tracing/doc: Add latency tracer funcgraph example
[platform/kernel/linux-starfive.git] / Documentation / trace / ftrace.rst
1 ========================
2 ftrace - Function Tracer
3 ========================
4
5 Copyright 2008 Red Hat Inc.
6
7 :Author:   Steven Rostedt <srostedt@redhat.com>
8 :License:  The GNU Free Documentation License, Version 1.2
9           (dual licensed under the GPL v2)
10 :Original Reviewers:  Elias Oltmanns, Randy Dunlap, Andrew Morton,
11                       John Kacur, and David Teigland.
12
13 - Written for: 2.6.28-rc2
14 - Updated for: 3.10
15 - Updated for: 4.13 - Copyright 2017 VMware Inc. Steven Rostedt
16 - Converted to rst format - Changbin Du <changbin.du@intel.com>
17
18 Introduction
19 ------------
20
21 Ftrace is an internal tracer designed to help out developers and
22 designers of systems to find what is going on inside the kernel.
23 It can be used for debugging or analyzing latencies and
24 performance issues that take place outside of user-space.
25
26 Although ftrace is typically considered the function tracer, it
27 is really a framework of several assorted tracing utilities.
28 There's latency tracing to examine what occurs between interrupts
29 disabled and enabled, as well as for preemption and from a time
30 a task is woken to the task is actually scheduled in.
31
32 One of the most common uses of ftrace is the event tracing.
33 Throughout the kernel is hundreds of static event points that
34 can be enabled via the tracefs file system to see what is
35 going on in certain parts of the kernel.
36
37 See events.txt for more information.
38
39
40 Implementation Details
41 ----------------------
42
43 See :doc:`ftrace-design` for details for arch porters and such.
44
45
46 The File System
47 ---------------
48
49 Ftrace uses the tracefs file system to hold the control files as
50 well as the files to display output.
51
52 When tracefs is configured into the kernel (which selecting any ftrace
53 option will do) the directory /sys/kernel/tracing will be created. To mount
54 this directory, you can add to your /etc/fstab file::
55
56  tracefs       /sys/kernel/tracing       tracefs defaults        0       0
57
58 Or you can mount it at run time with::
59
60  mount -t tracefs nodev /sys/kernel/tracing
61
62 For quicker access to that directory you may want to make a soft link to
63 it::
64
65  ln -s /sys/kernel/tracing /tracing
66
67 .. attention::
68
69   Before 4.1, all ftrace tracing control files were within the debugfs
70   file system, which is typically located at /sys/kernel/debug/tracing.
71   For backward compatibility, when mounting the debugfs file system,
72   the tracefs file system will be automatically mounted at:
73
74   /sys/kernel/debug/tracing
75
76   All files located in the tracefs file system will be located in that
77   debugfs file system directory as well.
78
79 .. attention::
80
81   Any selected ftrace option will also create the tracefs file system.
82   The rest of the document will assume that you are in the ftrace directory
83   (cd /sys/kernel/tracing) and will only concentrate on the files within that
84   directory and not distract from the content with the extended
85   "/sys/kernel/tracing" path name.
86
87 That's it! (assuming that you have ftrace configured into your kernel)
88
89 After mounting tracefs you will have access to the control and output files
90 of ftrace. Here is a list of some of the key files:
91
92
93  Note: all time values are in microseconds.
94
95   current_tracer:
96
97         This is used to set or display the current tracer
98         that is configured.
99
100   available_tracers:
101
102         This holds the different types of tracers that
103         have been compiled into the kernel. The
104         tracers listed here can be configured by
105         echoing their name into current_tracer.
106
107   tracing_on:
108
109         This sets or displays whether writing to the trace
110         ring buffer is enabled. Echo 0 into this file to disable
111         the tracer or 1 to enable it. Note, this only disables
112         writing to the ring buffer, the tracing overhead may
113         still be occurring.
114
115         The kernel function tracing_off() can be used within the
116         kernel to disable writing to the ring buffer, which will
117         set this file to "0". User space can re-enable tracing by
118         echoing "1" into the file.
119
120         Note, the function and event trigger "traceoff" will also
121         set this file to zero and stop tracing. Which can also
122         be re-enabled by user space using this file.
123
124   trace:
125
126         This file holds the output of the trace in a human
127         readable format (described below). Note, tracing is temporarily
128         disabled while this file is being read (opened).
129
130   trace_pipe:
131
132         The output is the same as the "trace" file but this
133         file is meant to be streamed with live tracing.
134         Reads from this file will block until new data is
135         retrieved.  Unlike the "trace" file, this file is a
136         consumer. This means reading from this file causes
137         sequential reads to display more current data. Once
138         data is read from this file, it is consumed, and
139         will not be read again with a sequential read. The
140         "trace" file is static, and if the tracer is not
141         adding more data, it will display the same
142         information every time it is read. This file will not
143         disable tracing while being read.
144
145   trace_options:
146
147         This file lets the user control the amount of data
148         that is displayed in one of the above output
149         files. Options also exist to modify how a tracer
150         or events work (stack traces, timestamps, etc).
151
152   options:
153
154         This is a directory that has a file for every available
155         trace option (also in trace_options). Options may also be set
156         or cleared by writing a "1" or "0" respectively into the
157         corresponding file with the option name.
158
159   tracing_max_latency:
160
161         Some of the tracers record the max latency.
162         For example, the maximum time that interrupts are disabled.
163         The maximum time is saved in this file. The max trace will also be
164         stored, and displayed by "trace". A new max trace will only be
165         recorded if the latency is greater than the value in this file
166         (in microseconds).
167
168         By echoing in a time into this file, no latency will be recorded
169         unless it is greater than the time in this file.
170
171   tracing_thresh:
172
173         Some latency tracers will record a trace whenever the
174         latency is greater than the number in this file.
175         Only active when the file contains a number greater than 0.
176         (in microseconds)
177
178   buffer_size_kb:
179
180         This sets or displays the number of kilobytes each CPU
181         buffer holds. By default, the trace buffers are the same size
182         for each CPU. The displayed number is the size of the
183         CPU buffer and not total size of all buffers. The
184         trace buffers are allocated in pages (blocks of memory
185         that the kernel uses for allocation, usually 4 KB in size).
186         If the last page allocated has room for more bytes
187         than requested, the rest of the page will be used,
188         making the actual allocation bigger than requested or shown.
189         ( Note, the size may not be a multiple of the page size
190         due to buffer management meta-data. )
191
192         Buffer sizes for individual CPUs may vary
193         (see "per_cpu/cpu0/buffer_size_kb" below), and if they do
194         this file will show "X".
195
196   buffer_total_size_kb:
197
198         This displays the total combined size of all the trace buffers.
199
200   free_buffer:
201
202         If a process is performing tracing, and the ring buffer should be
203         shrunk "freed" when the process is finished, even if it were to be
204         killed by a signal, this file can be used for that purpose. On close
205         of this file, the ring buffer will be resized to its minimum size.
206         Having a process that is tracing also open this file, when the process
207         exits its file descriptor for this file will be closed, and in doing so,
208         the ring buffer will be "freed".
209
210         It may also stop tracing if disable_on_free option is set.
211
212   tracing_cpumask:
213
214         This is a mask that lets the user only trace on specified CPUs.
215         The format is a hex string representing the CPUs.
216
217   set_ftrace_filter:
218
219         When dynamic ftrace is configured in (see the
220         section below "dynamic ftrace"), the code is dynamically
221         modified (code text rewrite) to disable calling of the
222         function profiler (mcount). This lets tracing be configured
223         in with practically no overhead in performance.  This also
224         has a side effect of enabling or disabling specific functions
225         to be traced. Echoing names of functions into this file
226         will limit the trace to only those functions.
227         This influences the tracers "function" and "function_graph"
228         and thus also function profiling (see "function_profile_enabled").
229
230         The functions listed in "available_filter_functions" are what
231         can be written into this file.
232
233         This interface also allows for commands to be used. See the
234         "Filter commands" section for more details.
235
236   set_ftrace_notrace:
237
238         This has an effect opposite to that of
239         set_ftrace_filter. Any function that is added here will not
240         be traced. If a function exists in both set_ftrace_filter
241         and set_ftrace_notrace, the function will _not_ be traced.
242
243   set_ftrace_pid:
244
245         Have the function tracer only trace the threads whose PID are
246         listed in this file.
247
248         If the "function-fork" option is set, then when a task whose
249         PID is listed in this file forks, the child's PID will
250         automatically be added to this file, and the child will be
251         traced by the function tracer as well. This option will also
252         cause PIDs of tasks that exit to be removed from the file.
253
254   set_event_pid:
255
256         Have the events only trace a task with a PID listed in this file.
257         Note, sched_switch and sched_wake_up will also trace events
258         listed in this file.
259
260         To have the PIDs of children of tasks with their PID in this file
261         added on fork, enable the "event-fork" option. That option will also
262         cause the PIDs of tasks to be removed from this file when the task
263         exits.
264
265   set_graph_function:
266
267         Functions listed in this file will cause the function graph
268         tracer to only trace these functions and the functions that
269         they call. (See the section "dynamic ftrace" for more details).
270         Note, set_ftrace_filter and set_ftrace_notrace still affects
271         what functions are being traced.
272
273   set_graph_notrace:
274
275         Similar to set_graph_function, but will disable function graph
276         tracing when the function is hit until it exits the function.
277         This makes it possible to ignore tracing functions that are called
278         by a specific function.
279
280   available_filter_functions:
281
282         This lists the functions that ftrace has processed and can trace.
283         These are the function names that you can pass to
284         "set_ftrace_filter", "set_ftrace_notrace",
285         "set_graph_function", or "set_graph_notrace".
286         (See the section "dynamic ftrace" below for more details.)
287
288   dyn_ftrace_total_info:
289
290         This file is for debugging purposes. The number of functions that
291         have been converted to nops and are available to be traced.
292
293   enabled_functions:
294
295         This file is more for debugging ftrace, but can also be useful
296         in seeing if any function has a callback attached to it.
297         Not only does the trace infrastructure use ftrace function
298         trace utility, but other subsystems might too. This file
299         displays all functions that have a callback attached to them
300         as well as the number of callbacks that have been attached.
301         Note, a callback may also call multiple functions which will
302         not be listed in this count.
303
304         If the callback registered to be traced by a function with
305         the "save regs" attribute (thus even more overhead), a 'R'
306         will be displayed on the same line as the function that
307         is returning registers.
308
309         If the callback registered to be traced by a function with
310         the "ip modify" attribute (thus the regs->ip can be changed),
311         an 'I' will be displayed on the same line as the function that
312         can be overridden.
313
314         If the architecture supports it, it will also show what callback
315         is being directly called by the function. If the count is greater
316         than 1 it most likely will be ftrace_ops_list_func().
317
318         If the callback of the function jumps to a trampoline that is
319         specific to a the callback and not the standard trampoline,
320         its address will be printed as well as the function that the
321         trampoline calls.
322
323   function_profile_enabled:
324
325         When set it will enable all functions with either the function
326         tracer, or if configured, the function graph tracer. It will
327         keep a histogram of the number of functions that were called
328         and if the function graph tracer was configured, it will also keep
329         track of the time spent in those functions. The histogram
330         content can be displayed in the files:
331
332         trace_stat/function<cpu> ( function0, function1, etc).
333
334   trace_stat:
335
336         A directory that holds different tracing stats.
337
338   kprobe_events:
339
340         Enable dynamic trace points. See kprobetrace.txt.
341
342   kprobe_profile:
343
344         Dynamic trace points stats. See kprobetrace.txt.
345
346   max_graph_depth:
347
348         Used with the function graph tracer. This is the max depth
349         it will trace into a function. Setting this to a value of
350         one will show only the first kernel function that is called
351         from user space.
352
353   printk_formats:
354
355         This is for tools that read the raw format files. If an event in
356         the ring buffer references a string, only a pointer to the string
357         is recorded into the buffer and not the string itself. This prevents
358         tools from knowing what that string was. This file displays the string
359         and address for the string allowing tools to map the pointers to what
360         the strings were.
361
362   saved_cmdlines:
363
364         Only the pid of the task is recorded in a trace event unless
365         the event specifically saves the task comm as well. Ftrace
366         makes a cache of pid mappings to comms to try to display
367         comms for events. If a pid for a comm is not listed, then
368         "<...>" is displayed in the output.
369
370         If the option "record-cmd" is set to "0", then comms of tasks
371         will not be saved during recording. By default, it is enabled.
372
373   saved_cmdlines_size:
374
375         By default, 128 comms are saved (see "saved_cmdlines" above). To
376         increase or decrease the amount of comms that are cached, echo
377         in a the number of comms to cache, into this file.
378
379   saved_tgids:
380
381         If the option "record-tgid" is set, on each scheduling context switch
382         the Task Group ID of a task is saved in a table mapping the PID of
383         the thread to its TGID. By default, the "record-tgid" option is
384         disabled.
385
386   snapshot:
387
388         This displays the "snapshot" buffer and also lets the user
389         take a snapshot of the current running trace.
390         See the "Snapshot" section below for more details.
391
392   stack_max_size:
393
394         When the stack tracer is activated, this will display the
395         maximum stack size it has encountered.
396         See the "Stack Trace" section below.
397
398   stack_trace:
399
400         This displays the stack back trace of the largest stack
401         that was encountered when the stack tracer is activated.
402         See the "Stack Trace" section below.
403
404   stack_trace_filter:
405
406         This is similar to "set_ftrace_filter" but it limits what
407         functions the stack tracer will check.
408
409   trace_clock:
410
411         Whenever an event is recorded into the ring buffer, a
412         "timestamp" is added. This stamp comes from a specified
413         clock. By default, ftrace uses the "local" clock. This
414         clock is very fast and strictly per cpu, but on some
415         systems it may not be monotonic with respect to other
416         CPUs. In other words, the local clocks may not be in sync
417         with local clocks on other CPUs.
418
419         Usual clocks for tracing::
420
421           # cat trace_clock
422           [local] global counter x86-tsc
423
424         The clock with the square brackets around it is the one in effect.
425
426         local:
427                 Default clock, but may not be in sync across CPUs
428
429         global:
430                 This clock is in sync with all CPUs but may
431                 be a bit slower than the local clock.
432
433         counter:
434                 This is not a clock at all, but literally an atomic
435                 counter. It counts up one by one, but is in sync
436                 with all CPUs. This is useful when you need to
437                 know exactly the order events occurred with respect to
438                 each other on different CPUs.
439
440         uptime:
441                 This uses the jiffies counter and the time stamp
442                 is relative to the time since boot up.
443
444         perf:
445                 This makes ftrace use the same clock that perf uses.
446                 Eventually perf will be able to read ftrace buffers
447                 and this will help out in interleaving the data.
448
449         x86-tsc:
450                 Architectures may define their own clocks. For
451                 example, x86 uses its own TSC cycle clock here.
452
453         ppc-tb:
454                 This uses the powerpc timebase register value.
455                 This is in sync across CPUs and can also be used
456                 to correlate events across hypervisor/guest if
457                 tb_offset is known.
458
459         mono:
460                 This uses the fast monotonic clock (CLOCK_MONOTONIC)
461                 which is monotonic and is subject to NTP rate adjustments.
462
463         mono_raw:
464                 This is the raw monotonic clock (CLOCK_MONOTONIC_RAW)
465                 which is monotonic but is not subject to any rate adjustments
466                 and ticks at the same rate as the hardware clocksource.
467
468         boot:
469                 This is the boot clock (CLOCK_BOOTTIME) and is based on the
470                 fast monotonic clock, but also accounts for time spent in
471                 suspend. Since the clock access is designed for use in
472                 tracing in the suspend path, some side effects are possible
473                 if clock is accessed after the suspend time is accounted before
474                 the fast mono clock is updated. In this case, the clock update
475                 appears to happen slightly sooner than it normally would have.
476                 Also on 32-bit systems, it's possible that the 64-bit boot offset
477                 sees a partial update. These effects are rare and post
478                 processing should be able to handle them. See comments in the
479                 ktime_get_boot_fast_ns() function for more information.
480
481         To set a clock, simply echo the clock name into this file::
482
483           # echo global > trace_clock
484
485   trace_marker:
486
487         This is a very useful file for synchronizing user space
488         with events happening in the kernel. Writing strings into
489         this file will be written into the ftrace buffer.
490
491         It is useful in applications to open this file at the start
492         of the application and just reference the file descriptor
493         for the file::
494
495                 void trace_write(const char *fmt, ...)
496                 {
497                         va_list ap;
498                         char buf[256];
499                         int n;
500
501                         if (trace_fd < 0)
502                                 return;
503
504                         va_start(ap, fmt);
505                         n = vsnprintf(buf, 256, fmt, ap);
506                         va_end(ap);
507
508                         write(trace_fd, buf, n);
509                 }
510
511         start::
512
513                 trace_fd = open("trace_marker", WR_ONLY);
514
515         Note: Writing into the trace_marker file can also initiate triggers
516               that are written into /sys/kernel/tracing/events/ftrace/print/trigger
517               See "Event triggers" in Documentation/trace/events.rst and an
518               example in Documentation/trace/histogram.rst (Section 3.)
519
520   trace_marker_raw:
521
522         This is similar to trace_marker above, but is meant for for binary data
523         to be written to it, where a tool can be used to parse the data
524         from trace_pipe_raw.
525
526   uprobe_events:
527
528         Add dynamic tracepoints in programs.
529         See uprobetracer.txt
530
531   uprobe_profile:
532
533         Uprobe statistics. See uprobetrace.txt
534
535   instances:
536
537         This is a way to make multiple trace buffers where different
538         events can be recorded in different buffers.
