Merge tag 'selinux-pr-20190312' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[sfrench/cifs-2.6.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         As a speed up, since processing strings can't be quite expensive
237         and requires a check of all functions registered to tracing, instead
238         an index can be written into this file. A number (starting with "1")
239         written will instead select the same corresponding at the line position
240         of the "available_filter_functions" file.
241
242   set_ftrace_notrace:
243
244         This has an effect opposite to that of
245         set_ftrace_filter. Any function that is added here will not
246         be traced. If a function exists in both set_ftrace_filter
247         and set_ftrace_notrace, the function will _not_ be traced.
248
249   set_ftrace_pid:
250
251         Have the function tracer only trace the threads whose PID are
252         listed in this file.
253
254         If the "function-fork" option is set, then when a task whose
255         PID is listed in this file forks, the child's PID will
256         automatically be added to this file, and the child will be
257         traced by the function tracer as well. This option will also
258         cause PIDs of tasks that exit to be removed from the file.
259
260   set_event_pid:
261
262         Have the events only trace a task with a PID listed in this file.
263         Note, sched_switch and sched_wake_up will also trace events
264         listed in this file.
265
266         To have the PIDs of children of tasks with their PID in this file
267         added on fork, enable the "event-fork" option. That option will also
268         cause the PIDs of tasks to be removed from this file when the task
269         exits.
270
271   set_graph_function:
272
273         Functions listed in this file will cause the function graph
274         tracer to only trace these functions and the functions that
275         they call. (See the section "dynamic ftrace" for more details).
276         Note, set_ftrace_filter and set_ftrace_notrace still affects
277         what functions are being traced.
278
279   set_graph_notrace:
280
281         Similar to set_graph_function, but will disable function graph
282         tracing when the function is hit until it exits the function.
283         This makes it possible to ignore tracing functions that are called
284         by a specific function.
285
286   available_filter_functions:
287
288         This lists the functions that ftrace has processed and can trace.
289         These are the function names that you can pass to
290         "set_ftrace_filter", "set_ftrace_notrace",
291         "set_graph_function", or "set_graph_notrace".
292         (See the section "dynamic ftrace" below for more details.)
293
294   dyn_ftrace_total_info:
295
296         This file is for debugging purposes. The number of functions that
297         have been converted to nops and are available to be traced.
298
299   enabled_functions:
300
301         This file is more for debugging ftrace, but can also be useful
302         in seeing if any function has a callback attached to it.
303         Not only does the trace infrastructure use ftrace function
304         trace utility, but other subsystems might too. This file
305         displays all functions that have a callback attached to them
306         as well as the number of callbacks that have been attached.
307         Note, a callback may also call multiple functions which will
308         not be listed in this count.
309
310         If the callback registered to be traced by a function with
311         the "save regs" attribute (thus even more overhead), a 'R'
312         will be displayed on the same line as the function that
313         is returning registers.
314
315         If the callback registered to be traced by a function with
316         the "ip modify" attribute (thus the regs->ip can be changed),
317         an 'I' will be displayed on the same line as the function that
318         can be overridden.
319
320         If the architecture supports it, it will also show what callback
321         is being directly called by the function. If the count is greater
322         than 1 it most likely will be ftrace_ops_list_func().
323
324         If the callback of the function jumps to a trampoline that is
325         specific to a the callback and not the standard trampoline,
326         its address will be printed as well as the function that the
327         trampoline calls.
328
329   function_profile_enabled:
330
331         When set it will enable all functions with either the function
332         tracer, or if configured, the function graph tracer. It will
333         keep a histogram of the number of functions that were called
334         and if the function graph tracer was configured, it will also keep
335         track of the time spent in those functions. The histogram
336         content can be displayed in the files:
337
338         trace_stat/function<cpu> ( function0, function1, etc).
339
340   trace_stat:
341
342         A directory that holds different tracing stats.
343
344   kprobe_events:
345
346         Enable dynamic trace points. See kprobetrace.txt.
347
348   kprobe_profile:
349
350         Dynamic trace points stats. See kprobetrace.txt.
351
352   max_graph_depth:
353
354         Used with the function graph tracer. This is the max depth
355         it will trace into a function. Setting this to a value of
356         one will show only the first kernel function that is called
357         from user space.
358
359   printk_formats:
360
361         This is for tools that read the raw format files. If an event in
362         the ring buffer references a string, only a pointer to the string
363         is recorded into the buffer and not the string itself. This prevents
364         tools from knowing what that string was. This file displays the string
365         and address for the string allowing tools to map the pointers to what
366         the strings were.
367
368   saved_cmdlines:
369
370         Only the pid of the task is recorded in a trace event unless
371         the event specifically saves the task comm as well. Ftrace
372         makes a cache of pid mappings to comms to try to display
373         comms for events. If a pid for a comm is not listed, then
374         "<...>" is displayed in the output.
375
376         If the option "record-cmd" is set to "0", then comms of tasks
377         will not be saved during recording. By default, it is enabled.
378
379   saved_cmdlines_size:
380
381         By default, 128 comms are saved (see "saved_cmdlines" above). To
382         increase or decrease the amount of comms that are cached, echo
383         in a the number of comms to cache, into this file.
384
385   saved_tgids:
386
387         If the option "record-tgid" is set, on each scheduling context switch
388         the Task Group ID of a task is saved in a table mapping the PID of
389         the thread to its TGID. By default, the "record-tgid" option is
390         disabled.
391
392   snapshot:
393
394         This displays the "snapshot" buffer and also lets the user
395         take a snapshot of the current running trace.
396         See the "Snapshot" section below for more details.
397
398   stack_max_size:
399
400         When the stack tracer is activated, this will display the
401         maximum stack size it has encountered.
402         See the "Stack Trace" section below.
403
404   stack_trace:
405
406         This displays the stack back trace of the largest stack
407         that was encountered when the stack tracer is activated.
408         See the "Stack Trace" section below.
409
410   stack_trace_filter:
411
412         This is similar to "set_ftrace_filter" but it limits what
413         functions the stack tracer will check.
414
415   trace_clock:
416
417         Whenever an event is recorded into the ring buffer, a
418         "timestamp" is added. This stamp comes from a specified
419         clock. By default, ftrace uses the "local" clock. This
420         clock is very fast and strictly per cpu, but on some
421         systems it may not be monotonic with respect to other
422         CPUs. In other words, the local clocks may not be in sync
423         with local clocks on other CPUs.
424
425         Usual clocks for tracing::
426
427           # cat trace_clock
428           [local] global counter x86-tsc
429
430         The clock with the square brackets around it is the one in effect.
431
432         local:
433                 Default clock, but may not be in sync across CPUs
434
435         global:
436                 This clock is in sync with all CPUs but may
437                 be a bit slower than the local clock.
438
439         counter:
440                 This is not a clock at all, but literally an atomic
441                 counter. It counts up one by one, but is in sync
442                 with all CPUs. This is useful when you need to
443                 know exactly the order events occurred with respect to
444                 each other on different CPUs.
445
446         uptime:
447                 This uses the jiffies counter and the time stamp
448                 is relative to the time since boot up.
449
450         perf:
451                 This makes ftrace use the same clock that perf uses.
452                 Eventually perf will be able to read ftrace buffers
453                 and this will help out in interleaving the data.
454
455         x86-tsc:
456                 Architectures may define their own clocks. For
457                 example, x86 uses its own TSC cycle clock here.
458
459         ppc-tb:
460                 This uses the powerpc timebase register value.
461                 This is in sync across CPUs and can also be used
462                 to correlate events across hypervisor/guest if
463                 tb_offset is known.
464
465         mono:
466                 This uses the fast monotonic clock (CLOCK_MONOTONIC)
467                 which is monotonic and is subject to NTP rate adjustments.
468
469         mono_raw:
470                 This is the raw monotonic clock (CLOCK_MONOTONIC_RAW)
471                 which is monotonic but is not subject to any rate adjustments
472                 and ticks at the same rate as the hardware clocksource.
