138.732674: softirq_raise: vec=3 [action=NET_RX]
2732           <idle>-0     [001] dNh3   138.732725: softirq_raise: vec=3 [action=NET_RX]
2733             bash-1998  [000] d.h1   138.733101: softirq_raise: vec=1 [action=TIMER]
2734             bash-1998  [000] d.h1   138.733102: softirq_raise: vec=9 [action=RCU]
2735             bash-1998  [000] ..s2   138.733105: softirq_entry: vec=1 [action=TIMER]
2736             bash-1998  [000] ..s2   138.733106: softirq_exit: vec=1 [action=TIMER]
2737             bash-1998  [000] ..s2   138.733106: softirq_entry: vec=9 [action=RCU]
2738             bash-1998  [000] ..s2   138.733109: softirq_exit: vec=9 [action=RCU]
2739             sshd-1995  [001] d.h1   138.733278: irq_handler_entry: irq=21 name=uhci_hcd:usb4
2740             sshd-1995  [001] d.h1   138.733280: irq_handler_exit: irq=21 ret=unhandled
2741             sshd-1995  [001] d.h1   138.733281: irq_handler_entry: irq=21 name=eth0
2742             sshd-1995  [001] d.h1   138.733283: irq_handler_exit: irq=21 ret=handled
2743 [...]
2744
2745  # cat instances/zoot/trace
2746 # tracer: nop
2747 #
2748 # entries-in-buffer/entries-written: 18996/18996   #P:4
2749 #
2750 #                              _-----=> irqs-off
2751 #                             / _----=> need-resched
2752 #                            | / _---=> hardirq/softirq
2753 #                            || / _--=> preempt-depth
2754 #                            ||| /     delay
2755 #           TASK-PID   CPU#  ||||    TIMESTAMP  FUNCTION
2756 #              | |       |   ||||       |         |
2757             bash-1998  [000] d...   140.733501: sys_write -> 0x2
2758             bash-1998  [000] d...   140.733504: sys_dup2(oldfd: a, newfd: 1)
2759             bash-1998  [000] d...   140.733506: sys_dup2 -> 0x1
2760             bash-1998  [000] d...   140.733508: sys_fcntl(fd: a, cmd: 1, arg: 0)
2761             bash-1998  [000] d...   140.733509: sys_fcntl -> 0x1
2762             bash-1998  [000] d...   140.733510: sys_close(fd: a)
2763             bash-1998  [000] d...   140.733510: sys_close -> 0x0
2764             bash-1998  [000] d...   140.733514: sys_rt_sigprocmask(how: 0, nset: 0, oset: 6e2768, sigsetsize: 8)
2765             bash-1998  [000] d...   140.733515: sys_rt_sigprocmask -> 0x0
2766             bash-1998  [000] d...   140.733516: sys_rt_sigaction(sig: 2, act: 7fff718846f0, oact: 7fff71884650, sigsetsize: 8)
2767             bash-1998  [000] d...   140.733516: sys_rt_sigaction -> 0x0
2768
2769 You can see that the trace of the top most trace buffer shows only
2770 the function tracing. The foo instance displays wakeups and task
2771 switches.
2772
2773 To remove the instances, simply delete their directories:
2774
2775  # rmdir instances/foo
2776  # rmdir instances/bar
2777  # rmdir instances/zoot
2778
2779 Note, if a process has a trace file open in one of the instance
2780 directories, the rmdir will fail with EBUSY.
2781
2782
2783 Stack trace
2784 -----------
2785 Since the kernel has a fixed sized stack, it is important not to
2786 waste it in functions. A kernel developer must be conscience of
2787 what they allocate on the stack. If they add too much, the system
2788 can be in danger of a stack overflow, and corruption will occur,
2789 usually leading to a system panic.
2790
2791 There are some tools that check this, usually with interrupts
2792 periodically checking usage. But if you can perform a check
2793 at every function call that will become very useful. As ftrace provides
2794 a function tracer, it makes it convenient to check the stack size
2795 at every function call. This is enabled via the stack tracer.
2796
2797 CONFIG_STACK_TRACER enables the ftrace stack tracing functionality.
2798 To enable it, write a '1' into /proc/sys/kernel/stack_tracer_enabled.
2799
2800  # echo 1 > /proc/sys/kernel/stack_tracer_enabled
2801
2802 You can also enable it from the kernel command line to trace
2803 the stack size of the kernel during boot up, by adding "stacktrace"
2804 to the kernel command line parameter.
2805
2806 After running it for a few minutes, the output looks like:
2807
2808  # cat stack_max_size
2809 2928
2810
2811  # cat stack_trace
2812         Depth    Size   Location    (18 entries)
2813         -----    ----   --------
2814   0)     2928     224   update_sd_lb_stats+0xbc/0x4ac
2815   1)     2704     160   find_busiest_group+0x31/0x1f1
2816   2)     2544     256   load_balance+0xd9/0x662
2817   3)     2288      80   idle_balance+0xbb/0x130
2818   4)     2208     128   __schedule+0x26e/0x5b9
2819   5)     2080      16   schedule+0x64/0x66
2820   6)     2064     128   schedule_timeout+0x34/0xe0
2821   7)     1936     112   wait_for_common+0x97/0xf1
2822   8)     1824      16   wait_for_completion+0x1d/0x1f
2823   9)     1808     128   flush_work+0xfe/0x119
2824  10)     1680      16   tty_flush_to_ldisc+0x1e/0x20
2825  11)     1664      48   input_available_p+0x1d/0x5c
2826  12)     1616      48   n_tty_poll+0x6d/0x134
2827  13)     1568      64   tty_poll+0x64/0x7f
2828  14)     1504     880   do_select+0x31e/0x511
2829  15)      624     400   core_sys_select+0x177/0x216
2830  16)      224      96   sys_select+0x91/0xb9
2831  17)      128     128   system_call_fastpath+0x16/0x1b
2832
2833 Note, if -mfentry is being used by gcc, functions get traced before
2834 they set up the stack frame. This means that leaf level functions
2835 are not tested by the stack tracer when -mfentry is used.
2836
2837 Currently, -mfentry is used by gcc 4.6.0 and above on x86 only.
2838
2839 ---------
2840
2841 More details can be found in the source code, in the
2842 kernel/trace/*.c files.