539         See "Instances" section below.
540
541   events:
542
543         This is the trace event directory. It holds event tracepoints
544         (also known as static tracepoints) that have been compiled
545         into the kernel. It shows what event tracepoints exist
546         and how they are grouped by system. There are "enable"
547         files at various levels that can enable the tracepoints
548         when a "1" is written to them.
549
550         See events.txt for more information.
551
552   set_event:
553
554         By echoing in the event into this file, will enable that event.
555
556         See events.txt for more information.
557
558   available_events:
559
560         A list of events that can be enabled in tracing.
561
562         See events.txt for more information.
563
564   timestamp_mode:
565
566         Certain tracers may change the timestamp mode used when
567         logging trace events into the event buffer.  Events with
568         different modes can coexist within a buffer but the mode in
569         effect when an event is logged determines which timestamp mode
570         is used for that event.  The default timestamp mode is
571         'delta'.
572
573         Usual timestamp modes for tracing:
574
575           # cat timestamp_mode
576           [delta] absolute
577
578           The timestamp mode with the square brackets around it is the
579           one in effect.
580
581           delta: Default timestamp mode - timestamp is a delta against
582                  a per-buffer timestamp.
583
584           absolute: The timestamp is a full timestamp, not a delta
585                  against some other value.  As such it takes up more
586                  space and is less efficient.
587
588   hwlat_detector:
589
590         Directory for the Hardware Latency Detector.
591         See "Hardware Latency Detector" section below.
592
593   per_cpu:
594
595         This is a directory that contains the trace per_cpu information.
596
597   per_cpu/cpu0/buffer_size_kb:
598
599         The ftrace buffer is defined per_cpu. That is, there's a separate
600         buffer for each CPU to allow writes to be done atomically,
601         and free from cache bouncing. These buffers may have different
602         size buffers. This file is similar to the buffer_size_kb
603         file, but it only displays or sets the buffer size for the
604         specific CPU. (here cpu0).
605
606   per_cpu/cpu0/trace:
607
608         This is similar to the "trace" file, but it will only display
609         the data specific for the CPU. If written to, it only clears
610         the specific CPU buffer.
611
612   per_cpu/cpu0/trace_pipe
613
614         This is similar to the "trace_pipe" file, and is a consuming
615         read, but it will only display (and consume) the data specific
616         for the CPU.
617
618   per_cpu/cpu0/trace_pipe_raw
619
620         For tools that can parse the ftrace ring buffer binary format,
621         the trace_pipe_raw file can be used to extract the data
622         from the ring buffer directly. With the use of the splice()
623         system call, the buffer data can be quickly transferred to
624         a file or to the network where a server is collecting the
625         data.
626
627         Like trace_pipe, this is a consuming reader, where multiple
628         reads will always produce different data.
629
630   per_cpu/cpu0/snapshot:
631
632         This is similar to the main "snapshot" file, but will only
633         snapshot the current CPU (if supported). It only displays
634         the content of the snapshot for a given CPU, and if
635         written to, only clears this CPU buffer.
636
637   per_cpu/cpu0/snapshot_raw:
638
639         Similar to the trace_pipe_raw, but will read the binary format
640         from the snapshot buffer for the given CPU.
641
642   per_cpu/cpu0/stats:
643
644         This displays certain stats about the ring buffer:
645
646         entries:
647                 The number of events that are still in the buffer.
648
649         overrun:
650                 The number of lost events due to overwriting when
651                 the buffer was full.
652
653         commit overrun:
654                 Should always be zero.
655                 This gets set if so many events happened within a nested
656                 event (ring buffer is re-entrant), that it fills the
657                 buffer and starts dropping events.
658
659         bytes:
660                 Bytes actually read (not overwritten).
661
662         oldest event ts:
663                 The oldest timestamp in the buffer
664
665         now ts:
666                 The current timestamp
667
668         dropped events:
669                 Events lost due to overwrite option being off.
670
671         read events:
672                 The number of events read.
673
674 The Tracers
675 -----------
676
677 Here is the list of current tracers that may be configured.
678
679   "function"
680
681         Function call tracer to trace all kernel functions.
682
683   "function_graph"
684
685         Similar to the function tracer except that the
686         function tracer probes the functions on their entry
687         whereas the function graph tracer traces on both entry
688         and exit of the functions. It then provides the ability
689         to draw a graph of function calls similar to C code
690         source.
691
692   "blk"
693
694         The block tracer. The tracer used by the blktrace user
695         application.
696
697   "hwlat"
698
699         The Hardware Latency tracer is used to detect if the hardware
700         produces any latency. See "Hardware Latency Detector" section
701         below.
702
703   "irqsoff"
704
705         Traces the areas that disable interrupts and saves
706         the trace with the longest max latency.
707         See tracing_max_latency. When a new max is recorded,
708         it replaces the old trace. It is best to view this
709         trace with the latency-format option enabled, which
710         happens automatically when the tracer is selected.
711
712   "preemptoff"
713
714         Similar to irqsoff but traces and records the amount of
715         time for which preemption is disabled.
716
717   "preemptirqsoff"
718
719         Similar to irqsoff and preemptoff, but traces and
720         records the largest time for which irqs and/or preemption
721         is disabled.
722
723   "wakeup"
724
725         Traces and records the max latency that it takes for
726         the highest priority task to get scheduled after
727         it has been woken up.
728         Traces all tasks as an average developer would expect.
729
730   "wakeup_rt"
731
732         Traces and records the max latency that it takes for just
733         RT tasks (as the current "wakeup" does). This is useful
734         for those interested in wake up timings of RT tasks.
735
736   "wakeup_dl"
737
738         Traces and records the max latency that it takes for
739         a SCHED_DEADLINE task to be woken (as the "wakeup" and
740         "wakeup_rt" does).
741
742   "mmiotrace"
743
744         A special tracer that is used to trace binary module.
745         It will trace all the calls that a module makes to the
746         hardware. Everything it writes and reads from the I/O
747         as well.
748
749   "branch"
750
751         This tracer can be configured when tracing likely/unlikely
752         calls within the kernel. It will trace when a likely and
753         unlikely branch is hit and if it was correct in its prediction
754         of being correct.
755
756   "nop"
757
758         This is the "trace nothing" tracer. To remove all
759         tracers from tracing simply echo "nop" into
760         current_tracer.
761
762
763 Examples of using the tracer
764 ----------------------------
765
766 Here are typical examples of using the tracers when controlling
767 them only with the tracefs interface (without using any
768 user-land utilities).
769
770 Output format:
771 --------------
772
773 Here is an example of the output format of the file "trace"::
774
775   # tracer: function
776   #
777   # entries-in-buffer/entries-written: 140080/250280   #P:4
778   #
779   #                              _-----=> irqs-off
780   #                             / _----=> need-resched
781   #                            | / _---=> hardirq/softirq
782   #                            || / _--=> preempt-depth
783   #                            ||| /     delay
784   #           TASK-PID   CPU#  ||||    TIMESTAMP  FUNCTION
785   #              | |       |   ||||       |         |
786               bash-1977  [000] .... 17284.993652: sys_close <-system_call_fastpath
787               bash-1977  [000] .... 17284.993653: __close_fd <-sys_close
788               bash-1977  [000] .... 17284.993653: _raw_spin_lock <-__close_fd
789               sshd-1974  [003] .... 17284.993653: __srcu_read_unlock <-fsnotify
790               bash-1977  [000] .... 17284.993654: add_preempt_count <-_raw_spin_lock
791               bash-1977  [000] ...1 17284.993655: _raw_spin_unlock <-__close_fd
792               bash-1977  [000] ...1 17284.993656: sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock
793               bash-1977  [000] .... 17284.993657: filp_close <-__close_fd
794               bash-1977  [000] .... 17284.993657: dnotify_flush <-filp_close
795               sshd-1974  [003] .... 17284.993658: sys_select <-system_call_fastpath
796               ....
797
798 A header is printed with the tracer name that is represented by
799 the trace. In this case the tracer is "function". Then it shows the
800 number of events in the buffer as well as the total number of entries
801 that were written. The difference is the number of entries that were
802 lost due to the buffer filling up (250280 - 140080 = 110200 events
803 lost).
804
805 The header explains the content of the events. Task name "bash", the task
806 PID "1977", the CPU that it was running on "000", the latency format
807 (explained below), the timestamp in <secs>.<usecs> format, the
808 function name that was traced "sys_close" and the parent function that
809 called this function "system_call_fastpath". The timestamp is the time
810 at which the function was entered.
811
812 Latency trace format
813 --------------------
814
815 When the latency-format option is enabled or when one of the latency
816 tracers is set, the trace file gives somewhat more information to see
817 why a latency happened. Here is a typical trace::
818
819   # tracer: irqsoff
820   #
821   # irqsoff latency trace v1.1.5 on 3.8.0-test+
822   # --------------------------------------------------------------------
823   # latency: 259 us, #4/4, CPU#2 | (M:preempt VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
824   #    -----------------
825   #    | task: ps-6143 (uid:0 nice:0 policy:0 rt_prio:0)
826   #    -----------------
827   #  => started at: __lock_task_sighand
828   #  => ended at:   _raw_spin_unlock_irqrestore
829   #
830   #
831   #                  _------=> CPU#            
832   #                 / _-----=> irqs-off        
833   #                | / _----=> need-resched    
834   #                || / _---=> hardirq/softirq 
835   #                ||| / _--=> preempt-depth   
836   #                |||| /     delay             
837   #  cmd     pid   ||||| time  |   caller      
838   #     \   /      |||||  \    |   /           
839         ps-6143    2d...    0us!: trace_hardirqs_off <-__lock_task_sighand
840         ps-6143    2d..1  259us+: trace_hardirqs_on <-_raw_spin_unlock_irqrestore
841         ps-6143    2d..1  263us+: time_hardirqs_on <-_raw_spin_unlock_irqrestore
842         ps-6143    2d..1  306us : <stack trace>
843    => trace_hardirqs_on_caller
844    => trace_hardirqs_on
845    => _raw_spin_unlock_irqrestore
846    => do_task_stat
847    => proc_tgid_stat
848    => proc_single_show
849    => seq_read
850    => vfs_read
851    => sys_read
852    => system_call_fastpath
853
854
855 This shows that the current tracer is "irqsoff" tracing the time
856 for which interrupts were disabled. It gives the trace version (which
857 never changes) and the version of the kernel upon which this was executed on
858 (3.8). Then it displays the max latency in microseconds (259 us). The number
859 of trace entries displayed and the total number (both are four: #4/4).
860 VP, KP, SP, and HP are always zero and are reserved for later use.
861 #P is the number of online CPUs (#P:4).
862
863 The task is the process that was running when the latency
864 occurred. (ps pid: 6143).
865
866 The start and stop (the functions in which the interrupts were
867 disabled and enabled respectively) that caused the latencies:
868
869   - __lock_task_sighand is where the interrupts were disabled.
870   - _raw_spin_unlock_irqrestore is where they were enabled again.
871
872 The next lines after the header are the trace itself. The header
873 explains which is which.
874
875   cmd: The name of the process in the trace.
876
877   pid: The PID of that process.
878
879   CPU#: The CPU which the process was running on.
880
881   irqs-off: 'd' interrupts are disabled. '.' otherwise.
882         .. caution:: If the architecture does not support a way to
883                 read the irq flags variable, an 'X' will always
884                 be printed here.
885
886   need-resched:
887         - 'N' both TIF_NEED_RESCHED and PREEMPT_NEED_RESCHED is set,
888         - 'n' only TIF_NEED_RESCHED is set,
889         - 'p' only PREEMPT_NEED_RESCHED is set,
890         - '.' otherwise.
891
892   hardirq/softirq:
893         - 'Z' - NMI occurred inside a hardirq
894         - 'z' - NMI is running
895         - 'H' - hard irq occurred inside a softirq.
896         - 'h' - hard irq is running
897         - 's' - soft irq is running
898         - '.' - normal context.
899
900   preempt-depth: The level of preempt_disabled
901
902 The above is mostly meaningful for kernel developers.
903
904   time:
905         When the latency-format option is enabled, the trace file
906         output includes a timestamp relative to the start of the
907         trace. This differs from the output when latency-format
908         is disabled, which includes an absolute timestamp.
909
910   delay:
911         This is just to help catch your eye a bit better. And
912         needs to be fixed to be only relative to the same CPU.
913         The marks are determined by the difference between this
914         current trace and the next trace.
915
916           - '$' - greater than 1 second
917           - '@' - greater than 100 millisecond
918           - '*' - greater than 10 millisecond
919           - '#' - greater than 1000 microsecond
920           - '!' - greater than 100 microsecond
921           - '+' - greater than 10 microsecond
922           - ' ' - less than or equal to 10 microsecond.
923
924   The rest is the same as the 'trace' file.
925
926   Note, the latency tracers will usually end with a back trace
927   to easily find where the latency occurred.
928
929 trace_options
930 -------------
931
932 The trace_options file (or the options directory) is used to control
933 what gets printed in the trace output, or manipulate the tracers.
934 To see what is available, simply cat the file::
935
936   cat trace_options
937         print-parent
938         nosym-offset
939         nosym-addr
940         noverbose
941         noraw
942         nohex
943         nobin
944         noblock
945         trace_printk
946         annotate
947         nouserstacktrace
948         nosym-userobj
949         noprintk-msg-only
950         context-info
951         nolatency-format
952         record-cmd
953         norecord-tgid
954         overwrite
955         nodisable_on_free
956         irq-info
957         markers
958         noevent-fork
959         function-trace
960         nofunction-fork
961         nodisplay-graph
962         nostacktrace
963         nobranch
964
965 To disable one of the options, echo in the option prepended with
966 "no"::
967
968   echo noprint-parent > trace_options
969
970 To enable an option, leave off the "no"::
971
972   echo sym-offset > trace_options
973
974 Here are the available options:
975
976   print-parent
977         On function traces, display the calling (parent)
978         function as well as the function being traced.
979         ::
980
981           print-parent:
982            bash-4000  [01]  1477.606694: simple_strtoul <-kstrtoul
983
984           noprint-parent:
985            bash-4000  [01]  1477.606694: simple_strtoul
986
987
988   sym-offset
989         Display not only the function name, but also the
990         offset in the function. For example, instead of
991         seeing just "ktime_get", you will see
992         "ktime_get+0xb/0x20".
993         ::
994
995           sym-offset:
996            bash-4000  [01]  1477.606694: simple_strtoul+0x6/0xa0
997
998   sym-addr
999         This will also display the function address as well
1000         as the function name.
1001         ::
1002
1003           sym-addr:
1004            bash-4000  [01]  1477.606694: simple_strtoul <c0339346>
1005
1006   verbose
1007         This deals with the trace file when the
1008         latency-format option is enabled.
1009         ::
1010
1011             bash  4000 1 0 00000000 00010a95 [58127d26] 1720.415ms \
1012             (+0.000ms): simple_strtoul (kstrtoul)
1013
1014   raw
1015         This will display raw numbers. This option is best for
1016         use with user applications that can translate the raw
1017         numbers better than having it done in the kernel.
1018
1019   hex
1020         Similar to raw, but the numbers will be in a hexadecimal format.
1021
1022   bin
1023         This will print out the formats in raw binary.
1024
1025   block
1026         When set, reading trace_pipe will not block when polled.
1027
1028   trace_printk
1029         Can disable trace_printk() from writing into the buffer.
1030
1031   annotate
1032         It is sometimes confusing when the CPU buffers are full
1033         and one CPU buffer had a lot of events recently, thus
1034         a shorter time frame, were another CPU may have only had
1035         a few events, which lets it have older events. When
1036         the trace is reported, it shows the oldest events first,
1037         and it may look like only one CPU ran (the one with the
1038         oldest events). When the annotate option is set, it will
1039         display when a new CPU buffer started::
1040
1041                           <idle>-0     [001] dNs4 21169.031481: wake_up_idle_cpu <-add_timer_on
1042                           <idle>-0     [001] dNs4 21169.031482: _raw_spin_unlock_irqrestore <-add_timer_on
1043                           <idle>-0     [001] .Ns4 21169.031484: sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock_irqrestore
1044                 ##### CPU 2 buffer started ####
1045                           <idle>-0     [002] .N.1 21169.031484: rcu_idle_exit <-cpu_idle
1046                           <idle>-0     [001] .Ns3 21169.031484: _raw_spin_unlock <-clocksource_watchdog
1047                           <idle>-0     [001] .Ns3 21169.031485: sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock
1048
1049   userstacktrace
1050         This option changes the trace. It records a
1051         stacktrace of the current user space thread after
1052         each trace event.
1053
1054   sym-userobj
1055         when user stacktrace are enabled, look up which
1056         object the address belongs to, and print a
1057         relative address. This is especially useful when
1058         ASLR is on, otherwise you don't get a chance to
1059         resolve the address to object/file/line after
1060         the app is no longer running
1061
1062         The lookup is performed when you read
1063         trace,trace_pipe. Example::
1064
1065                   a.out-1623  [000] 40874.465068: /root/a.out[+0x480] <-/root/a.out[+0
1066                   x494] <- /root/a.out[+0x4a8] <- /lib/libc-2.7.so[+0x1e1a6]
1067
1068
1069   printk-msg-only
1070         When set, trace_printk()s will only show the format
1071         and not their parameters (if trace_bprintk() or
1072         trace_bputs() was used to save the trace_printk()).
1073
1074   context-info
1075         Show only the event data. Hides the comm, PID,
1076         timestamp, CPU, and other useful data.
1077
1078   latency-format
1079         This option changes the trace output. When it is enabled,
1080         the trace displays additional information about the
1081         latency, as described in "Latency trace format".