473
474         boot:
475                 This is the boot clock (CLOCK_BOOTTIME) and is based on the
476                 fast monotonic clock, but also accounts for time spent in
477                 suspend. Since the clock access is designed for use in
478                 tracing in the suspend path, some side effects are possible
479                 if clock is accessed after the suspend time is accounted before
480                 the fast mono clock is updated. In this case, the clock update
481                 appears to happen slightly sooner than it normally would have.
482                 Also on 32-bit systems, it's possible that the 64-bit boot offset
483                 sees a partial update. These effects are rare and post
484                 processing should be able to handle them. See comments in the
485                 ktime_get_boot_fast_ns() function for more information.
486
487         To set a clock, simply echo the clock name into this file::
488
489           # echo global > trace_clock
490
491   trace_marker:
492
493         This is a very useful file for synchronizing user space
494         with events happening in the kernel. Writing strings into
495         this file will be written into the ftrace buffer.
496
497         It is useful in applications to open this file at the start
498         of the application and just reference the file descriptor
499         for the file::
500
501                 void trace_write(const char *fmt, ...)
502                 {
503                         va_list ap;
504                         char buf[256];
505                         int n;
506
507                         if (trace_fd < 0)
508                                 return;
509
510                         va_start(ap, fmt);
511                         n = vsnprintf(buf, 256, fmt, ap);
512                         va_end(ap);
513
514                         write(trace_fd, buf, n);
515                 }
516
517         start::
518
519                 trace_fd = open("trace_marker", WR_ONLY);
520
521         Note: Writing into the trace_marker file can also initiate triggers
522               that are written into /sys/kernel/tracing/events/ftrace/print/trigger
523               See "Event triggers" in Documentation/trace/events.rst and an
524               example in Documentation/trace/histogram.rst (Section 3.)
525
526   trace_marker_raw:
527
528         This is similar to trace_marker above, but is meant for for binary data
529         to be written to it, where a tool can be used to parse the data
530         from trace_pipe_raw.
531
532   uprobe_events:
533
534         Add dynamic tracepoints in programs.
535         See uprobetracer.txt
536
537   uprobe_profile:
538
539         Uprobe statistics. See uprobetrace.txt
540
541   instances:
542
543         This is a way to make multiple trace buffers where different
544         events can be recorded in different buffers.
545         See "Instances" section below.
546
547   events:
548
549         This is the trace event directory. It holds event tracepoints
550         (also known as static tracepoints) that have been compiled
551         into the kernel. It shows what event tracepoints exist
552         and how they are grouped by system. There are "enable"
553         files at various levels that can enable the tracepoints
554         when a "1" is written to them.
555
556         See events.txt for more information.
557
558   set_event:
559
560         By echoing in the event into this file, will enable that event.
561
562         See events.txt for more information.
563
564   available_events:
565
566         A list of events that can be enabled in tracing.
567
568         See events.txt for more information.
569
570   timestamp_mode:
571
572         Certain tracers may change the timestamp mode used when
573         logging trace events into the event buffer.  Events with
574         different modes can coexist within a buffer but the mode in
575         effect when an event is logged determines which timestamp mode
576         is used for that event.  The default timestamp mode is
577         'delta'.
578
579         Usual timestamp modes for tracing:
580
581           # cat timestamp_mode
582           [delta] absolute
583
584           The timestamp mode with the square brackets around it is the
585           one in effect.
586
587           delta: Default timestamp mode - timestamp is a delta against
588                  a per-buffer timestamp.
589
590           absolute: The timestamp is a full timestamp, not a delta
591                  against some other value.  As such it takes up more
592                  space and is less efficient.
593
594   hwlat_detector:
595
596         Directory for the Hardware Latency Detector.
597         See "Hardware Latency Detector" section below.
598
599   per_cpu:
600
601         This is a directory that contains the trace per_cpu information.
602
603   per_cpu/cpu0/buffer_size_kb:
604
605         The ftrace buffer is defined per_cpu. That is, there's a separate
606         buffer for each CPU to allow writes to be done atomically,
607         and free from cache bouncing. These buffers may have different
608         size buffers. This file is similar to the buffer_size_kb
609         file, but it only displays or sets the buffer size for the
610         specific CPU. (here cpu0).
611
612   per_cpu/cpu0/trace:
613
614         This is similar to the "trace" file, but it will only display
615         the data specific for the CPU. If written to, it only clears
616         the specific CPU buffer.
617
618   per_cpu/cpu0/trace_pipe
619
620         This is similar to the "trace_pipe" file, and is a consuming
621         read, but it will only display (and consume) the data specific
622         for the CPU.
623
624   per_cpu/cpu0/trace_pipe_raw
625
626         For tools that can parse the ftrace ring buffer binary format,
627         the trace_pipe_raw file can be used to extract the data
628         from the ring buffer directly. With the use of the splice()
629         system call, the buffer data can be quickly transferred to
630         a file or to the network where a server is collecting the
631         data.
632
633         Like trace_pipe, this is a consuming reader, where multiple
634         reads will always produce different data.
635
636   per_cpu/cpu0/snapshot:
637
638         This is similar to the main "snapshot" file, but will only
639         snapshot the current CPU (if supported). It only displays
640         the content of the snapshot for a given CPU, and if
641         written to, only clears this CPU buffer.
642
643   per_cpu/cpu0/snapshot_raw:
644
645         Similar to the trace_pipe_raw, but will read the binary format
646         from the snapshot buffer for the given CPU.
647
648   per_cpu/cpu0/stats:
649
650         This displays certain stats about the ring buffer:
651
652         entries:
653                 The number of events that are still in the buffer.
654
655         overrun:
656                 The number of lost events due to overwriting when
657                 the buffer was full.
658
659         commit overrun:
660                 Should always be zero.
661                 This gets set if so many events happened within a nested
662                 event (ring buffer is re-entrant), that it fills the
663                 buffer and starts dropping events.
664
665         bytes:
666                 Bytes actually read (not overwritten).
667
668         oldest event ts:
669                 The oldest timestamp in the buffer
670
671         now ts:
672                 The current timestamp
673
674         dropped events:
675                 Events lost due to overwrite option being off.
676
677         read events:
678                 The number of events read.
679
680 The Tracers
681 -----------
682
683 Here is the list of current tracers that may be configured.
684
685   "function"
686
687         Function call tracer to trace all kernel functions.
688
689   "function_graph"
690
691         Similar to the function tracer except that the
692         function tracer probes the functions on their entry
693         whereas the function graph tracer traces on both entry
694         and exit of the functions. It then provides the ability
695         to draw a graph of function calls similar to C code
696         source.
697
698   "blk"
699
700         The block tracer. The tracer used by the blktrace user
701         application.
702
703   "hwlat"
704
705         The Hardware Latency tracer is used to detect if the hardware
706         produces any latency. See "Hardware Latency Detector" section
707         below.
708
709   "irqsoff"
710
711         Traces the areas that disable interrupts and saves
712         the trace with the longest max latency.
713         See tracing_max_latency. When a new max is recorded,
714         it replaces the old trace. It is best to view this
715         trace with the latency-format option enabled, which
716         happens automatically when the tracer is selected.
717
718   "preemptoff"
719
720         Similar to irqsoff but traces and records the amount of
721         time for which preemption is disabled.
722
723   "preemptirqsoff"
724
725         Similar to irqsoff and preemptoff, but traces and
726         records the largest time for which irqs and/or preemption
727         is disabled.
728
729   "wakeup"
730
731         Traces and records the max latency that it takes for
732         the highest priority task to get scheduled after
733         it has been woken up.
734         Traces all tasks as an average developer would expect.
735
736   "wakeup_rt"
737
738         Traces and records the max latency that it takes for just
739         RT tasks (as the current "wakeup" does). This is useful
740         for those interested in wake up timings of RT tasks.
741
742   "wakeup_dl"
743
744         Traces and records the max latency that it takes for
745         a SCHED_DEADLINE task to be woken (as the "wakeup" and
746         "wakeup_rt" does).
747
748   "mmiotrace"
749
750         A special tracer that is used to trace binary module.
751         It will trace all the calls that a module makes to the
752         hardware. Everything it writes and reads from the I/O
753         as well.