1082
1083   record-cmd
1084         When any event or tracer is enabled, a hook is enabled
1085         in the sched_switch trace point to fill comm cache
1086         with mapped pids and comms. But this may cause some
1087         overhead, and if you only care about pids, and not the
1088         name of the task, disabling this option can lower the
1089         impact of tracing. See "saved_cmdlines".
1090
1091   record-tgid
1092         When any event or tracer is enabled, a hook is enabled
1093         in the sched_switch trace point to fill the cache of
1094         mapped Thread Group IDs (TGID) mapping to pids. See
1095         "saved_tgids".
1096
1097   overwrite
1098         This controls what happens when the trace buffer is
1099         full. If "1" (default), the oldest events are
1100         discarded and overwritten. If "0", then the newest
1101         events are discarded.
1102         (see per_cpu/cpu0/stats for overrun and dropped)
1103
1104   disable_on_free
1105         When the free_buffer is closed, tracing will
1106         stop (tracing_on set to 0).
1107
1108   irq-info
1109         Shows the interrupt, preempt count, need resched data.
1110         When disabled, the trace looks like::
1111
1112                 # tracer: function
1113                 #
1114                 # entries-in-buffer/entries-written: 144405/9452052   #P:4
1115                 #
1116                 #           TASK-PID   CPU#      TIMESTAMP  FUNCTION
1117                 #              | |       |          |         |
1118                           <idle>-0     [002]  23636.756054: ttwu_do_activate.constprop.89 <-try_to_wake_up
1119                           <idle>-0     [002]  23636.756054: activate_task <-ttwu_do_activate.constprop.89
1120                           <idle>-0     [002]  23636.756055: enqueue_task <-activate_task
1121
1122
1123   markers
1124         When set, the trace_marker is writable (only by root).
1125         When disabled, the trace_marker will error with EINVAL
1126         on write.
1127
1128   event-fork
1129         When set, tasks with PIDs listed in set_event_pid will have
1130         the PIDs of their children added to set_event_pid when those
1131         tasks fork. Also, when tasks with PIDs in set_event_pid exit,
1132         their PIDs will be removed from the file.
1133
1134   function-trace
1135         The latency tracers will enable function tracing
1136         if this option is enabled (default it is). When
1137         it is disabled, the latency tracers do not trace
1138         functions. This keeps the overhead of the tracer down
1139         when performing latency tests.
1140
1141   function-fork
1142         When set, tasks with PIDs listed in set_ftrace_pid will
1143         have the PIDs of their children added to set_ftrace_pid
1144         when those tasks fork. Also, when tasks with PIDs in
1145         set_ftrace_pid exit, their PIDs will be removed from the
1146         file.
1147
1148   display-graph
1149         When set, the latency tracers (irqsoff, wakeup, etc) will
1150         use function graph tracing instead of function tracing.
1151
1152   stacktrace
1153         When set, a stack trace is recorded after any trace event
1154         is recorded.
1155
1156   branch
1157         Enable branch tracing with the tracer. This enables branch
1158         tracer along with the currently set tracer. Enabling this
1159         with the "nop" tracer is the same as just enabling the
1160         "branch" tracer.
1161
1162 .. tip:: Some tracers have their own options. They only appear in this
1163        file when the tracer is active. They always appear in the
1164        options directory.
1165
1166
1167 Here are the per tracer options:
1168
1169 Options for function tracer:
1170
1171   func_stack_trace
1172         When set, a stack trace is recorded after every
1173         function that is recorded. NOTE! Limit the functions
1174         that are recorded before enabling this, with
1175         "set_ftrace_filter" otherwise the system performance
1176         will be critically degraded. Remember to disable
1177         this option before clearing the function filter.
1178
1179 Options for function_graph tracer:
1180
1181  Since the function_graph tracer has a slightly different output
1182  it has its own options to control what is displayed.
1183
1184   funcgraph-overrun
1185         When set, the "overrun" of the graph stack is
1186         displayed after each function traced. The
1187         overrun, is when the stack depth of the calls
1188         is greater than what is reserved for each task.
1189         Each task has a fixed array of functions to
1190         trace in the call graph. If the depth of the
1191         calls exceeds that, the function is not traced.
1192         The overrun is the number of functions missed
1193         due to exceeding this array.
1194
1195   funcgraph-cpu
1196         When set, the CPU number of the CPU where the trace
1197         occurred is displayed.
1198
1199   funcgraph-overhead
1200         When set, if the function takes longer than
1201         A certain amount, then a delay marker is
1202         displayed. See "delay" above, under the
1203         header description.
1204
1205   funcgraph-proc
1206         Unlike other tracers, the process' command line
1207         is not displayed by default, but instead only
1208         when a task is traced in and out during a context
1209         switch. Enabling this options has the command
1210         of each process displayed at every line.
1211
1212   funcgraph-duration
1213         At the end of each function (the return)
1214         the duration of the amount of time in the
1215         function is displayed in microseconds.
1216
1217   funcgraph-abstime
1218         When set, the timestamp is displayed at each line.
1219
1220   funcgraph-irqs
1221         When disabled, functions that happen inside an
1222         interrupt will not be traced.
1223
1224   funcgraph-tail
1225         When set, the return event will include the function
1226         that it represents. By default this is off, and
1227         only a closing curly bracket "}" is displayed for
1228         the return of a function.
1229
1230   sleep-time
1231         When running function graph tracer, to include
1232         the time a task schedules out in its function.
1233         When enabled, it will account time the task has been
1234         scheduled out as part of the function call.
1235
1236   graph-time
1237         When running function profiler with function graph tracer,
1238         to include the time to call nested functions. When this is
1239         not set, the time reported for the function will only
1240         include the time the function itself executed for, not the
1241         time for functions that it called.
1242
1243 Options for blk tracer:
1244
1245   blk_classic
1246         Shows a more minimalistic output.
1247
1248
1249 irqsoff
1250 -------
1251
1252 When interrupts are disabled, the CPU can not react to any other
1253 external event (besides NMIs and SMIs). This prevents the timer
1254 interrupt from triggering or the mouse interrupt from letting
1255 the kernel know of a new mouse event. The result is a latency
1256 with the reaction time.
1257
1258 The irqsoff tracer tracks the time for which interrupts are
1259 disabled. When a new maximum latency is hit, the tracer saves
1260 the trace leading up to that latency point so that every time a
1261 new maximum is reached, the old saved trace is discarded and the
1262 new trace is saved.
1263
1264 To reset the maximum, echo 0 into tracing_max_latency. Here is
1265 an example::
1266
1267   # echo 0 > options/function-trace
1268   # echo irqsoff > current_tracer
1269   # echo 1 > tracing_on
1270   # echo 0 > tracing_max_latency
1271   # ls -ltr
1272   [...]
1273   # echo 0 > tracing_on
1274   # cat trace
1275   # tracer: irqsoff
1276   #
1277   # irqsoff latency trace v1.1.5 on 3.8.0-test+
1278   # --------------------------------------------------------------------
1279   # latency: 16 us, #4/4, CPU#0 | (M:preempt VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
1280   #    -----------------
1281   #    | task: swapper/0-0 (uid:0 nice:0 policy:0 rt_prio:0)
1282   #    -----------------
1283   #  => started at: run_timer_softirq
1284   #  => ended at:   run_timer_softirq
1285   #
1286   #
1287   #                  _------=> CPU#            
1288   #                 / _-----=> irqs-off        
1289   #                | / _----=> need-resched    
1290   #                || / _---=> hardirq/softirq 
1291   #                ||| / _--=> preempt-depth   
1292   #                |||| /     delay             
1293   #  cmd     pid   ||||| time  |   caller      
1294   #     \   /      |||||  \    |   /           
1295     <idle>-0       0d.s2    0us+: _raw_spin_lock_irq <-run_timer_softirq
1296     <idle>-0       0dNs3   17us : _raw_spin_unlock_irq <-run_timer_softirq
1297     <idle>-0       0dNs3   17us+: trace_hardirqs_on <-run_timer_softirq
1298     <idle>-0       0dNs3   25us : <stack trace>
1299    => _raw_spin_unlock_irq
1300    => run_timer_softirq
1301    => __do_softirq
1302    => call_softirq
1303    => do_softirq
1304    => irq_exit
1305    => smp_apic_timer_interrupt
1306    => apic_timer_interrupt
1307    => rcu_idle_exit
1308    => cpu_idle
1309    => rest_init
1310    => start_kernel
1311    => x86_64_start_reservations
1312    => x86_64_start_kernel
1313
1314 Here we see that that we had a latency of 16 microseconds (which is
1315 very good). The _raw_spin_lock_irq in run_timer_softirq disabled
1316 interrupts. The difference between the 16 and the displayed
1317 timestamp 25us occurred because the clock was incremented
1318 between the time of recording the max latency and the time of
1319 recording the function that had that latency.
1320
1321 Note the above example had function-trace not set. If we set
1322 function-trace, we get a much larger output::
1323
1324  with echo 1 > options/function-trace
1325
1326   # tracer: irqsoff
1327   #
1328   # irqsoff latency trace v1.1.5 on 3.8.0-test+
1329   # --------------------------------------------------------------------
1330   # latency: 71 us, #168/168, CPU#3 | (M:preempt VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
1331   #    -----------------
1332   #    | task: bash-2042 (uid:0 nice:0 policy:0 rt_prio:0)
1333   #    -----------------
1334   #  => started at: ata_scsi_queuecmd
1335   #  => ended at:   ata_scsi_queuecmd
1336   #
1337   #
1338   #                  _------=> CPU#            
1339   #                 / _-----=> irqs-off        
1340   #                | / _----=> need-resched    
1341   #                || / _---=> hardirq/softirq 
1342   #                ||| / _--=> preempt-depth   
1343   #                |||| /     delay             
1344   #  cmd     pid   ||||| time  |   caller      
1345   #     \   /      |||||  \    |   /           
1346       bash-2042    3d...    0us : _raw_spin_lock_irqsave <-ata_scsi_queuecmd
1347       bash-2042    3d...    0us : add_preempt_count <-_raw_spin_lock_irqsave
1348       bash-2042    3d..1    1us : ata_scsi_find_dev <-ata_scsi_queuecmd
1349       bash-2042    3d..1    1us : __ata_scsi_find_dev <-ata_scsi_find_dev
1350       bash-2042    3d..1    2us : ata_find_dev.part.14 <-__ata_scsi_find_dev
1351       bash-2042    3d..1    2us : ata_qc_new_init <-__ata_scsi_queuecmd
1352       bash-2042    3d..1    3us : ata_sg_init <-__ata_scsi_queuecmd
1353       bash-2042    3d..1    4us : ata_scsi_rw_xlat <-__ata_scsi_queuecmd
1354       bash-2042    3d..1    4us : ata_build_rw_tf <-ata_scsi_rw_xlat
1355   [...]
1356       bash-2042    3d..1   67us : delay_tsc <-__delay
1357       bash-2042    3d..1   67us : add_preempt_count <-delay_tsc
1358       bash-2042    3d..2   67us : sub_preempt_count <-delay_tsc
1359       bash-2042    3d..1   67us : add_preempt_count <-delay_tsc
1360       bash-2042    3d..2   68us : sub_preempt_count <-delay_tsc
1361       bash-2042    3d..1   68us+: ata_bmdma_start <-ata_bmdma_qc_issue
1362       bash-2042    3d..1   71us : _raw_spin_unlock_irqrestore <-ata_scsi_queuecmd
1363       bash-2042    3d..1   71us : _raw_spin_unlock_irqrestore <-ata_scsi_queuecmd
1364       bash-2042    3d..1   72us+: trace_hardirqs_on <-ata_scsi_queuecmd
1365       bash-2042    3d..1  120us : <stack trace>
1366    => _raw_spin_unlock_irqrestore
1367    => ata_scsi_queuecmd
1368    => scsi_dispatch_cmd
1369    => scsi_request_fn
1370    => __blk_run_queue_uncond
1371    => __blk_run_queue
1372    => blk_queue_bio
1373    => generic_make_request
1374    => submit_bio
1375    => submit_bh
1376    => __ext3_get_inode_loc
1377    => ext3_iget
1378    => ext3_lookup
1379    => lookup_real
1380    => __lookup_hash
1381    => walk_component
1382    => lookup_last
1383    => path_lookupat
1384    => filename_lookup
1385    => user_path_at_empty
1386    => user_path_at
1387    => vfs_fstatat
1388    => vfs_stat
1389    => sys_newstat
1390    => system_call_fastpath
1391
1392
1393 Here we traced a 71 microsecond latency. But we also see all the
1394 functions that were called during that time. Note that by
1395 enabling function tracing, we incur an added overhead. This
1396 overhead may extend the latency times. But nevertheless, this
1397 trace has provided some very helpful debugging information.
1398
1399 If we prefer function graph output instead of function, we can set
1400 display-graph option::
1401  with echo 1 > options/display-graph
1402
1403   # tracer: irqsoff
1404   #
1405   # irqsoff latency trace v1.1.5 on 4.20.0-rc6+
1406   # --------------------------------------------------------------------
1407   # latency: 3751 us, #274/274, CPU#0 | (M:desktop VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
1408   #    -----------------
1409   #    | task: bash-1507 (uid:0 nice:0 policy:0 rt_prio:0)
1410   #    -----------------
1411   #  => started at: free_debug_processing
1412   #  => ended at:   return_to_handler
1413   #
1414   #
1415   #                                       _-----=> irqs-off
1416   #                                      / _----=> need-resched
1417   #                                     | / _---=> hardirq/softirq
1418   #                                     || / _--=> preempt-depth
1419   #                                     ||| /
1420   #   REL TIME      CPU  TASK/PID       ||||     DURATION                  FUNCTION CALLS
1421   #      |          |     |    |        ||||      |   |                     |   |   |   |
1422           0 us |   0)   bash-1507    |  d... |   0.000 us    |  _raw_spin_lock_irqsave();
1423           0 us |   0)   bash-1507    |  d..1 |   0.378 us    |    do_raw_spin_trylock();
1424           1 us |   0)   bash-1507    |  d..2 |               |    set_track() {
1425           2 us |   0)   bash-1507    |  d..2 |               |      save_stack_trace() {
1426           2 us |   0)   bash-1507    |  d..2 |               |        __save_stack_trace() {
1427           3 us |   0)   bash-1507    |  d..2 |               |          __unwind_start() {
1428           3 us |   0)   bash-1507    |  d..2 |               |            get_stack_info() {
1429           3 us |   0)   bash-1507    |  d..2 |   0.351 us    |              in_task_stack();
1430           4 us |   0)   bash-1507    |  d..2 |   1.107 us    |            }
1431   [...]
1432        3750 us |   0)   bash-1507    |  d..1 |   0.516 us    |      do_raw_spin_unlock();
1433        3750 us |   0)   bash-1507    |  d..1 |   0.000 us    |  _raw_spin_unlock_irqrestore();
1434        3764 us |   0)   bash-1507    |  d..1 |   0.000 us    |  tracer_hardirqs_on();
1435       bash-1507    0d..1 3792us : <stack trace>
1436    => free_debug_processing
1437    => __slab_free
1438    => kmem_cache_free
1439    => vm_area_free
1440    => remove_vma
1441    => exit_mmap
1442    => mmput
1443    => flush_old_exec
1444    => load_elf_binary
1445    => search_binary_handler
1446    => __do_execve_file.isra.32
1447    => __x64_sys_execve
1448    => do_syscall_64
1449    => entry_SYSCALL_64_after_hwframe
1450
1451 preemptoff
1452 ----------
1453
1454 When preemption is disabled, we may be able to receive
1455 interrupts but the task cannot be preempted and a higher
1456 priority task must wait for preemption to be enabled again
1457 before it can preempt a lower priority task.
1458
1459 The preemptoff tracer traces the places that disable preemption.
1460 Like the irqsoff tracer, it records the maximum latency for
1461 which preemption was disabled. The control of preemptoff tracer
1462 is much like the irqsoff tracer.
1463 ::
1464
1465   # echo 0 > options/function-trace
1466   # echo preemptoff > current_tracer
1467   # echo 1 > tracing_on
1468   # echo 0 > tracing_max_latency
1469   # ls -ltr
1470   [...]
1471   # echo 0 > tracing_on
1472   # cat trace
1473   # tracer: preemptoff
1474   #
1475   # preemptoff latency trace v1.1.5 on 3.8.0-test+
1476   # --------------------------------------------------------------------
1477   # latency: 46 us, #4/4, CPU#1 | (M:preempt VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
1478   #    -----------------
1479   #    | task: sshd-1991 (uid:0 nice:0 policy:0 rt_prio:0)
1480   #    -----------------
1481   #  => started at: do_IRQ
1482   #  => ended at:   do_IRQ
1483   #
1484   #
1485   #                  _------=> CPU#            
1486   #                 / _-----=> irqs-off        
1487   #                | / _----=> need-resched    
1488   #                || / _---=> hardirq/softirq 
1489   #                ||| / _--=> preempt-depth   
1490   #                |||| /     delay             
1491   #  cmd     pid   ||||| time  |   caller      
1492   #     \   /      |||||  \    |   /           
1493       sshd-1991    1d.h.    0us+: irq_enter <-do_IRQ
1494       sshd-1991    1d..1   46us : irq_exit <-do_IRQ
1495       sshd-1991    1d..1   47us+: trace_preempt_on <-do_IRQ
1496       sshd-1991    1d..1   52us : <stack trace>
1497    => sub_preempt_count
1498    => irq_exit
1499    => do_IRQ
1500    => ret_from_intr
1501
1502
1503 This has some more changes. Preemption was disabled when an
1504 interrupt came in (notice the 'h'), and was enabled on exit.
1505 But we also see that interrupts have been disabled when entering
1506 the preempt off section and leaving it (the 'd'). We do not know if
1507 interrupts were enabled in the mean time or shortly after this
1508 was over.
1509 ::
1510
1511   # tracer: preemptoff
1512   #
1513   # preemptoff latency trace v1.1.5 on 3.8.0-test+
1514   # --------------------------------------------------------------------
1515   # latency: 83 us, #241/241, CPU#1 | (M:preempt VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
1516   #    -----------------
1517   #    | task: bash-1994 (uid:0 nice:0 policy:0 rt_prio:0)
1518   #    -----------------
1519   #  => started at: wake_up_new_task
1520   #  => ended at:   task_rq_unlock
1521   #
1522   #
1523   #                  _------=> CPU#            
1524   #                 / _-----=> irqs-off        
1525   #                | / _----=> need-resched    
1526   #                || / _---=> hardirq/softirq 
1527   #                ||| / _--=> preempt-depth   
1528   #                |||| /     delay             
1529   #  cmd     pid   ||||| time  |   caller      
1530   #     \   /      |||||  \    |   /           
1531       bash-1994    1d..1    0us : _raw_spin_lock_irqsave <-wake_up_new_task
1532       bash-1994    1d..1    0us : select_task_rq_fair <-select_task_rq
1533       bash-1994    1d..1    1us : __rcu_read_lock <-select_task_rq_fair
1534       bash-1994    1d..1    1us : source_load <-select_task_rq_fair
1535       bash-1994    1d..1    1us : source_load <-select_task_rq_fair
1536   [...]
1537       bash-1994    1d..1   12us : irq_enter <-smp_apic_timer_interrupt
1538       bash-1994    1d..1   12us : rcu_irq_enter <-irq_enter
1539       bash-1994    1d..1   13us : add_preempt_count <-irq_enter
1540       bash-1994    1d.h1   13us : exit_idle <-smp_apic_timer_interrupt
1541       bash-1994    1d.h1   13us : hrtimer_interrupt <-smp_apic_timer_interrupt
1542       bash-1994    1d.h1   13us : _raw_spin_lock <-hrtimer_interrupt
1543       bash-1994    1d.h1   14us : add_preempt_count <-_raw_spin_lock
1544       bash-1994    1d.h2   14us : ktime_get_update_offsets <-hrtimer_interrupt
1545   [...]
1546       bash-1994    1d.h1   35us : lapic_next_event <-clockevents_program_event
1547       bash-1994    1d.h1   35us : irq_exit <-smp_apic_timer_interrupt
1548       bash-1994    1d.h1   36us : sub_preempt_count <-irq_exit
1549       bash-1994    1d..2   36us : do_softirq <-irq_exit
1550       bash-1994    1d..2   36us : __do_softirq <-call_softirq
1551       bash-1994    1d..2   36us : __local_bh_disable <-__do_softirq
1552       bash-1994    1d.s2   37us : add_preempt_count <-_raw_spin_lock_irq
1553       bash-1994    1d.s3   38us : _raw_spin_unlock <-run_timer_softirq
1554       bash-1994    1d.s3   39us : sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock
1555       bash-1994    1d.s2   39us : call_timer_fn <-run_timer_softirq
1556   [...]
1557       bash-1994    1dNs2   81us : cpu_needs_another_gp <-rcu_process_callbacks
1558       bash-1994    1dNs2   82us : __local_bh_enable <-__do_softirq
1559       bash-1994    1dNs2   82us : sub_preempt_count <-__local_bh_enable
1560       bash-1994    1dN.2   82us : idle_cpu <-irq_exit
1561       bash-1994    1dN.2   83us : rcu_irq_exit <-irq_exit
1562       bash-1994    1dN.2   83us : sub_preempt_count <-irq_exit
1563       bash-1994    1.N.1   84us : _raw_spin_unlock_irqrestore <-task_rq_unlock
1564       bash-1994    1.N.1   84us+: trace_preempt_on <-task_rq_unlock
1565       bash-1994    1.N.1  104us : <stack trace>
1566    => sub_preempt_count
1567    => _raw_spin_unlock_irqrestore
1568    => task_rq_unlock
1569    => wake_up_new_task
1570    => do_fork
1571    => sys_clone
1572    => stub_clone
1573
1574
1575 The above is an example of the preemptoff trace with
1576 function-trace set. Here we see that interrupts were not disabled
1577 the entire time. The irq_enter code lets us know that we entered
1578 an interrupt 'h'. Before that, the functions being traced still
1579 show that it is not in an interrupt, but we can see from the
1580 functions themselves that this is not the case.
1581
1582 preemptirqsoff
1583 --------------
1584
1585 Knowing the locations that have interrupts disabled or
1586 preemption disabled for the longest times is helpful. But
1587 sometimes we would like to know when either preemption and/or
1588 interrupts are disabled.
1589
1590 Consider the following code::
1591
1592     local_irq_disable();
1593     call_function_with_irqs_off();
1594     preempt_disable();
1595     call_function_with_irqs_and_preemption_off();
1596     local_irq_enable();
1597     call_function_with_preemption_off();
1598     preempt_enable();
1599
1600 The irqsoff tracer will record the total length of
1601 call_function_with_irqs_off() and
1602 call_function_with_irqs_and_preemption_off().
1603
1604 The preemptoff tracer will record the total length of
1605 call_function_with_irqs_and_preemption_off() and
1606 call_function_with_preemption_off().
1607
1608 But neither will trace the time that interrupts and/or
1609 preemption is disabled. This total time is the time that we can
1610 not schedule. To record this time, use the preemptirqsoff
1611 tracer.
1612
1613 Again, using this trace is much like the irqsoff and preemptoff
1614 tracers.
1615 ::
1616
1617   # echo 0 > options/function-trace
1618   # echo preemptirqsoff > current_tracer
1619   # echo 1 > tracing_on
1620   # echo 0 > tracing_max_latency
1621   # ls -ltr
1622   [...]
1623   # echo 0 > tracing_on
1624   # cat trace
1625   # tracer: preemptirqsoff
1626   #
1627   # preemptirqsoff latency trace v1.1.5 on 3.8.0-test+
1628   # --------------------------------------------------------------------
1629   # latency: 100 us, #4/4, CPU#3 | (M:preempt VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
1630   #    -----------------
1631   #    | task: ls-2230 (uid:0 nice:0 policy:0 rt_prio:0)
1632   #    -----------------
1633   #  => started at: ata_scsi_queuecmd
1634   #  => ended at:   ata_scsi_queuecmd
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         ls-2230    3d...    0us+: _raw_spin_lock_irqsave <-ata_scsi_queuecmd
1646         ls-2230    3...1  100us : _raw_spin_unlock_irqrestore <-ata_scsi_queuecmd
1647         ls-2230    3...1  101us+: trace_preempt_on <-ata_scsi_queuecmd
1648         ls-2230    3...1  111us : <stack trace>
1649    => sub_preempt_count
1650    => _raw_spin_unlock_irqrestore
1651    => ata_scsi_queuecmd
1652    => scsi_dispatch_cmd
1653    => scsi_request_fn
1654    => __blk_run_queue_uncond
1655    => __blk_run_queue
1656    => blk_queue_bio
1657    => generic_make_request
1658    => submit_bio
1659    => submit_bh
1660    => ext3_bread
1661    => ext3_dir_bread
1662    => htree_dirblock_to_tree
1663    => ext3_htree_fill_tree
1664    => ext3_readdir
1665    => vfs_readdir
1666    => sys_getdents
1667    => system_call_fastpath
1668
1669
1670 The trace_hardirqs_off_thunk is called from assembly on x86 when
1671 interrupts are disabled in the assembly code. Without the
1672 function tracing, we do not know if interrupts were enabled
1673 within the preemption points. We do see that it started with
1674 preemption enabled.
1675
1676 Here is a trace with function-trace set::
1677
1678   # tracer: preemptirqsoff
1679   #
1680   # preemptirqsoff latency trace v1.1.5 on 3.8.0-test+
1681   # --------------------------------------------------------------------
1682   # latency: 161 us, #339/339, CPU#3 | (M:preempt VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
1683   #    -----------------
1684   #    | task: ls-2269 (uid:0 nice:0 policy:0 rt_prio:0)
1685   #    -----------------
1686   #  => started at: schedule
1687   #  => ended at:   mutex_unlock
1688   #
1689   #
1690   #                  _------=> CPU#            
1691   #                 / _-----=> irqs-off        
1692   #                | / _----=> need-resched    
1693   #                || / _---=> hardirq/softirq 
1694   #                ||| / _--=> preempt-depth   
1695   #                |||| /     delay             
1696   #  cmd     pid   ||||| time  |   caller      
1697   #     \   /      |||||  \    |   /           
1698   kworker/-59      3...1    0us : __schedule <-schedule
1699   kworker/-59      3d..1    0us : rcu_preempt_qs <-rcu_note_context_switch
1700   kworker/-59      3d..1    1us : add_preempt_count <-_raw_spin_lock_irq
1701   kworker/-59      3d..2    1us : deactivate_task <-__schedule
1702   kworker/-59      3d..2    1us : dequeue_task <-deactivate_task
1703   kworker/-59      3d..2    2us : update_rq_clock <-dequeue_task
1704   kworker/-59      3d..2    2us : dequeue_task_fair <-dequeue_task
1705   kworker/-59      3d..2    2us : update_curr <-dequeue_task_fair
1706   kworker/-59      3d..2    2us : update_min_vruntime <-update_curr
1707   kworker/-59      3d..2    3us : cpuacct_charge <-update_curr
1708   kworker/-59      3d..2    3us : __rcu_read_lock <-cpuacct_charge
1709   kworker/-59      3d..2    3us : __rcu_read_unlock <-cpuacct_charge
1710   kworker/-59      3d..2    3us : update_cfs_rq_blocked_load <-dequeue_task_fair
1711   kworker/-59      3d..2    4us : clear_buddies <-dequeue_task_fair
1712   kworker/-59      3d..2    4us : account_entity_dequeue <-dequeue_task_fair
1713   kworker/-59      3d..2    4us : update_min_vruntime <-dequeue_task_fair
1714   kworker/-59      3d..2    4us : update_cfs_shares <-dequeue_task_fair
1715   kworker/-59      3d..2    5us : hrtick_update <-dequeue_task_fair
1716   kworker/-59      3d..2    5us : wq_worker_sleeping <-__schedule
1717   kworker/-59      3d..2    5us : kthread_data <-wq_worker_sleeping
1718   kworker/-59      3d..2    5us : put_prev_task_fair <-__schedule
1719   kworker/-59      3d..2    6us : pick_next_task_fair <-pick_next_task
1720   kworker/-59      3d..2    6us : clear_buddies <-pick_next_task_fair
1721   kworker/-59      3d..2    6us : set_next_entity <-pick_next_task_fair
1722   kworker/-59      3d..2    6us : update_stats_wait_end <-set_next_entity
1723         ls-2269    3d..2    7us : finish_task_switch <-__schedule
1724         ls-2269    3d..2    7us : _raw_spin_unlock_irq <-finish_task_switch
1725         ls-2269    3d..2    8us : do_IRQ <-ret_from_intr
1726         ls-2269    3d..2    8us : irq_enter <-do_IRQ
1727         ls-2269    3d..2    8us : rcu_irq_enter <-irq_enter
1728         ls-2269    3d..2    9us : add_preempt_count <-irq_enter
1729         ls-2269    3d.h2    9us : exit_idle <-do_IRQ
1730   [...]
1731         ls-2269    3d.h3   20us : sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock
1732         ls-2269    3d.h2   20us : irq_exit <-do_IRQ
1733         ls-2269    3d.h2   21us : sub_preempt_count <-irq_exit
1734         ls-2269    3d..3   21us : do_softirq <-irq_exit
1735         ls-2269    3d..3   21us : __do_softirq <-call_softirq
1736         ls-2269    3d..3   21us+: __local_bh_disable <-__do_softirq
1737         ls-2269    3d.s4   29us : sub_preempt_count <-_local_bh_enable_ip
1738         ls-2269    3d.s5   29us : sub_preempt_count <-_local_bh_enable_ip
1739         ls-2269    3d.s5   31us : do_IRQ <-ret_from_intr
1740         ls-2269    3d.s5   31us : irq_enter <-do_IRQ
1741         ls-2269    3d.s5   31us : rcu_irq_enter <-irq_enter
1742   [...]
1743         ls-2269    3d.s5   31us : rcu_irq_enter <-irq_enter
1744         ls-2269    3d.s5   32us : add_preempt_count <-irq_enter
1745         ls-2269    3d.H5   32us : exit_idle <-do_IRQ
1746         ls-2269    3d.H5   32us : handle_irq <-do_IRQ
1747         ls-2269    3d.H5   32us : irq_to_desc <-handle_irq
1748         ls-2269    3d.H5   33us : handle_fasteoi_irq <-handle_irq
1749   [...]
1750         ls-2269    3d.s5  158us : _raw_spin_unlock_irqrestore <-rtl8139_poll
1751         ls-2269    3d.s3  158us : net_rps_action_and_irq_enable.isra.65 <-net_rx_action
1752         ls-2269    3d.s3  159us : __local_bh_enable <-__do_softirq
1753         ls-2269    3d.s3  159us : sub_preempt_count <-__local_bh_enable
1754         ls-2269    3d..3  159us : idle_cpu <-irq_exit
1755         ls-2269    3d..3  159us : rcu_irq_exit <-irq_exit
1756         ls-2269    3d..3  160us : sub_preempt_count <-irq_exit
1757         ls-2269    3d...  161us : __mutex_unlock_slowpath <-mutex_unlock
1758         ls-2269    3d...  162us+: trace_hardirqs_on <-mutex_unlock
1759         ls-2269    3d...  186us : <stack trace>
1760    => __mutex_unlock_slowpath
1761    => mutex_unlock
1762    => process_output
1763    => n_tty_write
1764    => tty_write
1765    => vfs_write
1766    => sys_write
1767    => system_call_fastpath
1768
1769 This is an interesting trace. It started with kworker running and
1770 scheduling out and ls taking over. But as soon as ls released the
1771 rq lock and enabled interrupts (but not preemption) an interrupt
1772 triggered. When the interrupt finished, it started running softirqs.
1773 But while the softirq was running, another interrupt triggered.
1774 When an interrupt is running inside a softirq, the annotation is 'H'.
1775
1776
1777 wakeup
1778 ------
1779
1780 One common case that people are interested in tracing is the
1781 time it takes for a task that is woken to actually wake up.
1782 Now for non Real-Time tasks, this can be arbitrary. But tracing
1783 it none the less can be interesting. 
1784
1785 Without function tracing::
1786
1787   # echo 0 > options/function-trace
1788   # echo wakeup > current_tracer
1789   # echo 1 > tracing_on
1790   # echo 0 > tracing_max_latency
1791   # chrt -f 5 sleep 1
1792   # echo 0 > tracing_on
1793   # cat trace
1794   # tracer: wakeup
1795   #
1796   # wakeup latency trace v1.1.5 on 3.8.0-test+
1797   # --------------------------------------------------------------------
1798   # latency: 15 us, #4/4, CPU#3 | (M:preempt VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
1799   #    -----------------
1800   #    | task: kworker/3:1H-312 (uid:0 nice:-20 policy:0 rt_prio:0)
1801   #    -----------------
1802   #
1803   #                  _------=> CPU#            
1804   #                 / _-----=> irqs-off        
1805   #                | / _----=> need-resched    
1806   #                || / _---=> hardirq/softirq 
1807   #                ||| / _--=> preempt-depth   
1808   #                |||| /     delay             
1809   #  cmd     pid   ||||| time  |   caller      
1810   #     \   /      |||||  \    |   /           
1811     <idle>-0       3dNs7    0us :      0:120:R   + [003]   312:100:R kworker/3:1H
1812     <idle>-0       3dNs7    1us+: ttwu_do_activate.constprop.87 <-try_to_wake_up
1813     <idle>-0       3d..3   15us : __schedule <-schedule
1814     <idle>-0       3d..3   15us :      0:120:R ==> [003]   312:100:R kworker/3:1H
1815
1816 The tracer only traces the highest priority task in the system
1817 to avoid tracing the normal circumstances. Here we see that
1818 the kworker with a nice priority of -20 (not very nice), took
1819 just 15 microseconds from the time it woke up, to the time it
1820 ran.
1821
1822 Non Real-Time tasks are not that interesting. A more interesting
1823 trace is to concentrate only on Real-Time tasks.
1824
1825 wakeup_rt
1826 ---------
1827
1828 In a Real-Time environment it is very important to know the
1829 wakeup time it takes for the highest priority task that is woken
1830 up to the time that it executes. This is also known as "schedule
1831 latency". I stress the point that this is about RT tasks. It is
1832 also important to know the scheduling latency of non-RT tasks,
1833 but the average schedule latency is better for non-RT tasks.
1834 Tools like LatencyTop are more appropriate for such
1835 measurements.
1836
1837 Real-Time environments are interested in the worst case latency.
1838 That is the longest latency it takes for something to happen,
1839 and not the average. We can have a very fast scheduler that may
1840 only have a large latency once in a while, but that would not
1841 work well with Real-Time tasks.  The wakeup_rt tracer was designed
1842 to record the worst case wakeups of RT tasks. Non-RT tasks are
1843 not recorded because the tracer only records one worst case and
1844 tracing non-RT tasks that are unpredictable will overwrite the
1845 worst case latency of RT tasks (just run the normal wakeup
1846 tracer for a while to see that effect).