754
755   "branch"
756
757         This tracer can be configured when tracing likely/unlikely
758         calls within the kernel. It will trace when a likely and
759         unlikely branch is hit and if it was correct in its prediction
760         of being correct.
761
762   "nop"
763
764         This is the "trace nothing" tracer. To remove all
765         tracers from tracing simply echo "nop" into
766         current_tracer.
767
768
769 Examples of using the tracer
770 ----------------------------
771
772 Here are typical examples of using the tracers when controlling
773 them only with the tracefs interface (without using any
774 user-land utilities).
775
776 Output format:
777 --------------
778
779 Here is an example of the output format of the file "trace"::
780
781   # tracer: function
782   #
783   # entries-in-buffer/entries-written: 140080/250280   #P:4
784   #
785   #                              _-----=> irqs-off
786   #                             / _----=> need-resched
787   #                            | / _---=> hardirq/softirq
788   #                            || / _--=> preempt-depth
789   #                            ||| /     delay
790   #           TASK-PID   CPU#  ||||    TIMESTAMP  FUNCTION
791   #              | |       |   ||||       |         |
792               bash-1977  [000] .... 17284.993652: sys_close <-system_call_fastpath
793               bash-1977  [000] .... 17284.993653: __close_fd <-sys_close
794               bash-1977  [000] .... 17284.993653: _raw_spin_lock <-__close_fd
795               sshd-1974  [003] .... 17284.993653: __srcu_read_unlock <-fsnotify
796               bash-1977  [000] .... 17284.993654: add_preempt_count <-_raw_spin_lock
797               bash-1977  [000] ...1 17284.993655: _raw_spin_unlock <-__close_fd
798               bash-1977  [000] ...1 17284.993656: sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock
799               bash-1977  [000] .... 17284.993657: filp_close <-__close_fd
800               bash-1977  [000] .... 17284.993657: dnotify_flush <-filp_close
801               sshd-1974  [003] .... 17284.993658: sys_select <-system_call_fastpath
802               ....
803
804 A header is printed with the tracer name that is represented by
805 the trace. In this case the tracer is "function". Then it shows the
806 number of events in the buffer as well as the total number of entries
807 that were written. The difference is the number of entries that were
808 lost due to the buffer filling up (250280 - 140080 = 110200 events
809 lost).
810
811 The header explains the content of the events. Task name "bash", the task
812 PID "1977", the CPU that it was running on "000", the latency format
813 (explained below), the timestamp in <secs>.<usecs> format, the
814 function name that was traced "sys_close" and the parent function that
815 called this function "system_call_fastpath". The timestamp is the time
816 at which the function was entered.
817
818 Latency trace format
819 --------------------
820
821 When the latency-format option is enabled or when one of the latency
822 tracers is set, the trace file gives somewhat more information to see
823 why a latency happened. Here is a typical trace::
824
825   # tracer: irqsoff
826   #
827   # irqsoff latency trace v1.1.5 on 3.8.0-test+
828   # --------------------------------------------------------------------
829   # latency: 259 us, #4/4, CPU#2 | (M:preempt VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
830   #    -----------------
831   #    | task: ps-6143 (uid:0 nice:0 policy:0 rt_prio:0)
832   #    -----------------
833   #  => started at: __lock_task_sighand
834   #  => ended at:   _raw_spin_unlock_irqrestore
835   #
836   #
837   #                  _------=> CPU#            
838   #                 / _-----=> irqs-off        
839   #                | / _----=> need-resched    
840   #                || / _---=> hardirq/softirq 
841   #                ||| / _--=> preempt-depth   
842   #                |||| /     delay             
843   #  cmd     pid   ||||| time  |   caller      
844   #     \   /      |||||  \    |   /           
845         ps-6143    2d...    0us!: trace_hardirqs_off <-__lock_task_sighand
846         ps-6143    2d..1  259us+: trace_hardirqs_on <-_raw_spin_unlock_irqrestore
847         ps-6143    2d..1  263us+: time_hardirqs_on <-_raw_spin_unlock_irqrestore
848         ps-6143    2d..1  306us : <stack trace>
849    => trace_hardirqs_on_caller
850    => trace_hardirqs_on
851    => _raw_spin_unlock_irqrestore
852    => do_task_stat
853    => proc_tgid_stat
854    => proc_single_show
855    => seq_read
856    => vfs_read
857    => sys_read
858    => system_call_fastpath
859
860
861 This shows that the current tracer is "irqsoff" tracing the time
862 for which interrupts were disabled. It gives the trace version (which
863 never changes) and the version of the kernel upon which this was executed on
864 (3.8). Then it displays the max latency in microseconds (259 us). The number
865 of trace entries displayed and the total number (both are four: #4/4).
866 VP, KP, SP, and HP are always zero and are reserved for later use.
867 #P is the number of online CPUs (#P:4).
868
869 The task is the process that was running when the latency
870 occurred. (ps pid: 6143).
871
872 The start and stop (the functions in which the interrupts were
873 disabled and enabled respectively) that caused the latencies:
874
875   - __lock_task_sighand is where the interrupts were disabled.
876   - _raw_spin_unlock_irqrestore is where they were enabled again.
877
878 The next lines after the header are the trace itself. The header
879 explains which is which.
880
881   cmd: The name of the process in the trace.
882
883   pid: The PID of that process.
884
885   CPU#: The CPU which the process was running on.
886
887   irqs-off: 'd' interrupts are disabled. '.' otherwise.
888         .. caution:: If the architecture does not support a way to
889                 read the irq flags variable, an 'X' will always
890                 be printed here.
891
892   need-resched:
893         - 'N' both TIF_NEED_RESCHED and PREEMPT_NEED_RESCHED is set,
894         - 'n' only TIF_NEED_RESCHED is set,
895         - 'p' only PREEMPT_NEED_RESCHED is set,
896         - '.' otherwise.
897
898   hardirq/softirq:
899         - 'Z' - NMI occurred inside a hardirq
900         - 'z' - NMI is running
901         - 'H' - hard irq occurred inside a softirq.
902         - 'h' - hard irq is running
903         - 's' - soft irq is running
904         - '.' - normal context.
905
906   preempt-depth: The level of preempt_disabled
907
908 The above is mostly meaningful for kernel developers.
909
910   time:
911         When the latency-format option is enabled, the trace file
912         output includes a timestamp relative to the start of the
913         trace. This differs from the output when latency-format
914         is disabled, which includes an absolute timestamp.
915
916   delay:
917         This is just to help catch your eye a bit better. And
918         needs to be fixed to be only relative to the same CPU.
919         The marks are determined by the difference between this
920         current trace and the next trace.
921
922           - '$' - greater than 1 second
923           - '@' - greater than 100 millisecond
924           - '*' - greater than 10 millisecond
925           - '#' - greater than 1000 microsecond
926           - '!' - greater than 100 microsecond
927           - '+' - greater than 10 microsecond
928           - ' ' - less than or equal to 10 microsecond.
929
930   The rest is the same as the 'trace' file.
931
932   Note, the latency tracers will usually end with a back trace
933   to easily find where the latency occurred.
934
935 trace_options
936 -------------
937
938 The trace_options file (or the options directory) is used to control
939 what gets printed in the trace output, or manipulate the tracers.
940 To see what is available, simply cat the file::
941
942   cat trace_options
943         print-parent
944         nosym-offset
945         nosym-addr
946         noverbose
947         noraw
948         nohex
949         nobin
950         noblock
951         trace_printk
952         annotate
953         nouserstacktrace
954         nosym-userobj
955         noprintk-msg-only
956         context-info
957         nolatency-format
958         record-cmd
959         norecord-tgid
960         overwrite
961         nodisable_on_free
962         irq-info
963         markers
964         noevent-fork
965         function-trace
966         nofunction-fork
967         nodisplay-graph
968         nostacktrace
969         nobranch
970
971 To disable one of the options, echo in the option prepended with
972 "no"::
973
974   echo noprint-parent > trace_options
975
976 To enable an option, leave off the "no"::
977
978   echo sym-offset > trace_options
979
980 Here are the available options:
981
982   print-parent
983         On function traces, display the calling (parent)
984         function as well as the function being traced.
985         ::
986
987           print-parent:
988            bash-4000  [01]  1477.606694: simple_strtoul <-kstrtoul
989
990           noprint-parent:
991            bash-4000  [01]  1477.606694: simple_strtoul
992
993
994   sym-offset
995         Display not only the function name, but also the
996         offset in the function. For example, instead of
997         seeing just "ktime_get", you will see
998         "ktime_get+0xb/0x20".
999         ::
1000
1001           sym-offset:
1002            bash-4000  [01]  1477.606694: simple_strtoul+0x6/0xa0
1003
1004   sym-addr
1005         This will also display the function address as well
1006         as the function name.
1007         ::
1008
1009           sym-addr:
1010            bash-4000  [01]  1477.606694: simple_strtoul <c0339346>
1011
1012   verbose
1013         This deals with the trace file when the
1014         latency-format option is enabled.
1015         ::
1016
1017             bash  4000 1 0 00000000 00010a95 [58127d26] 1720.415ms \
1018             (+0.000ms): simple_strtoul (kstrtoul)
1019
1020   raw
1021         This will display raw numbers. This option is best for
1022         use with user applications that can translate the raw
1023         numbers better than having it done in the kernel.
1024
1025   hex
1026         Similar to raw, but the numbers will be in a hexadecimal format.
1027
1028   bin
1029         This will print out the formats in raw binary.
1030
1031   block
1032         When set, reading trace_pipe will not block when polled.
1033
1034   trace_printk
1035         Can disable trace_printk() from writing into the buffer.
1036
1037   annotate
1038         It is sometimes confusing when the CPU buffers are full
1039         and one CPU buffer had a lot of events recently, thus
1040         a shorter time frame, were another CPU may have only had
1041         a few events, which lets it have older events. When
1042         the trace is reported, it shows the oldest events first,
1043         and it may look like only one CPU ran (the one with the
1044         oldest events). When the annotate option is set, it will
1045         display when a new CPU buffer started::
1046
1047                           <idle>-0     [001] dNs4 21169.031481: wake_up_idle_cpu <-add_timer_on
1048                           <idle>-0     [001] dNs4 21169.031482: _raw_spin_unlock_irqrestore <-add_timer_on
1049                           <idle>-0     [001] .Ns4 21169.031484: sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock_irqrestore
1050                 ##### CPU 2 buffer started ####
1051                           <idle>-0     [002] .N.1 21169.031484: rcu_idle_exit <-cpu_idle
1052                           <idle>-0     [001] .Ns3 21169.031484: _raw_spin_unlock <-clocksource_watchdog
1053                           <idle>-0     [001] .Ns3 21169.031485: sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock
1054
1055   userstacktrace
1056         This option changes the trace. It records a
1057         stacktrace of the current user space thread after
1058         each trace event.
1059
1060   sym-userobj
1061         when user stacktrace are enabled, look up which
1062         object the address belongs to, and print a
1063         relative address. This is especially useful when
1064         ASLR is on, otherwise you don't get a chance to
1065         resolve the address to object/file/line after
1066         the app is no longer running
1067
1068         The lookup is performed when you read
1069         trace,trace_pipe. Example::
1070
1071                   a.out-1623  [000] 40874.465068: /root/a.out[+0x480] <-/root/a.out[+0
1072                   x494] <- /root/a.out[+0x4a8] <- /lib/libc-2.7.so[+0x1e1a6]
1073
1074
1075   printk-msg-only
1076         When set, trace_printk()s will only show the format
1077         and not their parameters (if trace_bprintk() or
1078         trace_bputs() was used to save the trace_printk()).
1079
1080   context-info
1081         Show only the event data. Hides the comm, PID,
1082         timestamp, CPU, and other useful data.
1083
1084   latency-format
1085         This option changes the trace output. When it is enabled,
1086         the trace displays additional information about the
1087         latency, as described in "Latency trace format".
1088
1089   record-cmd
1090         When any event or tracer is enabled, a hook is enabled
1091         in the sched_switch trace point to fill comm cache
1092         with mapped pids and comms. But this may cause some
1093         overhead, and if you only care about pids, and not the
1094         name of the task, disabling this option can lower the
1095         impact of tracing. See "saved_cmdlines".
1096
1097   record-tgid
1098         When any event or tracer is enabled, a hook is enabled
1099         in the sched_switch trace point to fill the cache of
1100         mapped Thread Group IDs (TGID) mapping to pids. See
1101         "saved_tgids".
1102
1103   overwrite
1104         This controls what happens when the trace buffer is
1105         full. If "1" (default), the oldest events are
1106         discarded and overwritten. If "0", then the newest
1107         events are discarded.
1108         (see per_cpu/cpu0/stats for overrun and dropped)
1109
1110   disable_on_free
1111         When the free_buffer is closed, tracing will
1112         stop (tracing_on set to 0).
1113
1114   irq-info
1115         Shows the interrupt, preempt count, need resched data.
1116         When disabled, the trace looks like::
1117
1118                 # tracer: function
1119                 #
1120                 # entries-in-buffer/entries-written: 144405/9452052   #P:4
1121                 #
1122                 #           TASK-PID   CPU#      TIMESTAMP  FUNCTION
1123                 #              | |       |          |         |
1124                           <idle>-0     [002]  23636.756054: ttwu_do_activate.constprop.89 <-try_to_wake_up
1125                           <idle>-0     [002]  23636.756054: activate_task <-ttwu_do_activate.constprop.89
1126                           <idle>-0     [002]  23636.756055: enqueue_task <-activate_task
1127
1128
1129   markers
1130         When set, the trace_marker is writable (only by root).
1131         When disabled, the trace_marker will error with EINVAL
1132         on write.
1133
1134   event-fork
1135         When set, tasks with PIDs listed in set_event_pid will have
1136         the PIDs of their children added to set_event_pid when those
1137         tasks fork. Also, when tasks with PIDs in set_event_pid exit,
1138         their PIDs will be removed from the file.
1139
1140   function-trace
1141         The latency tracers will enable function tracing
1142         if this option is enabled (default it is). When
1143         it is disabled, the latency tracers do not trace
1144         functions. This keeps the overhead of the tracer down
1145         when performing latency tests.
1146
1147   function-fork
1148         When set, tasks with PIDs listed in set_ftrace_pid will
1149         have the PIDs of their children added to set_ftrace_pid
1150         when those tasks fork. Also, when tasks with PIDs in
1151         set_ftrace_pid exit, their PIDs will be removed from the
1152         file.
1153
1154   display-graph
1155         When set, the latency tracers (irqsoff, wakeup, etc) will
1156         use function graph tracing instead of function tracing.
1157
1158   stacktrace
1159         When set, a stack trace is recorded after any trace event
1160         is recorded.
1161
1162   branch
1163         Enable branch tracing with the tracer. This enables branch
1164         tracer along with the currently set tracer. Enabling this
1165         with the "nop" tracer is the same as just enabling the
1166         "branch" tracer.
1167
1168 .. tip:: Some tracers have their own options. They only appear in this
1169        file when the tracer is active. They always appear in the
1170        options directory.
1171
1172
1173 Here are the per tracer options:
1174
1175 Options for function tracer:
1176
1177   func_stack_trace
1178         When set, a stack trace is recorded after every
1179         function that is recorded. NOTE! Limit the functions
1180         that are recorded before enabling this, with
1181         "set_ftrace_filter" otherwise the system performance
1182         will be critically degraded. Remember to disable
1183         this option before clearing the function filter.
1184
1185 Options for function_graph tracer:
1186
1187  Since the function_graph tracer has a slightly different output
1188  it has its own options to control what is displayed.
1189
1190   funcgraph-overrun
1191         When set, the "overrun" of the graph stack is
1192         displayed after each function traced. The
1193         overrun, is when the stack depth of the calls
1194         is greater than what is reserved for each task.
1195         Each task has a fixed array of functions to
1196         trace in the call graph. If the depth of the
1197         calls exceeds that, the function is not traced.