1847
1848 Since this tracer only deals with RT tasks, we will run this
1849 slightly differently than we did with the previous tracers.
1850 Instead of performing an 'ls', we will run 'sleep 1' under
1851 'chrt' which changes the priority of the task.
1852 ::
1853
1854   # echo 0 > options/function-trace
1855   # echo wakeup_rt > current_tracer
1856   # echo 1 > tracing_on
1857   # echo 0 > tracing_max_latency
1858   # chrt -f 5 sleep 1
1859   # echo 0 > tracing_on
1860   # cat trace
1861   # tracer: wakeup
1862   #
1863   # tracer: wakeup_rt
1864   #
1865   # wakeup_rt latency trace v1.1.5 on 3.8.0-test+
1866   # --------------------------------------------------------------------
1867   # latency: 5 us, #4/4, CPU#3 | (M:preempt VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
1868   #    -----------------
1869   #    | task: sleep-2389 (uid:0 nice:0 policy:1 rt_prio:5)
1870   #    -----------------
1871   #
1872   #                  _------=> CPU#            
1873   #                 / _-----=> irqs-off        
1874   #                | / _----=> need-resched    
1875   #                || / _---=> hardirq/softirq 
1876   #                ||| / _--=> preempt-depth   
1877   #                |||| /     delay             
1878   #  cmd     pid   ||||| time  |   caller      
1879   #     \   /      |||||  \    |   /           
1880     <idle>-0       3d.h4    0us :      0:120:R   + [003]  2389: 94:R sleep
1881     <idle>-0       3d.h4    1us+: ttwu_do_activate.constprop.87 <-try_to_wake_up
1882     <idle>-0       3d..3    5us : __schedule <-schedule
1883     <idle>-0       3d..3    5us :      0:120:R ==> [003]  2389: 94:R sleep
1884
1885
1886 Running this on an idle system, we see that it only took 5 microseconds
1887 to perform the task switch.  Note, since the trace point in the schedule
1888 is before the actual "switch", we stop the tracing when the recorded task
1889 is about to schedule in. This may change if we add a new marker at the
1890 end of the scheduler.
1891
1892 Notice that the recorded task is 'sleep' with the PID of 2389
1893 and it has an rt_prio of 5. This priority is user-space priority
1894 and not the internal kernel priority. The policy is 1 for
1895 SCHED_FIFO and 2 for SCHED_RR.
1896
1897 Note, that the trace data shows the internal priority (99 - rtprio).
1898 ::
1899
1900   <idle>-0       3d..3    5us :      0:120:R ==> [003]  2389: 94:R sleep
1901
1902 The 0:120:R means idle was running with a nice priority of 0 (120 - 120)
1903 and in the running state 'R'. The sleep task was scheduled in with
1904 2389: 94:R. That is the priority is the kernel rtprio (99 - 5 = 94)
1905 and it too is in the running state.
1906
1907 Doing the same with chrt -r 5 and function-trace set.
1908 ::
1909
1910   echo 1 > options/function-trace
1911
1912   # tracer: wakeup_rt
1913   #
1914   # wakeup_rt latency trace v1.1.5 on 3.8.0-test+
1915   # --------------------------------------------------------------------
1916   # latency: 29 us, #85/85, CPU#3 | (M:preempt VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
1917   #    -----------------
1918   #    | task: sleep-2448 (uid:0 nice:0 policy:1 rt_prio:5)
1919   #    -----------------
1920   #
1921   #                  _------=> CPU#            
1922   #                 / _-----=> irqs-off        
1923   #                | / _----=> need-resched    
1924   #                || / _---=> hardirq/softirq 
1925   #                ||| / _--=> preempt-depth   
1926   #                |||| /     delay             
1927   #  cmd     pid   ||||| time  |   caller      
1928   #     \   /      |||||  \    |   /           
1929     <idle>-0       3d.h4    1us+:      0:120:R   + [003]  2448: 94:R sleep
1930     <idle>-0       3d.h4    2us : ttwu_do_activate.constprop.87 <-try_to_wake_up
1931     <idle>-0       3d.h3    3us : check_preempt_curr <-ttwu_do_wakeup
1932     <idle>-0       3d.h3    3us : resched_curr <-check_preempt_curr
1933     <idle>-0       3dNh3    4us : task_woken_rt <-ttwu_do_wakeup
1934     <idle>-0       3dNh3    4us : _raw_spin_unlock <-try_to_wake_up
1935     <idle>-0       3dNh3    4us : sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock
1936     <idle>-0       3dNh2    5us : ttwu_stat <-try_to_wake_up
1937     <idle>-0       3dNh2    5us : _raw_spin_unlock_irqrestore <-try_to_wake_up
1938     <idle>-0       3dNh2    6us : sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock_irqrestore
1939     <idle>-0       3dNh1    6us : _raw_spin_lock <-__run_hrtimer
1940     <idle>-0       3dNh1    6us : add_preempt_count <-_raw_spin_lock
1941     <idle>-0       3dNh2    7us : _raw_spin_unlock <-hrtimer_interrupt
1942     <idle>-0       3dNh2    7us : sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock
1943     <idle>-0       3dNh1    7us : tick_program_event <-hrtimer_interrupt
1944     <idle>-0       3dNh1    7us : clockevents_program_event <-tick_program_event
1945     <idle>-0       3dNh1    8us : ktime_get <-clockevents_program_event
1946     <idle>-0       3dNh1    8us : lapic_next_event <-clockevents_program_event
1947     <idle>-0       3dNh1    8us : irq_exit <-smp_apic_timer_interrupt
1948     <idle>-0       3dNh1    9us : sub_preempt_count <-irq_exit
1949     <idle>-0       3dN.2    9us : idle_cpu <-irq_exit
1950     <idle>-0       3dN.2    9us : rcu_irq_exit <-irq_exit
1951     <idle>-0       3dN.2   10us : rcu_eqs_enter_common.isra.45 <-rcu_irq_exit
1952     <idle>-0       3dN.2   10us : sub_preempt_count <-irq_exit
1953     <idle>-0       3.N.1   11us : rcu_idle_exit <-cpu_idle
1954     <idle>-0       3dN.1   11us : rcu_eqs_exit_common.isra.43 <-rcu_idle_exit
1955     <idle>-0       3.N.1   11us : tick_nohz_idle_exit <-cpu_idle
1956     <idle>-0       3dN.1   12us : menu_hrtimer_cancel <-tick_nohz_idle_exit
1957     <idle>-0       3dN.1   12us : ktime_get <-tick_nohz_idle_exit
1958     <idle>-0       3dN.1   12us : tick_do_update_jiffies64 <-tick_nohz_idle_exit
1959     <idle>-0       3dN.1   13us : cpu_load_update_nohz <-tick_nohz_idle_exit
1960     <idle>-0       3dN.1   13us : _raw_spin_lock <-cpu_load_update_nohz
1961     <idle>-0       3dN.1   13us : add_preempt_count <-_raw_spin_lock
1962     <idle>-0       3dN.2   13us : __cpu_load_update <-cpu_load_update_nohz
1963     <idle>-0       3dN.2   14us : sched_avg_update <-__cpu_load_update
1964     <idle>-0       3dN.2   14us : _raw_spin_unlock <-cpu_load_update_nohz
1965     <idle>-0       3dN.2   14us : sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock
1966     <idle>-0       3dN.1   15us : calc_load_nohz_stop <-tick_nohz_idle_exit
1967     <idle>-0       3dN.1   15us : touch_softlockup_watchdog <-tick_nohz_idle_exit
1968     <idle>-0       3dN.1   15us : hrtimer_cancel <-tick_nohz_idle_exit
1969     <idle>-0       3dN.1   15us : hrtimer_try_to_cancel <-hrtimer_cancel
1970     <idle>-0       3dN.1   16us : lock_hrtimer_base.isra.18 <-hrtimer_try_to_cancel
1971     <idle>-0       3dN.1   16us : _raw_spin_lock_irqsave <-lock_hrtimer_base.isra.18
1972     <idle>-0       3dN.1   16us : add_preempt_count <-_raw_spin_lock_irqsave
1973     <idle>-0       3dN.2   17us : __remove_hrtimer <-remove_hrtimer.part.16
1974     <idle>-0       3dN.2   17us : hrtimer_force_reprogram <-__remove_hrtimer
1975     <idle>-0       3dN.2   17us : tick_program_event <-hrtimer_force_reprogram
1976     <idle>-0       3dN.2   18us : clockevents_program_event <-tick_program_event
1977     <idle>-0       3dN.2   18us : ktime_get <-clockevents_program_event
1978     <idle>-0       3dN.2   18us : lapic_next_event <-clockevents_program_event
1979     <idle>-0       3dN.2   19us : _raw_spin_unlock_irqrestore <-hrtimer_try_to_cancel
1980     <idle>-0       3dN.2   19us : sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock_irqrestore
1981     <idle>-0       3dN.1   19us : hrtimer_forward <-tick_nohz_idle_exit
1982     <idle>-0       3dN.1   20us : ktime_add_safe <-hrtimer_forward
1983     <idle>-0       3dN.1   20us : ktime_add_safe <-hrtimer_forward
1984     <idle>-0       3dN.1   20us : hrtimer_start_range_ns <-hrtimer_start_expires.constprop.11
1985     <idle>-0       3dN.1   20us : __hrtimer_start_range_ns <-hrtimer_start_range_ns
1986     <idle>-0       3dN.1   21us : lock_hrtimer_base.isra.18 <-__hrtimer_start_range_ns
1987     <idle>-0       3dN.1   21us : _raw_spin_lock_irqsave <-lock_hrtimer_base.isra.18
1988     <idle>-0       3dN.1   21us : add_preempt_count <-_raw_spin_lock_irqsave
1989     <idle>-0       3dN.2   22us : ktime_add_safe <-__hrtimer_start_range_ns
1990     <idle>-0       3dN.2   22us : enqueue_hrtimer <-__hrtimer_start_range_ns
1991     <idle>-0       3dN.2   22us : tick_program_event <-__hrtimer_start_range_ns
1992     <idle>-0       3dN.2   23us : clockevents_program_event <-tick_program_event
1993     <idle>-0       3dN.2   23us : ktime_get <-clockevents_program_event
1994     <idle>-0       3dN.2   23us : lapic_next_event <-clockevents_program_event
1995     <idle>-0       3dN.2   24us : _raw_spin_unlock_irqrestore <-__hrtimer_start_range_ns
1996     <idle>-0       3dN.2   24us : sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock_irqrestore
1997     <idle>-0       3dN.1   24us : account_idle_ticks <-tick_nohz_idle_exit
1998     <idle>-0       3dN.1   24us : account_idle_time <-account_idle_ticks
1999     <idle>-0       3.N.1   25us : sub_preempt_count <-cpu_idle
2000     <idle>-0       3.N..   25us : schedule <-cpu_idle
2001     <idle>-0       3.N..   25us : __schedule <-preempt_schedule
2002     <idle>-0       3.N..   26us : add_preempt_count <-__schedule
2003     <idle>-0       3.N.1   26us : rcu_note_context_switch <-__schedule
2004     <idle>-0       3.N.1   26us : rcu_sched_qs <-rcu_note_context_switch
2005     <idle>-0       3dN.1   27us : rcu_preempt_qs <-rcu_note_context_switch
2006     <idle>-0       3.N.1   27us : _raw_spin_lock_irq <-__schedule
2007     <idle>-0       3dN.1   27us : add_preempt_count <-_raw_spin_lock_irq
2008     <idle>-0       3dN.2   28us : put_prev_task_idle <-__schedule
2009     <idle>-0       3dN.2   28us : pick_next_task_stop <-pick_next_task
2010     <idle>-0       3dN.2   28us : pick_next_task_rt <-pick_next_task
2011     <idle>-0       3dN.2   29us : dequeue_pushable_task <-pick_next_task_rt
2012     <idle>-0       3d..3   29us : __schedule <-preempt_schedule
2013     <idle>-0       3d..3   30us :      0:120:R ==> [003]  2448: 94:R sleep
2014
2015 This isn't that big of a trace, even with function tracing enabled,
2016 so I included the entire trace.
2017
2018 The interrupt went off while when the system was idle. Somewhere
2019 before task_woken_rt() was called, the NEED_RESCHED flag was set,
2020 this is indicated by the first occurrence of the 'N' flag.
2021
2022 Latency tracing and events
2023 --------------------------
2024 As function tracing can induce a much larger latency, but without
2025 seeing what happens within the latency it is hard to know what
2026 caused it. There is a middle ground, and that is with enabling
2027 events.
2028 ::
2029
2030   # echo 0 > options/function-trace
2031   # echo wakeup_rt > current_tracer
2032   # echo 1 > events/enable
2033   # echo 1 > tracing_on
2034   # echo 0 > tracing_max_latency
2035   # chrt -f 5 sleep 1
2036   # echo 0 > tracing_on
2037   # cat trace
2038   # tracer: wakeup_rt
2039   #
2040   # wakeup_rt latency trace v1.1.5 on 3.8.0-test+
2041   # --------------------------------------------------------------------
2042   # latency: 6 us, #12/12, CPU#2 | (M:preempt VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
2043   #    -----------------
2044   #    | task: sleep-5882 (uid:0 nice:0 policy:1 rt_prio:5)
2045   #    -----------------
2046   #
2047   #                  _------=> CPU#            
2048   #                 / _-----=> irqs-off        
2049   #                | / _----=> need-resched    
2050   #                || / _---=> hardirq/softirq 
2051   #                ||| / _--=> preempt-depth   
2052   #                |||| /     delay             
2053   #  cmd     pid   ||||| time  |   caller      
2054   #     \   /      |||||  \    |   /           
2055     <idle>-0       2d.h4    0us :      0:120:R   + [002]  5882: 94:R sleep
2056     <idle>-0       2d.h4    0us : ttwu_do_activate.constprop.87 <-try_to_wake_up
2057     <idle>-0       2d.h4    1us : sched_wakeup: comm=sleep pid=5882 prio=94 success=1 target_cpu=002
2058     <idle>-0       2dNh2    1us : hrtimer_expire_exit: hrtimer=ffff88007796feb8
2059     <idle>-0       2.N.2    2us : power_end: cpu_id=2
2060     <idle>-0       2.N.2    3us : cpu_idle: state=4294967295 cpu_id=2
2061     <idle>-0       2dN.3    4us : hrtimer_cancel: hrtimer=ffff88007d50d5e0
2062     <idle>-0       2dN.3    4us : hrtimer_start: hrtimer=ffff88007d50d5e0 function=tick_sched_timer expires=34311211000000 softexpires=34311211000000
2063     <idle>-0       2.N.2    5us : rcu_utilization: Start context switch
2064     <idle>-0       2.N.2    5us : rcu_utilization: End context switch
2065     <idle>-0       2d..3    6us : __schedule <-schedule
2066     <idle>-0       2d..3    6us :      0:120:R ==> [002]  5882: 94:R sleep
2067
2068
2069 Hardware Latency Detector
2070 -------------------------
2071
2072 The hardware latency detector is executed by enabling the "hwlat" tracer.
2073
2074 NOTE, this tracer will affect the performance of the system as it will
2075 periodically make a CPU constantly busy with interrupts disabled.
2076 ::
2077
2078   # echo hwlat > current_tracer
2079   # sleep 100
2080   # cat trace
2081   # tracer: hwlat
2082   #
2083   #                              _-----=> irqs-off
2084   #                             / _----=> need-resched
2085   #                            | / _---=> hardirq/softirq
2086   #                            || / _--=> preempt-depth
2087   #                            ||| /     delay
2088   #           TASK-PID   CPU#  ||||    TIMESTAMP  FUNCTION
2089   #              | |       |   ||||       |         |
2090              <...>-3638  [001] d... 19452.055471: #1     inner/outer(us):   12/14    ts:1499801089.066141940
2091              <...>-3638  [003] d... 19454.071354: #2     inner/outer(us):   11/9     ts:1499801091.082164365
2092              <...>-3638  [002] dn.. 19461.126852: #3     inner/outer(us):   12/9     ts:1499801098.138150062
2093              <...>-3638  [001] d... 19488.340960: #4     inner/outer(us):    8/12    ts:1499801125.354139633
2094              <...>-3638  [003] d... 19494.388553: #5     inner/outer(us):    8/12    ts:1499801131.402150961
2095              <...>-3638  [003] d... 19501.283419: #6     inner/outer(us):    0/12    ts:1499801138.297435289 nmi-total:4 nmi-count:1
2096
2097
2098 The above output is somewhat the same in the header. All events will have
2099 interrupts disabled 'd'. Under the FUNCTION title there is:
2100
2101  #1
2102         This is the count of events recorded that were greater than the
2103         tracing_threshold (See below).
2104
2105  inner/outer(us):   12/14
2106
2107       This shows two numbers as "inner latency" and "outer latency". The test
2108       runs in a loop checking a timestamp twice. The latency detected within
2109       the two timestamps is the "inner latency" and the latency detected
2110       after the previous timestamp and the next timestamp in the loop is
2111       the "outer latency".
2112
2113  ts:1499801089.066141940
2114
2115       The absolute timestamp that the event happened.
2116
2117  nmi-total:4 nmi-count:1
2118
2119       On architectures that support it, if an NMI comes in during the
2120       test, the time spent in NMI is reported in "nmi-total" (in
2121       microseconds).
2122
2123       All architectures that have NMIs will show the "nmi-count" if an
2124       NMI comes in during the test.
2125
2126 hwlat files:
2127
2128   tracing_threshold
2129         This gets automatically set to "10" to represent 10
2130         microseconds. This is the threshold of latency that
2131         needs to be detected before the trace will be recorded.