1198         The overrun is the number of functions missed
1199         due to exceeding this array.
1200
1201   funcgraph-cpu
1202         When set, the CPU number of the CPU where the trace
1203         occurred is displayed.
1204
1205   funcgraph-overhead
1206         When set, if the function takes longer than
1207         A certain amount, then a delay marker is
1208         displayed. See "delay" above, under the
1209         header description.
1210
1211   funcgraph-proc
1212         Unlike other tracers, the process' command line
1213         is not displayed by default, but instead only
1214         when a task is traced in and out during a context
1215         switch. Enabling this options has the command
1216         of each process displayed at every line.
1217
1218   funcgraph-duration
1219         At the end of each function (the return)
1220         the duration of the amount of time in the
1221         function is displayed in microseconds.
1222
1223   funcgraph-abstime
1224         When set, the timestamp is displayed at each line.
1225
1226   funcgraph-irqs
1227         When disabled, functions that happen inside an
1228         interrupt will not be traced.
1229
1230   funcgraph-tail
1231         When set, the return event will include the function
1232         that it represents. By default this is off, and
1233         only a closing curly bracket "}" is displayed for
1234         the return of a function.
1235
1236   sleep-time
1237         When running function graph tracer, to include
1238         the time a task schedules out in its function.
1239         When enabled, it will account time the task has been
1240         scheduled out as part of the function call.
1241
1242   graph-time
1243         When running function profiler with function graph tracer,
1244         to include the time to call nested functions. When this is
1245         not set, the time reported for the function will only
1246         include the time the function itself executed for, not the
1247         time for functions that it called.
1248
1249 Options for blk tracer:
1250
1251   blk_classic
1252         Shows a more minimalistic output.
1253
1254
1255 irqsoff
1256 -------
1257
1258 When interrupts are disabled, the CPU can not react to any other
1259 external event (besides NMIs and SMIs). This prevents the timer
1260 interrupt from triggering or the mouse interrupt from letting
1261 the kernel know of a new mouse event. The result is a latency
1262 with the reaction time.
1263
1264 The irqsoff tracer tracks the time for which interrupts are
1265 disabled. When a new maximum latency is hit, the tracer saves
1266 the trace leading up to that latency point so that every time a
1267 new maximum is reached, the old saved trace is discarded and the
1268 new trace is saved.
1269
1270 To reset the maximum, echo 0 into tracing_max_latency. Here is
1271 an example::
1272
1273   # echo 0 > options/function-trace
1274   # echo irqsoff > current_tracer
1275   # echo 1 > tracing_on
1276   # echo 0 > tracing_max_latency
1277   # ls -ltr
1278   [...]
1279   # echo 0 > tracing_on
1280   # cat trace
1281   # tracer: irqsoff
1282   #
1283   # irqsoff latency trace v1.1.5 on 3.8.0-test+
1284   # --------------------------------------------------------------------
1285   # latency: 16 us, #4/4, CPU#0 | (M:preempt VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
1286   #    -----------------
1287   #    | task: swapper/0-0 (uid:0 nice:0 policy:0 rt_prio:0)
1288   #    -----------------
1289   #  => started at: run_timer_softirq
1290   #  => ended at:   run_timer_softirq
1291   #
1292   #
1293   #                  _------=> CPU#            
1294   #                 / _-----=> irqs-off        
1295   #                | / _----=> need-resched    
1296   #                || / _---=> hardirq/softirq 
1297   #                ||| / _--=> preempt-depth   
1298   #                |||| /     delay             
1299   #  cmd     pid   ||||| time  |   caller      
1300   #     \   /      |||||  \    |   /           
1301     <idle>-0       0d.s2    0us+: _raw_spin_lock_irq <-run_timer_softirq
1302     <idle>-0       0dNs3   17us : _raw_spin_unlock_irq <-run_timer_softirq
1303     <idle>-0       0dNs3   17us+: trace_hardirqs_on <-run_timer_softirq
1304     <idle>-0       0dNs3   25us : <stack trace>
1305    => _raw_spin_unlock_irq
1306    => run_timer_softirq
1307    => __do_softirq
1308    => call_softirq
1309    => do_softirq
1310    => irq_exit
1311    => smp_apic_timer_interrupt
1312    => apic_timer_interrupt
1313    => rcu_idle_exit
1314    => cpu_idle
1315    => rest_init
1316    => start_kernel
1317    => x86_64_start_reservations
1318    => x86_64_start_kernel
1319
1320 Here we see that that we had a latency of 16 microseconds (which is
1321 very good). The _raw_spin_lock_irq in run_timer_softirq disabled
1322 interrupts. The difference between the 16 and the displayed
1323 timestamp 25us occurred because the clock was incremented
1324 between the time of recording the max latency and the time of
1325 recording the function that had that latency.
1326
1327 Note the above example had function-trace not set. If we set
1328 function-trace, we get a much larger output::
1329
1330  with echo 1 > options/function-trace
1331
1332   # tracer: irqsoff
1333   #
1334   # irqsoff latency trace v1.1.5 on 3.8.0-test+
1335   # --------------------------------------------------------------------
1336   # latency: 71 us, #168/168, CPU#3 | (M:preempt VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
1337   #    -----------------
1338   #    | task: bash-2042 (uid:0 nice:0 policy:0 rt_prio:0)
1339   #    -----------------
1340   #  => started at: ata_scsi_queuecmd
1341   #  => ended at:   ata_scsi_queuecmd
1342   #
1343   #
1344   #                  _------=> CPU#            
1345   #                 / _-----=> irqs-off        
1346   #                | / _----=> need-resched    
1347   #                || / _---=> hardirq/softirq 
1348   #                ||| / _--=> preempt-depth   
1349   #                |||| /     delay             
1350   #  cmd     pid   ||||| time  |   caller      
1351   #     \   /      |||||  \    |   /           
1352       bash-2042    3d...    0us : _raw_spin_lock_irqsave <-ata_scsi_queuecmd
1353       bash-2042    3d...    0us : add_preempt_count <-_raw_spin_lock_irqsave
1354       bash-2042    3d..1    1us : ata_scsi_find_dev <-ata_scsi_queuecmd
1355       bash-2042    3d..1    1us : __ata_scsi_find_dev <-ata_scsi_find_dev
1356       bash-2042    3d..1    2us : ata_find_dev.part.14 <-__ata_scsi_find_dev
1357       bash-2042    3d..1    2us : ata_qc_new_init <-__ata_scsi_queuecmd
1358       bash-2042    3d..1    3us : ata_sg_init <-__ata_scsi_queuecmd
1359       bash-2042    3d..1    4us : ata_scsi_rw_xlat <-__ata_scsi_queuecmd
1360       bash-2042    3d..1    4us : ata_build_rw_tf <-ata_scsi_rw_xlat
1361   [...]
1362       bash-2042    3d..1   67us : delay_tsc <-__delay
1363       bash-2042    3d..1   67us : add_preempt_count <-delay_tsc
1364       bash-2042    3d..2   67us : sub_preempt_count <-delay_tsc
1365       bash-2042    3d..1   67us : add_preempt_count <-delay_tsc
1366       bash-2042    3d..2   68us : sub_preempt_count <-delay_tsc
1367       bash-2042    3d..1   68us+: ata_bmdma_start <-ata_bmdma_qc_issue
1368       bash-2042    3d..1   71us : _raw_spin_unlock_irqrestore <-ata_scsi_queuecmd
1369       bash-2042    3d..1   71us : _raw_spin_unlock_irqrestore <-ata_scsi_queuecmd
1370       bash-2042    3d..1   72us+: trace_hardirqs_on <-ata_scsi_queuecmd
1371       bash-2042    3d..1  120us : <stack trace>
1372    => _raw_spin_unlock_irqrestore
1373    => ata_scsi_queuecmd
1374    => scsi_dispatch_cmd
1375    => scsi_request_fn
1376    => __blk_run_queue_uncond
1377    => __blk_run_queue
1378    => blk_queue_bio
1379    => generic_make_request
1380    => submit_bio
1381    => submit_bh
1382    => __ext3_get_inode_loc
1383    => ext3_iget
1384    => ext3_lookup
1385    => lookup_real
1386    => __lookup_hash
1387    => walk_component
1388    => lookup_last
1389    => path_lookupat
1390    => filename_lookup
1391    => user_path_at_empty
1392    => user_path_at
1393    => vfs_fstatat
1394    => vfs_stat
1395    => sys_newstat
1396    => system_call_fastpath
1397
1398
1399 Here we traced a 71 microsecond latency. But we also see all the
1400 functions that were called during that time. Note that by
1401 enabling function tracing, we incur an added overhead. This
1402 overhead may extend the latency times. But nevertheless, this
1403 trace has provided some very helpful debugging information.