2132
2133         Note, when hwlat tracer is finished (another tracer is
2134         written into "current_tracer"), the original value for
2135         tracing_threshold is placed back into this file.
2136
2137   hwlat_detector/width
2138         The length of time the test runs with interrupts disabled.
2139
2140   hwlat_detector/window
2141         The length of time of the window which the test
2142         runs. That is, the test will run for "width"
2143         microseconds per "window" microseconds
2144
2145   tracing_cpumask
2146         When the test is started. A kernel thread is created that
2147         runs the test. This thread will alternate between CPUs
2148         listed in the tracing_cpumask between each period
2149         (one "window"). To limit the test to specific CPUs
2150         set the mask in this file to only the CPUs that the test
2151         should run on.
2152
2153 function
2154 --------
2155
2156 This tracer is the function tracer. Enabling the function tracer
2157 can be done from the debug file system. Make sure the
2158 ftrace_enabled is set; otherwise this tracer is a nop.
2159 See the "ftrace_enabled" section below.
2160 ::
2161
2162   # sysctl kernel.ftrace_enabled=1
2163   # echo function > current_tracer
2164   # echo 1 > tracing_on
2165   # usleep 1
2166   # echo 0 > tracing_on
2167   # cat trace
2168   # tracer: function
2169   #
2170   # entries-in-buffer/entries-written: 24799/24799   #P:4
2171   #
2172   #                              _-----=> irqs-off
2173   #                             / _----=> need-resched
2174   #                            | / _---=> hardirq/softirq
2175   #                            || / _--=> preempt-depth
2176   #                            ||| /     delay
2177   #           TASK-PID   CPU#  ||||    TIMESTAMP  FUNCTION
2178   #              | |       |   ||||       |         |
2179               bash-1994  [002] ....  3082.063030: mutex_unlock <-rb_simple_write
2180               bash-1994  [002] ....  3082.063031: __mutex_unlock_slowpath <-mutex_unlock
2181               bash-1994  [002] ....  3082.063031: __fsnotify_parent <-fsnotify_modify
2182               bash-1994  [002] ....  3082.063032: fsnotify <-fsnotify_modify
2183               bash-1994  [002] ....  3082.063032: __srcu_read_lock <-fsnotify
2184               bash-1994  [002] ....  3082.063032: add_preempt_count <-__srcu_read_lock
2185               bash-1994  [002] ...1  3082.063032: sub_preempt_count <-__srcu_read_lock
2186               bash-1994  [002] ....  3082.063033: __srcu_read_unlock <-fsnotify
2187   [...]
2188
2189
2190 Note: function tracer uses ring buffers to store the above
2191 entries. The newest data may overwrite the oldest data.
2192 Sometimes using echo to stop the trace is not sufficient because
2193 the tracing could have overwritten the data that you wanted to
2194 record. For this reason, it is sometimes better to disable
2195 tracing directly from a program. This allows you to stop the
2196 tracing at the point that you hit the part that you are
2197 interested in. To disable the tracing directly from a C program,
2198 something like following code snippet can be used::
2199
2200         int trace_fd;
2201         [...]
2202         int main(int argc, char *argv[]) {
2203                 [...]
2204                 trace_fd = open(tracing_file("tracing_on"), O_WRONLY);
2205                 [...]
2206                 if (condition_hit()) {
2207                         write(trace_fd, "0", 1);
2208                 }
2209                 [...]
2210         }
2211
2212
2213 Single thread tracing
2214 ---------------------
2215
2216 By writing into set_ftrace_pid you can trace a
2217 single thread. For example::
2218
2219   # cat set_ftrace_pid
2220   no pid
2221   # echo 3111 > set_ftrace_pid
2222   # cat set_ftrace_pid
2223   3111
2224   # echo function > current_tracer
2225   # cat trace | head
2226   # tracer: function
2227   #
2228   #           TASK-PID    CPU#    TIMESTAMP  FUNCTION
2229   #              | |       |          |         |
2230       yum-updatesd-3111  [003]  1637.254676: finish_task_switch <-thread_return
2231       yum-updatesd-3111  [003]  1637.254681: hrtimer_cancel <-schedule_hrtimeout_range
2232       yum-updatesd-3111  [003]  1637.254682: hrtimer_try_to_cancel <-hrtimer_cancel
2233       yum-updatesd-3111  [003]  1637.254683: lock_hrtimer_base <-hrtimer_try_to_cancel
2234       yum-updatesd-3111  [003]  1637.254685: fget_light <-do_sys_poll
2235       yum-updatesd-3111  [003]  1637.254686: pipe_poll <-do_sys_poll
2236   # echo > set_ftrace_pid
2237   # cat trace |head
2238   # tracer: function
2239   #
2240   #           TASK-PID    CPU#    TIMESTAMP  FUNCTION
2241   #              | |       |          |         |
2242   ##### CPU 3 buffer started ####
2243       yum-updatesd-3111  [003]  1701.957688: free_poll_entry <-poll_freewait
2244       yum-updatesd-3111  [003]  1701.957689: remove_wait_queue <-free_poll_entry
2245       yum-updatesd-3111  [003]  1701.957691: fput <-free_poll_entry
2246       yum-updatesd-3111  [003]  1701.957692: audit_syscall_exit <-sysret_audit
2247       yum-updatesd-3111  [003]  1701.957693: path_put <-audit_syscall_exit
2248
2249 If you want to trace a function when executing, you could use
2250 something like this simple program.
2251 ::
2252
2253         #include <stdio.h>
2254         #include <stdlib.h>
2255         #include <sys/types.h>
2256         #include <sys/stat.h>
2257         #include <fcntl.h>
2258         #include <unistd.h>
2259         #include <string.h>
2260
2261         #define _STR(x) #x
2262         #define STR(x) _STR(x)
2263         #define MAX_PATH 256
2264
2265         const char *find_tracefs(void)
2266         {
2267                static char tracefs[MAX_PATH+1];
2268                static int tracefs_found;
2269                char type[100];
2270                FILE *fp;
2271
2272                if (tracefs_found)
2273                        return tracefs;
2274
2275                if ((fp = fopen("/proc/mounts","r")) == NULL) {
2276                        perror("/proc/mounts");
2277                        return NULL;
2278                }
2279
2280                while (fscanf(fp, "%*s %"
2281                              STR(MAX_PATH)
2282                              "s %99s %*s %*d %*d\n",
2283                              tracefs, type) == 2) {
2284                        if (strcmp(type, "tracefs") == 0)
2285                                break;
2286                }
2287                fclose(fp);
2288
2289                if (strcmp(type, "tracefs") != 0) {
2290                        fprintf(stderr, "tracefs not mounted");
2291                        return NULL;
2292                }
2293
2294                strcat(tracefs, "/tracing/");
2295                tracefs_found = 1;
2296
2297                return tracefs;
2298         }
2299
2300         const char *tracing_file(const char *file_name)
2301         {
2302                static char trace_file[MAX_PATH+1];
2303                snprintf(trace_file, MAX_PATH, "%s/%s", find_tracefs(), file_name);
2304                return trace_file;
2305         }
2306
2307         int main (int argc, char **argv)
2308         {
2309                 if (argc < 1)
2310                         exit(-1);
2311
2312                 if (fork() > 0) {
2313                         int fd, ffd;
2314                         char line[64];
2315                         int s;
2316
2317                         ffd = open(tracing_file("current_tracer"), O_WRONLY);
2318                         if (ffd < 0)
2319                                 exit(-1);
2320                         write(ffd, "nop", 3);
2321
2322                         fd = open(tracing_file("set_ftrace_pid"), O_WRONLY);
2323                         s = sprintf(line, "%d\n", getpid());
2324                         write(fd, line, s);
2325
2326                         write(ffd, "function", 8);
2327
2328                         close(fd);
2329                         close(ffd);
2330
2331                         execvp(argv[1], argv+1);
2332                 }
2333
2334                 return 0;
2335         }
2336
2337 Or this simple script!
2338 ::
2339
2340   #!/bin/bash
2341
2342   tracefs=`sed -ne 's/^tracefs \(.*\) tracefs.*/\1/p' /proc/mounts`
2343   echo nop > $tracefs/tracing/current_tracer
2344   echo 0 > $tracefs/tracing/tracing_on
2345   echo $$ > $tracefs/tracing/set_ftrace_pid
2346   echo function > $tracefs/tracing/current_tracer
2347   echo 1 > $tracefs/tracing/tracing_on
2348   exec "$@"
2349
2350
2351 function graph tracer
2352 ---------------------------
2353
2354 This tracer is similar to the function tracer except that it
2355 probes a function on its entry and its exit. This is done by
2356 using a dynamically allocated stack of return addresses in each
2357 task_struct. On function entry the tracer overwrites the return
2358 address of each function traced to set a custom probe. Thus the
2359 original return address is stored on the stack of return address
2360 in the task_struct.
2361
2362 Probing on both ends of a function leads to special features
2363 such as:
2364
2365 - measure of a function's time execution
2366 - having a reliable call stack to draw function calls graph
2367
2368 This tracer is useful in several situations:
2369
2370 - you want to find the reason of a strange kernel behavior and
2371   need to see what happens in detail on any areas (or specific
2372   ones).
2373
2374 - you are experiencing weird latencies but it's difficult to
2375   find its origin.
2376
2377 - you want to find quickly which path is taken by a specific
2378   function
2379
2380 - you just want to peek inside a working kernel and want to see
2381   what happens there.
2382
2383 ::
2384
2385   # tracer: function_graph
2386   #
2387   # CPU  DURATION                  FUNCTION CALLS
2388   # |     |   |                     |   |   |   |
2389
2390    0)               |  sys_open() {
2391    0)               |    do_sys_open() {
2392    0)               |      getname() {
2393    0)               |        kmem_cache_alloc() {
2394    0)   1.382 us    |          __might_sleep();
2395    0)   2.478 us    |        }
2396    0)               |        strncpy_from_user() {
2397    0)               |          might_fault() {
2398    0)   1.389 us    |            __might_sleep();
2399    0)   2.553 us    |          }
2400    0)   3.807 us    |        }
2401    0)   7.876 us    |      }
2402    0)               |      alloc_fd() {
2403    0)   0.668 us    |        _spin_lock();
2404    0)   0.570 us    |        expand_files();
2405    0)   0.586 us    |        _spin_unlock();
2406
2407
2408 There are several columns that can be dynamically
2409 enabled/disabled. You can use every combination of options you
2410 want, depending on your needs.
2411
2412 - The cpu number on which the function executed is default
2413   enabled.  It is sometimes better to only trace one cpu (see
2414   tracing_cpu_mask file) or you might sometimes see unordered
2415   function calls while cpu tracing switch.
2416
2417         - hide: echo nofuncgraph-cpu > trace_options
2418         - show: echo funcgraph-cpu > trace_options
2419
2420 - The duration (function's time of execution) is displayed on
2421   the closing bracket line of a function or on the same line
2422   than the current function in case of a leaf one. It is default
2423   enabled.
2424
2425         - hide: echo nofuncgraph-duration > trace_options
2426         - show: echo funcgraph-duration > trace_options
2427
2428 - The overhead field precedes the duration field in case of
2429   reached duration thresholds.
2430
2431         - hide: echo nofuncgraph-overhead > trace_options
2432         - show: echo funcgraph-overhead > trace_options
2433         - depends on: funcgraph-duration
2434
2435   ie::
2436
2437     3) # 1837.709 us |          } /* __switch_to */
2438     3)               |          finish_task_switch() {
2439     3)   0.313 us    |            _raw_spin_unlock_irq();
2440     3)   3.177 us    |          }
2441     3) # 1889.063 us |        } /* __schedule */
2442     3) ! 140.417 us  |      } /* __schedule */
2443     3) # 2034.948 us |    } /* schedule */
2444     3) * 33998.59 us |  } /* schedule_preempt_disabled */
2445
2446     [...]
2447
2448     1)   0.260 us    |              msecs_to_jiffies();
2449     1)   0.313 us    |              __rcu_read_unlock();
2450     1) + 61.770 us   |            }
2451     1) + 64.479 us   |          }
2452     1)   0.313 us    |          rcu_bh_qs();
2453     1)   0.313 us    |          __local_bh_enable();
2454     1) ! 217.240 us  |        }
2455     1)   0.365 us    |        idle_cpu();
2456     1)               |        rcu_irq_exit() {
2457     1)   0.417 us    |          rcu_eqs_enter_common.isra.47();
2458     1)   3.125 us    |        }
2459     1) ! 227.812 us  |      }
2460     1) ! 457.395 us  |    }
2461     1) @ 119760.2 us |  }
2462
2463     [...]
2464
2465     2)               |    handle_IPI() {
2466     1)   6.979 us    |                  }
2467     2)   0.417 us    |      scheduler_ipi();
2468     1)   9.791 us    |                }
2469     1) + 12.917 us   |              }
2470     2)   3.490 us    |    }
2471     1) + 15.729 us   |            }
2472     1) + 18.542 us   |          }
2473     2) $ 3594274 us  |  }
2474
2475 Flags::
2476
2477   + means that the function exceeded 10 usecs.
2478   ! means that the function exceeded 100 usecs.
2479   # means that the function exceeded 1000 usecs.
2480   * means that the function exceeded 10 msecs.
2481   @ means that the function exceeded 100 msecs.
2482   $ means that the function exceeded 1 sec.
2483
2484
2485 - The task/pid field displays the thread cmdline and pid which
2486   executed the function. It is default disabled.
2487
2488         - hide: echo nofuncgraph-proc > trace_options
2489         - show: echo funcgraph-proc > trace_options
2490
2491   ie::
2492
2493     # tracer: function_graph
2494     #
2495     # CPU  TASK/PID        DURATION                  FUNCTION CALLS
2496     # |    |    |           |   |                     |   |   |   |
2497     0)    sh-4802     |               |                  d_free() {
2498     0)    sh-4802     |               |                    call_rcu() {
2499     0)    sh-4802     |               |                      __call_rcu() {
2500     0)    sh-4802     |   0.616 us    |                        rcu_process_gp_end();
2501     0)    sh-4802     |   0.586 us    |                        check_for_new_grace_period();
2502     0)    sh-4802     |   2.899 us    |                      }
2503     0)    sh-4802     |   4.040 us    |                    }
2504     0)    sh-4802     |   5.151 us    |                  }
2505     0)    sh-4802     | + 49.370 us   |                }
2506
2507
2508 - The absolute time field is an absolute timestamp given by the
2509   system clock since it started. A snapshot of this time is
2510   given on each entry/exit of functions
2511
2512         - hide: echo nofuncgraph-abstime > trace_options
2513         - show: echo funcgraph-abstime > trace_options
2514
2515   ie::
2516
2517     #
2518     #      TIME       CPU  DURATION                  FUNCTION CALLS
2519     #       |         |     |   |                     |   |   |   |
2520     360.774522 |   1)   0.541 us    |                                          }
2521     360.774522 |   1)   4.663 us    |                                        }
2522     360.774523 |   1)   0.541 us    |                                        __wake_up_bit();
2523     360.774524 |   1)   6.796 us    |                                      }
2524     360.774524 |   1)   7.952 us    |                                    }
2525     360.774525 |   1)   9.063 us    |                                  }
2526     360.774525 |   1)   0.615 us    |                                  journal_mark_dirty();
2527     360.774527 |   1)   0.578 us    |                                  __brelse();
2528     360.774528 |   1)               |                                  reiserfs_prepare_for_journal() {
2529     360.774528 |   1)               |                                    unlock_buffer() {
2530     360.774529 |   1)               |                                      wake_up_bit() {
2531     360.774529 |   1)               |                                        bit_waitqueue() {
2532     360.774530 |   1)   0.594 us    |                                          __phys_addr();
2533
2534
2535 The function name is always displayed after the closing bracket
2536 for a function if the start of that function is not in the
2537 trace buffer.
2538
2539 Display of the function name after the closing bracket may be
2540 enabled for functions whose start is in the trace buffer,
2541 allowing easier searching with grep for function durations.
2542 It is default disabled.
2543
2544         - hide: echo nofuncgraph-tail > trace_options
2545         - show: echo funcgraph-tail > trace_options
2546
2547   Example with nofuncgraph-tail (default)::
2548
2549     0)               |      putname() {
2550     0)               |        kmem_cache_free() {
2551     0)   0.518 us    |          __phys_addr();
2552     0)   1.757 us    |        }
2553     0)   2.861 us    |      }
2554
2555   Example with funcgraph-tail::
2556
2557     0)               |      putname() {
2558     0)               |        kmem_cache_free() {
2559     0)   0.518 us    |          __phys_addr();
2560     0)   1.757 us    |        } /* kmem_cache_free() */
2561     0)   2.861 us    |      } /* putname() */
2562
2563 You can put some comments on specific functions by using
2564 trace_printk() For example, if you want to put a comment inside
2565 the __might_sleep() function, you just have to include
2566 <linux/ftrace.h> and call trace_printk() inside __might_sleep()::
2567
2568         trace_printk("I'm a comment!\n")
2569
2570 will produce::
2571
2572    1)               |             __might_sleep() {
2573    1)               |                /* I'm a comment! */
2574    1)   1.449 us    |             }
2575
2576
2577 You might find other useful features for this tracer in the
2578 following "dynamic ftrace" section such as tracing only specific
2579 functions or tasks.
2580
2581 dynamic ftrace
2582 --------------
2583
2584 If CONFIG_DYNAMIC_FTRACE is set, the system will run with
2585 virtually no overhead when function tracing is disabled. The way
2586 this works is the mcount function call (placed at the start of
2587 every kernel function, produced by the -pg switch in gcc),
2588 starts of pointing to a simple return. (Enabling FTRACE will
2589 include the -pg switch in the compiling of the kernel.)