1404
1405 If we prefer function graph output instead of function, we can set
1406 display-graph option::
1407  with echo 1 > options/display-graph
1408
1409   # tracer: irqsoff
1410   #
1411   # irqsoff latency trace v1.1.5 on 4.20.0-rc6+
1412   # --------------------------------------------------------------------
1413   # latency: 3751 us, #274/274, CPU#0 | (M:desktop VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
1414   #    -----------------
1415   #    | task: bash-1507 (uid:0 nice:0 policy:0 rt_prio:0)
1416   #    -----------------
1417   #  => started at: free_debug_processing
1418   #  => ended at:   return_to_handler
1419   #
1420   #
1421   #                                       _-----=> irqs-off
1422   #                                      / _----=> need-resched
1423   #                                     | / _---=> hardirq/softirq
1424   #                                     || / _--=> preempt-depth
1425   #                                     ||| /
1426   #   REL TIME      CPU  TASK/PID       ||||     DURATION                  FUNCTION CALLS
1427   #      |          |     |    |        ||||      |   |                     |   |   |   |
1428           0 us |   0)   bash-1507    |  d... |   0.000 us    |  _raw_spin_lock_irqsave();
1429           0 us |   0)   bash-1507    |  d..1 |   0.378 us    |    do_raw_spin_trylock();
1430           1 us |   0)   bash-1507    |  d..2 |               |    set_track() {
1431           2 us |   0)   bash-1507    |  d..2 |               |      save_stack_trace() {
1432           2 us |   0)   bash-1507    |  d..2 |               |        __save_stack_trace() {
1433           3 us |   0)   bash-1507    |  d..2 |               |          __unwind_start() {
1434           3 us |   0)   bash-1507    |  d..2 |               |            get_stack_info() {
1435           3 us |   0)   bash-1507    |  d..2 |   0.351 us    |              in_task_stack();
1436           4 us |   0)   bash-1507    |  d..2 |   1.107 us    |            }
1437   [...]
1438        3750 us |   0)   bash-1507    |  d..1 |   0.516 us    |      do_raw_spin_unlock();
1439        3750 us |   0)   bash-1507    |  d..1 |   0.000 us    |  _raw_spin_unlock_irqrestore();
1440        3764 us |   0)   bash-1507    |  d..1 |   0.000 us    |  tracer_hardirqs_on();
1441       bash-1507    0d..1 3792us : <stack trace>
1442    => free_debug_processing
1443    => __slab_free
1444    => kmem_cache_free
1445    => vm_area_free
1446    => remove_vma
1447    => exit_mmap
1448    => mmput
1449    => flush_old_exec
1450    => load_elf_binary
1451    => search_binary_handler
1452    => __do_execve_file.isra.32
1453    => __x64_sys_execve
1454    => do_syscall_64
1455    => entry_SYSCALL_64_after_hwframe
1456
1457 preemptoff
1458 ----------
1459
1460 When preemption is disabled, we may be able to receive
1461 interrupts but the task cannot be preempted and a higher
1462 priority task must wait for preemption to be enabled again
1463 before it can preempt a lower priority task.
1464
1465 The preemptoff tracer traces the places that disable preemption.
1466 Like the irqsoff tracer, it records the maximum latency for
1467 which preemption was disabled. The control of preemptoff tracer
1468 is much like the irqsoff tracer.
1469 ::
1470
1471   # echo 0 > options/function-trace
1472   # echo preemptoff > current_tracer
1473   # echo 1 > tracing_on
1474   # echo 0 > tracing_max_latency
1475   # ls -ltr
1476   [...]
1477   # echo 0 > tracing_on
1478   # cat trace
1479   # tracer: preemptoff
1480   #
1481   # preemptoff latency trace v1.1.5 on 3.8.0-test+
1482   # --------------------------------------------------------------------
1483   # latency: 46 us, #4/4, CPU#1 | (M:preempt VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
1484   #    -----------------
1485   #    | task: sshd-1991 (uid:0 nice:0 policy:0 rt_prio:0)
1486   #    -----------------
1487   #  => started at: do_IRQ
1488   #  => ended at:   do_IRQ
1489   #
1490   #
1491   #                  _------=> CPU#            
1492   #                 / _-----=> irqs-off        
1493   #                | / _----=> need-resched    
1494   #                || / _---=> hardirq/softirq 
1495   #                ||| / _--=> preempt-depth   
1496   #                |||| /     delay             
1497   #  cmd     pid   ||||| time  |   caller      
1498   #     \   /      |||||  \    |   /           
1499       sshd-1991    1d.h.    0us+: irq_enter <-do_IRQ
1500       sshd-1991    1d..1   46us : irq_exit <-do_IRQ
1501       sshd-1991    1d..1   47us+: trace_preempt_on <-do_IRQ
1502       sshd-1991    1d..1   52us : <stack trace>
1503    => sub_preempt_count
1504    => irq_exit
1505    => do_IRQ
1506    => ret_from_intr
1507
1508
1509 This has some more changes. Preemption was disabled when an
1510 interrupt came in (notice the 'h'), and was enabled on exit.
1511 But we also see that interrupts have been disabled when entering
1512 the preempt off section and leaving it (the 'd'). We do not know if
1513 interrupts were enabled in the mean time or shortly after this
1514 was over.
1515 ::
1516
1517   # tracer: preemptoff
1518   #
1519   # preemptoff latency trace v1.1.5 on 3.8.0-test+
1520   # --------------------------------------------------------------------
1521   # latency: 83 us, #241/241, CPU#1 | (M:preempt VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
1522   #    -----------------
1523   #    | task: bash-1994 (uid:0 nice:0 policy:0 rt_prio:0)
1524   #    -----------------
1525   #  => started at: wake_up_new_task
1526   #  => ended at:   task_rq_unlock
1527   #
1528   #
1529   #                  _------=> CPU#            
1530   #                 / _-----=> irqs-off        
1531   #                | / _----=> need-resched    
1532   #                || / _---=> hardirq/softirq 
1533   #                ||| / _--=> preempt-depth   
1534   #                |||| /     delay             
1535   #  cmd     pid   ||||| time  |   caller      
1536   #     \   /      |||||  \    |   /           
1537       bash-1994    1d..1    0us : _raw_spin_lock_irqsave <-wake_up_new_task
1538       bash-1994    1d..1    0us : select_task_rq_fair <-select_task_rq
1539       bash-1994    1d..1    1us : __rcu_read_lock <-select_task_rq_fair
1540       bash-1994    1d..1    1us : source_load <-select_task_rq_fair
1541       bash-1994    1d..1    1us : source_load <-select_task_rq_fair
1542   [...]
1543       bash-1994    1d..1   12us : irq_enter <-smp_apic_timer_interrupt
1544       bash-1994    1d..1   12us : rcu_irq_enter <-irq_enter
1545       bash-1994    1d..1   13us : add_preempt_count <-irq_enter
1546       bash-1994    1d.h1   13us : exit_idle <-smp_apic_timer_interrupt
1547       bash-1994    1d.h1   13us : hrtimer_interrupt <-smp_apic_timer_interrupt
1548       bash-1994    1d.h1   13us : _raw_spin_lock <-hrtimer_interrupt
1549       bash-1994    1d.h1   14us : add_preempt_count <-_raw_spin_lock
1550       bash-1994    1d.h2   14us : ktime_get_update_offsets <-hrtimer_interrupt
1551   [...]
1552       bash-1994    1d.h1   35us : lapic_next_event <-clockevents_program_event
1553       bash-1994    1d.h1   35us : irq_exit <-smp_apic_timer_interrupt
1554       bash-1994    1d.h1   36us : sub_preempt_count <-irq_exit
1555       bash-1994    1d..2   36us : do_softirq <-irq_exit
1556       bash-1994    1d..2   36us : __do_softirq <-call_softirq
1557       bash-1994    1d..2   36us : __local_bh_disable <-__do_softirq
1558       bash-1994    1d.s2   37us : add_preempt_count <-_raw_spin_lock_irq
1559       bash-1994    1d.s3   38us : _raw_spin_unlock <-run_timer_softirq
1560       bash-1994    1d.s3   39us : sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock
1561       bash-1994    1d.s2   39us : call_timer_fn <-run_timer_softirq
1562   [...]
1563       bash-1994    1dNs2   81us : cpu_needs_another_gp <-rcu_process_callbacks
1564       bash-1994    1dNs2   82us : __local_bh_enable <-__do_softirq
1565       bash-1994    1dNs2   82us : sub_preempt_count <-__local_bh_enable
1566       bash-1994    1dN.2   82us : idle_cpu <-irq_exit
1567       bash-1994    1dN.2   83us : rcu_irq_exit <-irq_exit
1568       bash-1994    1dN.2   83us : sub_preempt_count <-irq_exit
1569       bash-1994    1.N.1   84us : _raw_spin_unlock_irqrestore <-task_rq_unlock
1570       bash-1994    1.N.1   84us+: trace_preempt_on <-task_rq_unlock
1571       bash-1994    1.N.1  104us : <stack trace>
1572    => sub_preempt_count
1573    => _raw_spin_unlock_irqrestore
1574    => task_rq_unlock
1575    => wake_up_new_task
1576    => do_fork
1577    => sys_clone
1578    => stub_clone
1579
1580
1581 The above is an example of the preemptoff trace with
1582 function-trace set. Here we see that interrupts were not disabled
1583 the entire time. The irq_enter code lets us know that we entered
1584 an interrupt 'h'. Before that, the functions being traced still
1585 show that it is not in an interrupt, but we can see from the
1586 functions themselves that this is not the case.
1587
1588 preemptirqsoff
1589 --------------
1590
1591 Knowing the locations that have interrupts disabled or
1592 preemption disabled for the longest times is helpful. But
1593 sometimes we would like to know when either preemption and/or
1594 interrupts are disabled.
1595
1596 Consider the following code::
1597
1598     local_irq_disable();
1599     call_function_with_irqs_off();
1600     preempt_disable();
1601     call_function_with_irqs_and_preemption_off();
1602     local_irq_enable();
1603     call_function_with_preemption_off();
1604     preempt_enable();
1605
1606 The irqsoff tracer will record the total length of
1607 call_function_with_irqs_off() and
1608 call_function_with_irqs_and_preemption_off().
1609
1610 The preemptoff tracer will record the total length of
1611 call_function_with_irqs_and_preemption_off() and
1612 call_function_with_preemption_off().
1613
1614 But neither will trace the time that interrupts and/or
1615 preemption is disabled. This total time is the time that we can
1616 not schedule. To record this time, use the preemptirqsoff
1617 tracer.
1618
1619 Again, using this trace is much like the irqsoff and preemptoff
1620 tracers.
1621 ::
1622
1623   # echo 0 > options/function-trace
1624   # echo preemptirqsoff > current_tracer
1625   # echo 1 > tracing_on
1626   # echo 0 > tracing_max_latency
1627   # ls -ltr
1628   [...]
1629   # echo 0 > tracing_on
1630   # cat trace
1631   # tracer: preemptirqsoff
1632   #
1633   # preemptirqsoff latency trace v1.1.5 on 3.8.0-test+
1634   # --------------------------------------------------------------------
1635   # latency: 100 us, #4/4, CPU#3 | (M:preempt VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
1636   #    -----------------
1637   #    | task: ls-2230 (uid:0 nice:0 policy:0 rt_prio:0)
1638   #    -----------------
1639   #  => started at: ata_scsi_queuecmd
1640   #  => ended at:   ata_scsi_queuecmd
1641   #
1642   #
1643   #                  _------=> CPU#            
1644   #                 / _-----=> irqs-off        
1645   #                | / _----=> need-resched    
1646   #                || / _---=> hardirq/softirq 
1647   #                ||| / _--=> preempt-depth   
1648   #                |||| /     delay             
1649   #  cmd     pid   ||||| time  |   caller      
1650   #     \   /      |||||  \    |   /           
1651         ls-2230    3d...    0us+: _raw_spin_lock_irqsave <-ata_scsi_queuecmd
1652         ls-2230    3...1  100us : _raw_spin_unlock_irqrestore <-ata_scsi_queuecmd
1653         ls-2230    3...1  101us+: trace_preempt_on <-ata_scsi_queuecmd
1654         ls-2230    3...1  111us : <stack trace>
1655    => sub_preempt_count
1656    => _raw_spin_unlock_irqrestore
1657    => ata_scsi_queuecmd
1658    => scsi_dispatch_cmd
1659    => scsi_request_fn
1660    => __blk_run_queue_uncond
1661    => __blk_run_queue
1662    => blk_queue_bio
1663    => generic_make_request
1664    => submit_bio
1665    => submit_bh
1666    => ext3_bread
1667    => ext3_dir_bread
1668    => htree_dirblock_to_tree
1669    => ext3_htree_fill_tree
1670    => ext3_readdir
1671    => vfs_readdir
1672    => sys_getdents
1673    => system_call_fastpath
1674
1675
1676 The trace_hardirqs_off_thunk is called from assembly on x86 when
1677 interrupts are disabled in the assembly code. Without the
1678 function tracing, we do not know if interrupts were enabled
1679 within the preemption points. We do see that it started with
1680 preemption enabled.
1681
1682 Here is a trace with function-trace set::
1683
1684   # tracer: preemptirqsoff
1685   #
1686   # preemptirqsoff latency trace v1.1.5 on 3.8.0-test+
1687   # --------------------------------------------------------------------
1688   # latency: 161 us, #339/339, CPU#3 | (M:preempt VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
1689   #    -----------------
1690   #    | task: ls-2269 (uid:0 nice:0 policy:0 rt_prio:0)
1691   #    -----------------
1692   #  => started at: schedule
1693   #  => ended at:   mutex_unlock
1694   #
1695   #
1696   #                  _------=> CPU#            
1697   #                 / _-----=> irqs-off        
1698   #                | / _----=> need-resched    
1699   #                || / _---=> hardirq/softirq 
1700   #                ||| / _--=> preempt-depth   
1701   #                |||| /     delay             
1702   #  cmd     pid   ||||| time  |   caller      
1703   #     \   /      |||||  \    |   /           
1704   kworker/-59      3...1    0us : __schedule <-schedule
1705   kworker/-59      3d..1    0us : rcu_preempt_qs <-rcu_note_context_switch
1706   kworker/-59      3d..1    1us : add_preempt_count <-_raw_spin_lock_irq
1707   kworker/-59      3d..2    1us : deactivate_task <-__schedule
1708   kworker/-59      3d..2    1us : dequeue_task <-deactivate_task
1709   kworker/-59      3d..2    2us : update_rq_clock <-dequeue_task
1710   kworker/-59      3d..2    2us : dequeue_task_fair <-dequeue_task
1711   kworker/-59      3d..2    2us : update_curr <-dequeue_task_fair
1712   kworker/-59      3d..2    2us : update_min_vruntime <-update_curr
1713   kworker/-59      3d..2    3us : cpuacct_charge <-update_curr
1714   kworker/-59      3d..2    3us : __rcu_read_lock <-cpuacct_charge
1715   kworker/-59      3d..2    3us : __rcu_read_unlock <-cpuacct_charge
1716   kworker/-59      3d..2    3us : update_cfs_rq_blocked_load <-dequeue_task_fair
1717   kworker/-59      3d..2    4us : clear_buddies <-dequeue_task_fair
1718   kworker/-59      3d..2    4us : account_entity_dequeue <-dequeue_task_fair
1719   kworker/-59      3d..2    4us : update_min_vruntime <-dequeue_task_fair
1720   kworker/-59      3d..2    4us : update_cfs_shares <-dequeue_task_fair
1721   kworker/-59      3d..2    5us : hrtick_update <-dequeue_task_fair
1722   kworker/-59      3d..2    5us : wq_worker_sleeping <-__schedule
1723   kworker/-59      3d..2    5us : kthread_data <-wq_worker_sleeping
1724   kworker/-59      3d..2    5us : put_prev_task_fair <-__schedule
1725   kworker/-59      3d..2    6us : pick_next_task_fair <-pick_next_task
1726   kworker/-59      3d..2    6us : clear_buddies <-pick_next_task_fair
1727   kworker/-59      3d..2    6us : set_next_entity <-pick_next_task_fair
1728   kworker/-59      3d..2    6us : update_stats_wait_end <-set_next_entity
1729         ls-2269    3d..2    7us : finish_task_switch <-__schedule
1730         ls-2269    3d..2    7us : _raw_spin_unlock_irq <-finish_task_switch
1731         ls-2269    3d..2    8us : do_IRQ <-ret_from_intr
1732         ls-2269    3d..2    8us : irq_enter <-do_IRQ
1733         ls-2269    3d..2    8us : rcu_irq_enter <-irq_enter
1734         ls-2269    3d..2    9us : add_preempt_count <-irq_enter
1735         ls-2269    3d.h2    9us : exit_idle <-do_IRQ
1736   [...]