2590
2591 At compile time every C file object is run through the
2592 recordmcount program (located in the scripts directory). This
2593 program will parse the ELF headers in the C object to find all
2594 the locations in the .text section that call mcount. Starting
2595 with gcc version 4.6, the -mfentry has been added for x86, which
2596 calls "__fentry__" instead of "mcount". Which is called before
2597 the creation of the stack frame.
2598
2599 Note, not all sections are traced. They may be prevented by either
2600 a notrace, or blocked another way and all inline functions are not
2601 traced. Check the "available_filter_functions" file to see what functions
2602 can be traced.
2603
2604 A section called "__mcount_loc" is created that holds
2605 references to all the mcount/fentry call sites in the .text section.
2606 The recordmcount program re-links this section back into the
2607 original object. The final linking stage of the kernel will add all these
2608 references into a single table.
2609
2610 On boot up, before SMP is initialized, the dynamic ftrace code
2611 scans this table and updates all the locations into nops. It
2612 also records the locations, which are added to the
2613 available_filter_functions list.  Modules are processed as they
2614 are loaded and before they are executed.  When a module is
2615 unloaded, it also removes its functions from the ftrace function
2616 list. This is automatic in the module unload code, and the
2617 module author does not need to worry about it.
2618
2619 When tracing is enabled, the process of modifying the function
2620 tracepoints is dependent on architecture. The old method is to use
2621 kstop_machine to prevent races with the CPUs executing code being
2622 modified (which can cause the CPU to do undesirable things, especially
2623 if the modified code crosses cache (or page) boundaries), and the nops are
2624 patched back to calls. But this time, they do not call mcount
2625 (which is just a function stub). They now call into the ftrace
2626 infrastructure.
2627
2628 The new method of modifying the function tracepoints is to place
2629 a breakpoint at the location to be modified, sync all CPUs, modify
2630 the rest of the instruction not covered by the breakpoint. Sync
2631 all CPUs again, and then remove the breakpoint with the finished
2632 version to the ftrace call site.
2633
2634 Some archs do not even need to monkey around with the synchronization,
2635 and can just slap the new code on top of the old without any
2636 problems with other CPUs executing it at the same time.
2637
2638 One special side-effect to the recording of the functions being
2639 traced is that we can now selectively choose which functions we
2640 wish to trace and which ones we want the mcount calls to remain
2641 as nops.
2642
2643 Two files are used, one for enabling and one for disabling the
2644 tracing of specified functions. They are:
2645
2646   set_ftrace_filter
2647
2648 and
2649
2650   set_ftrace_notrace
2651
2652 A list of available functions that you can add to these files is
2653 listed in:
2654
2655    available_filter_functions
2656
2657 ::
2658
2659   # cat available_filter_functions
2660   put_prev_task_idle
2661   kmem_cache_create
2662   pick_next_task_rt
2663   get_online_cpus
2664   pick_next_task_fair
2665   mutex_lock
2666   [...]
2667
2668 If I am only interested in sys_nanosleep and hrtimer_interrupt::
2669
2670   # echo sys_nanosleep hrtimer_interrupt > set_ftrace_filter
2671   # echo function > current_tracer
2672   # echo 1 > tracing_on
2673   # usleep 1
2674   # echo 0 > tracing_on
2675   # cat trace
2676   # tracer: function
2677   #
2678   # entries-in-buffer/entries-written: 5/5   #P:4
2679   #
2680   #                              _-----=> irqs-off
2681   #                             / _----=> need-resched
2682   #                            | / _---=> hardirq/softirq
2683   #                            || / _--=> preempt-depth
2684   #                            ||| /     delay
2685   #           TASK-PID   CPU#  ||||    TIMESTAMP  FUNCTION
2686   #              | |       |   ||||       |         |
2687             usleep-2665  [001] ....  4186.475355: sys_nanosleep <-system_call_fastpath
2688             <idle>-0     [001] d.h1  4186.475409: hrtimer_interrupt <-smp_apic_timer_interrupt
2689             usleep-2665  [001] d.h1  4186.475426: hrtimer_interrupt <-smp_apic_timer_interrupt
2690             <idle>-0     [003] d.h1  4186.475426: hrtimer_interrupt <-smp_apic_timer_interrupt
2691             <idle>-0     [002] d.h1  4186.475427: hrtimer_interrupt <-smp_apic_timer_interrupt
2692
2693 To see which functions are being traced, you can cat the file:
2694 ::
2695
2696   # cat set_ftrace_filter
2697   hrtimer_interrupt
2698   sys_nanosleep
2699
2700
2701 Perhaps this is not enough. The filters also allow glob(7) matching.
2702
2703   ``<match>*``
2704         will match functions that begin with <match>
2705   ``*<match>``
2706         will match functions that end with <match>
2707   ``*<match>*``
2708         will match functions that have <match> in it
2709   ``<match1>*<match2>``
2710         will match functions that begin with <match1> and end with <match2>
2711
2712 .. note::
2713       It is better to use quotes to enclose the wild cards,
2714       otherwise the shell may expand the parameters into names
2715       of files in the local directory.
2716
2717 ::
2718
2719   # echo 'hrtimer_*' > set_ftrace_filter
2720
2721 Produces::
2722
2723   # tracer: function
2724   #
2725   # entries-in-buffer/entries-written: 897/897   #P:4
2726   #
2727   #                              _-----=> irqs-off
2728   #                             / _----=> need-resched
2729   #                            | / _---=> hardirq/softirq
2730   #                            || / _--=> preempt-depth
2731   #                            ||| /     delay
2732   #           TASK-PID   CPU#  ||||    TIMESTAMP  FUNCTION
2733   #              | |       |   ||||       |         |
2734             <idle>-0     [003] dN.1  4228.547803: hrtimer_cancel <-tick_nohz_idle_exit
2735             <idle>-0     [003] dN.1  4228.547804: hrtimer_try_to_cancel <-hrtimer_cancel
2736             <idle>-0     [003] dN.2  4228.547805: hrtimer_force_reprogram <-__remove_hrtimer
2737             <idle>-0     [003] dN.1  4228.547805: hrtimer_forward <-tick_nohz_idle_exit
2738             <idle>-0     [003] dN.1  4228.547805: hrtimer_start_range_ns <-hrtimer_start_expires.constprop.11
2739             <idle>-0     [003] d..1  4228.547858: hrtimer_get_next_event <-get_next_timer_interrupt
2740             <idle>-0     [003] d..1  4228.547859: hrtimer_start <-__tick_nohz_idle_enter
2741             <idle>-0     [003] d..2  4228.547860: hrtimer_force_reprogram <-__rem
2742
2743 Notice that we lost the sys_nanosleep.
2744 ::
2745
2746   # cat set_ftrace_filter
2747   hrtimer_run_queues
2748   hrtimer_run_pending
2749   hrtimer_init
2750   hrtimer_cancel
2751   hrtimer_try_to_cancel
2752   hrtimer_forward
2753   hrtimer_start
2754   hrtimer_reprogram
2755   hrtimer_force_reprogram
2756   hrtimer_get_next_event
2757   hrtimer_interrupt
2758   hrtimer_nanosleep
2759   hrtimer_wakeup
2760   hrtimer_get_remaining
2761   hrtimer_get_res
2762   hrtimer_init_sleeper
2763
2764
2765 This is because the '>' and '>>' act just like they do in bash.
2766 To rewrite the filters, use '>'
2767 To append to the filters, use '>>'
2768
2769 To clear out a filter so that all functions will be recorded
2770 again::
2771
2772  # echo > set_ftrace_filter
2773  # cat set_ftrace_filter
2774  #
2775
2776 Again, now we want to append.
2777
2778 ::
2779
2780   # echo sys_nanosleep > set_ftrace_filter
2781   # cat set_ftrace_filter
2782   sys_nanosleep
2783   # echo 'hrtimer_*' >> set_ftrace_filter
2784   # cat set_ftrace_filter
2785   hrtimer_run_queues
2786   hrtimer_run_pending
2787   hrtimer_init
2788   hrtimer_cancel
2789   hrtimer_try_to_cancel
2790   hrtimer_forward
2791   hrtimer_start
2792   hrtimer_reprogram
2793   hrtimer_force_reprogram
2794   hrtimer_get_next_event
2795   hrtimer_interrupt
2796   sys_nanosleep
2797   hrtimer_nanosleep
2798   hrtimer_wakeup
2799   hrtimer_get_remaining
2800   hrtimer_get_res
2801   hrtimer_init_sleeper
2802
2803
2804 The set_ftrace_notrace prevents those functions from being
2805 traced.
2806 ::
2807
2808   # echo '*preempt*' '*lock*' > set_ftrace_notrace
2809
2810 Produces::
2811
2812   # tracer: function
2813   #
2814   # entries-in-buffer/entries-written: 39608/39608   #P:4
2815   #
2816   #                              _-----=> irqs-off
2817   #                             / _----=> need-resched
2818   #                            | / _---=> hardirq/softirq
2819   #                            || / _--=> preempt-depth
2820   #                            ||| /     delay
2821   #           TASK-PID   CPU#  ||||    TIMESTAMP  FUNCTION
2822   #              | |       |   ||||       |         |
2823               bash-1994  [000] ....  4342.324896: file_ra_state_init <-do_dentry_open
2824               bash-1994  [000] ....  4342.324897: open_check_o_direct <-do_last
2825               bash-1994  [000] ....  4342.324897: ima_file_check <-do_last
2826               bash-1994  [000] ....  4342.324898: process_measurement <-ima_file_check
2827               bash-1994  [000] ....  4342.324898: ima_get_action <-process_measurement
2828               bash-1994  [000] ....  4342.324898: ima_match_policy <-ima_get_action
2829               bash-1994  [000] ....  4342.324899: do_truncate <-do_last
2830               bash-1994  [000] ....  4342.324899: should_remove_suid <-do_truncate
2831               bash-1994  [000] ....  4342.324899: notify_change <-do_truncate
2832               bash-1994  [000] ....  4342.324900: current_fs_time <-notify_change
2833               bash-1994  [000] ....  4342.324900: current_kernel_time <-current_fs_time
2834               bash-1994  [000] ....  4342.324900: timespec_trunc <-current_fs_time
2835
2836 We can see that there's no more lock or preempt tracing.
2837
2838
2839 Dynamic ftrace with the function graph tracer
2840 ---------------------------------------------
2841
2842 Although what has been explained above concerns both the
2843 function tracer and the function-graph-tracer, there are some
2844 special features only available in the function-graph tracer.
2845
2846 If you want to trace only one function and all of its children,
2847 you just have to echo its name into set_graph_function::
2848
2849  echo __do_fault > set_graph_function
2850
2851 will produce the following "expanded" trace of the __do_fault()
2852 function::
2853
2854    0)               |  __do_fault() {
2855    0)               |    filemap_fault() {
2856    0)               |      find_lock_page() {
2857    0)   0.804 us    |        find_get_page();
2858    0)               |        __might_sleep() {
2859    0)   1.329 us    |        }
2860    0)   3.904 us    |      }
2861    0)   4.979 us    |    }
2862    0)   0.653 us    |    _spin_lock();
2863    0)   0.578 us    |    page_add_file_rmap();
2864    0)   0.525 us    |    native_set_pte_at();
2865    0)   0.585 us    |    _spin_unlock();
2866    0)               |    unlock_page() {
2867    0)   0.541 us    |      page_waitqueue();
2868    0)   0.639 us    |      __wake_up_bit();
2869    0)   2.786 us    |    }
2870    0) + 14.237 us   |  }
2871    0)               |  __do_fault() {
2872    0)               |    filemap_fault() {
2873    0)               |      find_lock_page() {
2874    0)   0.698 us    |        find_get_page();
2875    0)               |        __might_sleep() {
2876    0)   1.412 us    |        }
2877    0)   3.950 us    |      }
2878    0)   5.098 us    |    }
2879    0)   0.631 us    |    _spin_lock();
2880    0)   0.571 us    |    page_add_file_rmap();
2881    0)   0.526 us    |    native_set_pte_at();
2882    0)   0.586 us    |    _spin_unlock();
2883    0)               |    unlock_page() {
2884    0)   0.533 us    |      page_waitqueue();
2885    0)   0.638 us    |      __wake_up_bit();
2886    0)   2.793 us    |    }
2887    0) + 14.012 us   |  }
2888
2889 You can also expand several functions at once::
2890
2891  echo sys_open > set_graph_function
2892  echo sys_close >> set_graph_function
2893
2894 Now if you want to go back to trace all functions you can clear
2895 this special filter via::
2896
2897  echo > set_graph_function
2898
2899
2900 ftrace_enabled
2901 --------------
2902
2903 Note, the proc sysctl ftrace_enable is a big on/off switch for the
2904 function tracer. By default it is enabled (when function tracing is
2905 enabled in the kernel). If it is disabled, all function tracing is
2906 disabled. This includes not only the function tracers for ftrace, but
2907 also for any other uses (perf, kprobes, stack tracing, profiling, etc).
2908
2909 Please disable this with care.
2910
2911 This can be disable (and enabled) with::
2912
2913   sysctl kernel.ftrace_enabled=0
2914   sysctl kernel.ftrace_enabled=1
2915
2916  or
2917
2918   echo 0 > /proc/sys/kernel/ftrace_enabled
2919   echo 1 > /proc/sys/kernel/ftrace_enabled
2920
2921
2922 Filter commands
2923 ---------------
2924
2925 A few commands are supported by the set_ftrace_filter interface.
2926 Trace commands have the following format::
2927
2928   <function>:<command>:<parameter>
2929
2930 The following commands are supported:
2931
2932 - mod:
2933   This command enables function filtering per module. The
2934   parameter defines the module. For example, if only the write*
2935   functions in the ext3 module are desired, run:
2936
2937    echo 'write*:mod:ext3' > set_ftrace_filter
2938
2939   This command interacts with the filter in the same way as
2940   filtering based on function names. Thus, adding more functions
2941   in a different module is accomplished by appending (>>) to the
2942   filter file. Remove specific module functions by prepending
2943   '!'::
2944
2945    echo '!writeback*:mod:ext3' >> set_ftrace_filter
2946
2947   Mod command supports module globbing. Disable tracing for all
2948   functions except a specific module::
2949
2950    echo '!*:mod:!ext3' >> set_ftrace_filter
2951
2952   Disable tracing for all modules, but still trace kernel::
2953
2954    echo '!*:mod:*' >> set_ftrace_filter
2955
2956   Enable filter only for kernel::
2957
2958    echo '*write*:mod:!*' >> set_ftrace_filter
2959
2960   Enable filter for module globbing::
2961
2962    echo '*write*:mod:*snd*' >> set_ftrace_filter
2963
2964 - traceon/traceoff:
2965   These commands turn tracing on and off when the specified
2966   functions are hit. The parameter determines how many times the
2967   tracing system is turned on and off. If unspecified, there is
2968   no limit. For example, to disable tracing when a schedule bug
2969   is hit the first 5 times, run::
2970
2971    echo '__schedule_bug:traceoff:5' > set_ftrace_filter
2972
2973   To always disable tracing when __schedule_bug is hit::
2974
2975    echo '__schedule_bug:traceoff' > set_ftrace_filter
2976
2977   These commands are cumulative whether or not they are appended
2978   to set_ftrace_filter. To remove a command, prepend it by '!'
2979   and drop the parameter::
2980
2981    echo '!__schedule_bug:traceoff:0' > set_ftrace_filter
2982
2983   The above removes the traceoff command for __schedule_bug
2984   that have a counter. To remove commands without counters::
2985
2986    echo '!__schedule_bug:traceoff' > set_ftrace_filter
2987
2988 - snapshot:
2989   Will cause a snapshot to be triggered when the function is hit.
2990   ::
2991
2992    echo 'native_flush_tlb_others:snapshot' > set_ftrace_filter
2993
2994   To only snapshot once:
2995   ::
2996
2997    echo 'native_flush_tlb_others:snapshot:1' > set_ftrace_filter
2998
2999   To remove the above commands::
3000
3001    echo '!native_flush_tlb_others:snapshot' > set_ftrace_filter
3002    echo '!native_flush_tlb_others:snapshot:0' > set_ftrace_filter
3003
3004 - enable_event/disable_event:
3005   These commands can enable or disable a trace event. Note, because
3006   function tracing callbacks are very sensitive, when these commands
3007   are registered, the trace point is activated, but disabled in
3008   a "soft" mode. That is, the tracepoint will be called, but
3009   just will not be traced. The event tracepoint stays in this mode
3010   as long as there's a command that triggers it.
3011   ::
3012
3013    echo 'try_to_wake_up:enable_event:sched:sched_switch:2' > \
3014          set_ftrace_filter
3015
3016   The format is::
3017
3018     <function>:enable_event:<system>:<event>[:count]
3019     <function>:disable_event:<system>:<event>[:count]
3020
3021   To remove the events commands::
3022
3023    echo '!try_to_wake_up:enable_event:sched:sched_switch:0' > \
3024          set_ftrace_filter
3025    echo '!schedule:disable_event:sched:sched_switch' > \
3026          set_ftrace_filter
3027
3028 - dump:
3029   When the function is hit, it will dump the contents of the ftrace
3030   ring buffer to the console. This is useful if you need to debug
3031   something, and want to dump the trace when a certain function
3032   is hit. Perhaps it's a function that is called before a triple
3033   fault happens and does not allow you to get a regular dump.
3034
3035 - cpudump:
3036   When the function is hit, it will dump the contents of the ftrace
3037   ring buffer for the current CPU to the console. Unlike the "dump"
3038   command, it only prints out the contents of the ring buffer for the
3039   CPU that executed the function that triggered the dump.
3040
3041 - stacktrace:
3042   When the function is hit, a stack trace is recorded.
3043
3044 trace_pipe
3045 ----------
3046
3047 The trace_pipe outputs the same content as the trace file, but
3048 the effect on the tracing is different. Every read from
3049 trace_pipe is consumed. This means that subsequent reads will be
3050 different. The trace is live.
3051 ::
3052
3053   # echo function > current_tracer
3054   # cat trace_pipe > /tmp/trace.out &
3055   [1] 4153
3056   # echo 1 > tracing_on
3057   # usleep 1
3058   # echo 0 > tracing_on
3059   # cat trace
3060   # tracer: function
3061   #
3062   # entries-in-buffer/entries-written: 0/0   #P:4
3063   #
3064   #                              _-----=> irqs-off
3065   #                             / _----=> need-resched
3066   #                            | / _---=> hardirq/softirq
3067   #                            || / _--=> preempt-depth
3068   #                            ||| /     delay
3069   #           TASK-PID   CPU#  ||||    TIMESTAMP  FUNCTION
3070   #              | |       |   ||||       |         |
3071
3072   #
3073   # cat /tmp/trace.out
3074              bash-1994  [000] ....  5281.568961: mutex_unlock <-rb_simple_write
3075              bash-1994  [000] ....  5281.568963: __mutex_unlock_slowpath <-mutex_unlock
3076              bash-1994  [000] ....  5281.568963: __fsnotify_parent <-fsnotify_modify
3077              bash-1994  [000] ....  5281.568964: fsnotify <-fsnotify_modify
3078              bash-1994  [000] ....  5281.568964: __srcu_read_lock <-fsnotify
3079              bash-1994  [000] ....  5281.568964: add_preempt_count <-__srcu_read_lock
3080              bash-1994  [000] ...1  5281.568965: sub_preempt_count <-__srcu_read_lock
3081              bash-1994  [000] ....  5281.568965: __srcu_read_unlock <-fsnotify
3082              bash-1994  [000] ....  5281.568967: sys_dup2 <-system_call_fastpath
3083
3084
3085 Note, reading the trace_pipe file will block until more input is
3086 added.
3087
3088 trace entries
3089 -------------
3090
3091 Having too much or not enough data can be troublesome in
3092 diagnosing an issue in the kernel. The file buffer_size_kb is
3093 used to modify the size of the internal trace buffers. The
3094 number listed is the number of entries that can be recorded per
3095 CPU. To know the full size, multiply the number of possible CPUs
3096 with the number of entries.
3097 ::
3098
3099   # cat buffer_size_kb
3100   1408 (units kilobytes)
3101
3102 Or simply read buffer_total_size_kb
3103 ::
3104
3105   # cat buffer_total_size_kb 
3106   5632
3107
3108 To modify the buffer, simple echo in a number (in 1024 byte segments).
3109 ::
3110
3111   # echo 10000 > buffer_size_kb
3112   # cat buffer_size_kb
3113   10000 (units kilobytes)
3114
3115 It will try to allocate as much as possible. If you allocate too
3116 much, it can cause Out-Of-Memory to trigger.
3117 ::
3118
3119   # echo 1000000000000 > buffer_size_kb
3120   -bash: echo: write error: Cannot allocate memory
3121   # cat buffer_size_kb
3122   85
3123
3124 The per_cpu buffers can be changed individually as well:
3125 ::
3126
3127   # echo 10000 > per_cpu/cpu0/buffer_size_kb
3128   # echo 100 > per_cpu/cpu1/buffer_size_kb
3129
3130 When the per_cpu buffers are not the same, the buffer_size_kb
3131 at the top level will just show an X
3132 ::
3133
3134   # cat buffer_size_kb
3135   X
3136
3137 This is where the buffer_total_size_kb is useful:
3138 ::
3139
3140   # cat buffer_total_size_kb 
3141   12916
3142
3143 Writing to the top level buffer_size_kb will reset all the buffers
3144 to be the same again.
3145
3146 Snapshot
3147 --------
3148 CONFIG_TRACER_SNAPSHOT makes a generic snapshot feature
3149 available to all non latency tracers. (Latency tracers which
3150 record max latency, such as "irqsoff" or "wakeup", can't use
3151 this feature, since those are already using the snapshot
3152 mechanism internally.)
3153
3154 Snapshot preserves a current trace buffer at a particular point
3155 in time without stopping tracing. Ftrace swaps the current
3156 buffer with a spare buffer, and tracing continues in the new
3157 current (=previous spare) buffer.
3158
3159 The following tracefs files in "tracing" are related to this
3160 feature:
3161
3162   snapshot:
3163
3164         This is used to take a snapshot and to read the output
3165         of the snapshot. Echo 1 into this file to allocate a
3166         spare buffer and to take a snapshot (swap), then read
3167         the snapshot from this file in the same format as
3168         "trace" (described above in the section "The File
3169         System"). Both reads snapshot and tracing are executable
3170         in parallel. When the spare buffer is allocated, echoing
3171         0 frees it, and echoing else (positive) values clear the
3172         snapshot contents.
3173         More details are shown in the table below.
3174
3175         +--------------+------------+------------+------------+
3176         |status\\input |     0      |     1      |    else    |
3177         +==============+============+============+============+
3178         |not allocated |(do nothing)| alloc+swap |(do nothing)|
3179         +--------------+------------+------------+------------+
3180         |allocated     |    free    |    swap    |   clear    |
3181         +--------------+------------+------------+------------+
3182
3183 Here is an example of using the snapshot feature.
3184 ::
3185
3186   # echo 1 > events/sched/enable
3187   # echo 1 > snapshot
3188   # cat snapshot
3189   # tracer: nop
3190   #
3191   # entries-in-buffer/entries-written: 71/71   #P:8
3192   #
3193   #                              _-----=> irqs-off
3194   #                             / _----=> need-resched
3195   #                            | / _---=> hardirq/softirq
3196   #                            || / _--=> preempt-depth
3197   #                            ||| /     delay
3198   #           TASK-PID   CPU#  ||||    TIMESTAMP  FUNCTION
3199   #              | |       |   ||||       |         |
3200             <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
3201              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
3202   [...]
3203           <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  
3204
3205   # cat trace  
3206   # tracer: nop
3207   #
3208   # entries-in-buffer/entries-written: 77/77   #P:8
3209   #
3210   #                              _-----=> irqs-off
3211   #                             / _----=> need-resched
3212   #                            | / _---=> hardirq/softirq
3213   #                            || / _--=> preempt-depth
3214   #                            ||| /     delay
3215   #           TASK-PID   CPU#  ||||    TIMESTAMP  FUNCTION
3216   #              | |       |   ||||       |         |
3217             <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
3218    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
3219   [...]
3220
3221
3222 If you try to use this snapshot feature when current tracer is
3223 one of the latency tracers, you will get the following results.
3224 ::
3225
3226   # echo wakeup > current_tracer
3227   # echo 1 > snapshot
3228   bash: echo: write error: Device or resource busy
3229   # cat snapshot
3230   cat: snapshot: Device or resource busy
3231
3232
3233 Instances
3234 ---------
3235 In the tracefs tracing directory is a directory called "instances".
3236 This directory can have new directories created inside of it using
3237 mkdir, and removing directories with rmdir. The directory created
3238 with mkdir in this directory will already contain files and other
3239 directories after it is created.
3240 ::
3241
3242   # mkdir instances/foo
3243   # ls instances/foo
3244   buffer_size_kb  buffer_total_size_kb  events  free_buffer  per_cpu
3245   set_event  snapshot  trace  trace_clock  trace_marker  trace_options
3246   trace_pipe  tracing_on
3247
3248 As you can see, the new directory looks similar to the tracing directory
3249 itself. In fact, it is very similar, except that the buffer and
3250 events are agnostic from the main director, or from any other
3251 instances that are created.
3252
3253 The files in the new directory work just like the files with the
3254 same name in the tracing directory except the buffer that is used
3255 is a separate and new buffer. The files affect that buffer but do not
3256 affect the main buffer with the exception of trace_options. Currently,
3257 the trace_options affect all instances and the top level buffer
3258 the same, but this may change in future releases. That is, options
3259 may become specific to the instance they reside in.
3260
3261 Notice that none of the function tracer files are there, nor is
3262 current_tracer and available_tracers. This is because the buffers
3263 can currently only have events enabled for them.
3264 ::
3265
3266   # mkdir instances/foo
3267   # mkdir instances/bar
3268   # mkdir instances/zoot
3269   # echo 100000 > buffer_size_kb
3270   # echo 1000 > instances/foo/buffer_size_kb
3271   # echo 5000 > instances/bar/per_cpu/cpu1/buffer_size_kb
3272   # echo function > current_trace
3273   # echo 1 > instances/foo/events/sched/sched_wakeup/enable
3274   # echo 1 > instances/foo/events/sched/sched_wakeup_new/enable
3275   # echo 1 > instances/foo/events/sched/sched_switch/enable
3276   # echo 1 > instances/bar/events/irq/enable
3277   # echo 1 > instances/zoot/events/syscalls/enable
3278   # cat trace_pipe
3279   CPU:2 [LOST 11745 EVENTS]
3280               bash-2044  [002] .... 10594.481032: _raw_spin_lock_irqsave <-get_page_from_freelist
3281               bash-2044  [002] d... 10594.481032: add_preempt_count <-_raw_spin_lock_irqsave
3282               bash-2044  [002] d..1 10594.481032: __rmqueue <-get_page_from_freelist
3283               bash-2044  [002] d..1 10594.481033: _raw_spin_unlock <-get_page_from_freelist
3284               bash-2044  [002] d..1 10594.481033: sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock
3285               bash-2044  [002] d... 10594.481033: get_pageblock_flags_group <-get_pageblock_migratetype
3286               bash-2044  [002] d... 10594.481034: __mod_zone_page_state <-get_page_from_freelist
3287               bash-2044  [002] d... 10594.481034: zone_statistics <-get_page_from_freelist
3288               bash-2044  [002] d... 10594.481034: __inc_zone_state <-zone_statistics
3289               bash-2044  [002] d... 10594.481034: __inc_zone_state <-zone_statistics
3290               bash-2044  [002] .... 10594.481035: arch_dup_task_struct <-copy_process
3291   [...]
3292
3293   # cat instances/foo/trace_pipe
3294               bash-1998  [000] d..4   136.676759: sched_wakeup: comm=kworker/0:1 pid=59 prio=120 success=1 target_cpu=000
3295               bash-1998  [000] dN.4   136.676760: sched_wakeup: comm=bash pid=1998 prio=120 success=1 target_cpu=000
3296             <idle>-0     [003] d.h3   136.676906: sched_wakeup: comm=rcu_preempt pid=9 prio=120 success=1 target_cpu=003
3297             <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
3298        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
3299               bash-1998  [000] d..4   136.677014: sched_wakeup: comm=kworker/0:1 pid=59 prio=120 success=1 target_cpu=000
3300               bash-1998  [000] dN.4   136.677016: sched_wakeup: comm=bash pid=1998 prio=120 success=1 target_cpu=000
3301               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
3302        kworker/0:1-59    [000] d..4   136.677022: sched_wakeup: comm=sshd pid=1995 prio=120 success=1 target_cpu=001
3303        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
3304   [...]
3305
3306   # cat instances/bar/trace_pipe
3307        migration/1-14    [001] d.h3   138.732674: softirq_raise: vec=3 [action=NET_RX]
3308             <idle>-0     [001] dNh3   138.732725: softirq_raise: vec=3 [action=NET_RX]
3309               bash-1998  [000] d.h1   138.733101: softirq_raise: vec=1 [action=TIMER]
3310               bash-1998  [000] d.h1   138.733102: softirq_raise: vec=9 [action=RCU]
3311               bash-1998  [000] ..s2   138.733105: softirq_entry: vec=1 [action=TIMER]
3312               bash-1998  [000] ..s2   138.733106: softirq_exit: vec=1 [action=TIMER]
3313               bash-1998  [000] ..s2   138.733106: softirq_entry: vec=9 [action=RCU]
3314               bash-1998  [000] ..s2   138.733109: softirq_exit: vec=9 [action=RCU]
3315               sshd-1995  [001] d.h1   138.733278: irq_handler_entry: irq=21 name=uhci_hcd:usb4
3316               sshd-1995  [001] d.h1   138.733280: irq_handler_exit: irq=21 ret=unhandled
3317               sshd-1995  [001] d.h1   138.733281: irq_handler_entry: irq=21 name=eth0
3318               sshd-1995  [001] d.h1   138.733283: irq_handler_exit: irq=21 ret=handled
3319   [...]
3320
3321   # cat instances/zoot/trace
3322   # tracer: nop
3323   #
3324   # entries-in-buffer/entries-written: 18996/18996   #P:4
3325   #
3326   #                              _-----=> irqs-off
3327   #                             / _----=> need-resched
3328   #                            | / _---=> hardirq/softirq
3329   #                            || / _--=> preempt-depth
3330   #                            ||| /     delay
3331   #           TASK-PID   CPU#  ||||    TIMESTAMP  FUNCTION
3332   #              | |       |   ||||       |         |
3333               bash-1998  [000] d...   140.733501: sys_write -> 0x2
3334               bash-1998  [000] d...   140.733504: sys_dup2(oldfd: a, newfd: 1)
3335               bash-1998  [000] d...   140.733506: sys_dup2 -> 0x1
3336               bash-1998  [000] d...   140.733508: sys_fcntl(fd: a, cmd: 1, arg: 0)
3337               bash-1998  [000] d...   140.733509: sys_fcntl -> 0x1
3338               bash-1998  [000] d...   140.733510: sys_close(fd: a)
3339               bash-1998  [000] d...   140.733510: sys_close -> 0x0
3340               bash-1998  [000] d...   140.733514: sys_rt_sigprocmask(how: 0, nset: 0, oset: 6e2768, sigsetsize: 8)
3341               bash-1998  [000] d...   140.733515: sys_rt_sigprocmask -> 0x0
3342               bash-1998  [000] d...   140.733516: sys_rt_sigaction(sig: 2, act: 7fff718846f0, oact: 7fff71884650, sigsetsize: 8)
3343               bash-1998  [000] d...   140.733516: sys_rt_sigaction -> 0x0
3344
3345 You can see that the trace of the top most trace buffer shows only
3346 the function tracing. The foo instance displays wakeups and task
3347 switches.
3348
3349 To remove the instances, simply delete their directories:
3350 ::
3351
3352   # rmdir instances/foo
3353   # rmdir instances/bar
3354   # rmdir instances/zoot
3355
3356 Note, if a process has a trace file open in one of the instance
3357 directories, the rmdir will fail with EBUSY.
3358
3359
3360 Stack trace
3361 -----------
3362 Since the kernel has a fixed sized stack, it is important not to
3363 waste it in functions. A kernel developer must be conscience of
3364 what they allocate on the stack. If they add too much, the system
3365 can be in danger of a stack overflow, and corruption will occur,
3366 usually leading to a system panic.
3367
3368 There are some tools that check this, usually with interrupts
3369 periodically checking usage. But if you can perform a check
3370 at every function call that will become very useful. As ftrace provides
3371 a function tracer, it makes it convenient to check the stack size
3372 at every function call. This is enabled via the stack tracer.
3373
3374 CONFIG_STACK_TRACER enables the ftrace stack tracing functionality.
3375 To enable it, write a '1' into /proc/sys/kernel/stack_tracer_enabled.
3376 ::
3377
3378  # echo 1 > /proc/sys/kernel/stack_tracer_enabled
3379
3380 You can also enable it from the kernel command line to trace
3381 the stack size of the kernel during boot up, by adding "stacktrace"
3382 to the kernel command line parameter.
3383
3384 After running it for a few minutes, the output looks like:
3385 ::
3386
3387   # cat stack_max_size
3388   2928
3389
3390   # cat stack_trace
3391           Depth    Size   Location    (18 entries)
3392           -----    ----   --------
3393     0)     2928     224   update_sd_lb_stats+0xbc/0x4ac
3394     1)     2704     160   find_busiest_group+0x31/0x1f1
3395     2)     2544     256   load_balance+0xd9/0x662
3396     3)     2288      80   idle_balance+0xbb/0x130
3397     4)     2208     128   __schedule+0x26e/0x5b9
3398     5)     2080      16   schedule+0x64/0x66
3399     6)     2064     128   schedule_timeout+0x34/0xe0
3400     7)     1936     112   wait_for_common+0x97/0xf1
3401     8)     1824      16   wait_for_completion+0x1d/0x1f
3402     9)     1808     128   flush_work+0xfe/0x119
3403    10)     1680      16   tty_flush_to_ldisc+0x1e/0x20
3404    11)     1664      48   input_available_p+0x1d/0x5c
3405    12)     1616      48   n_tty_poll+0x6d/0x134
3406    13)     1568      64   tty_poll+0x64/0x7f
3407    14)     1504     880   do_select+0x31e/0x511
3408    15)      624     400   core_sys_select+0x177/0x216
3409    16)      224      96   sys_select+0x91/0xb9
3410    17)      128     128   system_call_fastpath+0x16/0x1b
3411
3412 Note, if -mfentry is being used by gcc, functions get traced before
3413 they set up the stack frame. This means that leaf level functions
3414 are not tested by the stack tracer when -mfentry is used.
3415
3416 Currently, -mfentry is used by gcc 4.6.0 and above on x86 only.
3417
3418 More
3419 ----
3420 More details can be found in the source code, in the `kernel/trace/*.c` files.