1737         ls-2269    3d.h3   20us : sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock
1738         ls-2269    3d.h2   20us : irq_exit <-do_IRQ
1739         ls-2269    3d.h2   21us : sub_preempt_count <-irq_exit
1740         ls-2269    3d..3   21us : do_softirq <-irq_exit
1741         ls-2269    3d..3   21us : __do_softirq <-call_softirq
1742         ls-2269    3d..3   21us+: __local_bh_disable <-__do_softirq
1743         ls-2269    3d.s4   29us : sub_preempt_count <-_local_bh_enable_ip
1744         ls-2269    3d.s5   29us : sub_preempt_count <-_local_bh_enable_ip
1745         ls-2269    3d.s5   31us : do_IRQ <-ret_from_intr
1746         ls-2269    3d.s5   31us : irq_enter <-do_IRQ
1747         ls-2269    3d.s5   31us : rcu_irq_enter <-irq_enter
1748   [...]
1749         ls-2269    3d.s5   31us : rcu_irq_enter <-irq_enter
1750         ls-2269    3d.s5   32us : add_preempt_count <-irq_enter
1751         ls-2269    3d.H5   32us : exit_idle <-do_IRQ
1752         ls-2269    3d.H5   32us : handle_irq <-do_IRQ
1753         ls-2269    3d.H5   32us : irq_to_desc <-handle_irq
1754         ls-2269    3d.H5   33us : handle_fasteoi_irq <-handle_irq
1755   [...]
1756         ls-2269    3d.s5  158us : _raw_spin_unlock_irqrestore <-rtl8139_poll
1757         ls-2269    3d.s3  158us : net_rps_action_and_irq_enable.isra.65 <-net_rx_action
1758         ls-2269    3d.s3  159us : __local_bh_enable <-__do_softirq
1759         ls-2269    3d.s3  159us : sub_preempt_count <-__local_bh_enable
1760         ls-2269    3d..3  159us : idle_cpu <-irq_exit
1761         ls-2269    3d..3  159us : rcu_irq_exit <-irq_exit
1762         ls-2269    3d..3  160us : sub_preempt_count <-irq_exit
1763         ls-2269    3d...  161us : __mutex_unlock_slowpath <-mutex_unlock
1764         ls-2269    3d...  162us+: trace_hardirqs_on <-mutex_unlock
1765         ls-2269    3d...  186us : <stack trace>
1766    => __mutex_unlock_slowpath
1767    => mutex_unlock
1768    => process_output
1769    => n_tty_write
1770    => tty_write
1771    => vfs_write
1772    => sys_write
1773    => system_call_fastpath
1774
1775 This is an interesting trace. It started with kworker running and
1776 scheduling out and ls taking over. But as soon as ls released the
1777 rq lock and enabled interrupts (but not preemption) an interrupt
1778 triggered. When the interrupt finished, it started running softirqs.
1779 But while the softirq was running, another interrupt triggered.
1780 When an interrupt is running inside a softirq, the annotation is 'H'.
1781
1782
1783 wakeup
1784 ------
1785
1786 One common case that people are interested in tracing is the
1787 time it takes for a task that is woken to actually wake up.
1788 Now for non Real-Time tasks, this can be arbitrary. But tracing
1789 it none the less can be interesting. 
1790
1791 Without function tracing::
1792
1793   # echo 0 > options/function-trace
1794   # echo wakeup > current_tracer
1795   # echo 1 > tracing_on
1796   # echo 0 > tracing_max_latency
1797   # chrt -f 5 sleep 1
1798   # echo 0 > tracing_on
1799   # cat trace
1800   # tracer: wakeup
1801   #
1802   # wakeup latency trace v1.1.5 on 3.8.0-test+
1803   # --------------------------------------------------------------------
1804   # latency: 15 us, #4/4, CPU#3 | (M:preempt VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
1805   #    -----------------
1806   #    | task: kworker/3:1H-312 (uid:0 nice:-20 policy:0 rt_prio:0)
1807   #    -----------------
1808   #
1809   #                  _------=> CPU#            
1810   #                 / _-----=> irqs-off        
1811   #                | / _----=> need-resched    
1812   #                || / _---=> hardirq/softirq 
1813   #                ||| / _--=> preempt-depth   
1814   #                |||| /     delay             
1815   #  cmd     pid   ||||| time  |   caller      
1816   #     \   /      |||||  \    |   /           
1817     <idle>-0       3dNs7    0us :      0:120:R   + [003]   312:100:R kworker/3:1H
1818     <idle>-0       3dNs7    1us+: ttwu_do_activate.constprop.87 <-try_to_wake_up
1819     <idle>-0       3d..3   15us : __schedule <-schedule
1820     <idle>-0       3d..3   15us :      0:120:R ==> [003]   312:100:R kworker/3:1H
1821
1822 The tracer only traces the highest priority task in the system
1823 to avoid tracing the normal circumstances. Here we see that
1824 the kworker with a nice priority of -20 (not very nice), took
1825 just 15 microseconds from the time it woke up, to the time it
1826 ran.
1827
1828 Non Real-Time tasks are not that interesting. A more interesting
1829 trace is to concentrate only on Real-Time tasks.
1830
1831 wakeup_rt
1832 ---------
1833
1834 In a Real-Time environment it is very important to know the
1835 wakeup time it takes for the highest priority task that is woken
1836 up to the time that it executes. This is also known as "schedule
1837 latency". I stress the point that this is about RT tasks. It is
1838 also important to know the scheduling latency of non-RT tasks,
1839 but the average schedule latency is better for non-RT tasks.
1840 Tools like LatencyTop are more appropriate for such
1841 measurements.
1842
1843 Real-Time environments are interested in the worst case latency.
1844 That is the longest latency it takes for something to happen,
1845 and not the average. We can have a very fast scheduler that may
1846 only have a large latency once in a while, but that would not
1847 work well with Real-Time tasks.  The wakeup_rt tracer was designed
1848 to record the worst case wakeups of RT tasks. Non-RT tasks are
1849 not recorded because the tracer only records one worst case and
1850 tracing non-RT tasks that are unpredictable will overwrite the
1851 worst case latency of RT tasks (just run the normal wakeup
1852 tracer for a while to see that effect).
1853
1854 Since this tracer only deals with RT tasks, we will run this
1855 slightly differently than we did with the previous tracers.
1856 Instead of performing an 'ls', we will run 'sleep 1' under
1857 'chrt' which changes the priority of the task.
1858 ::
1859
1860   # echo 0 > options/function-trace
1861   # echo wakeup_rt > current_tracer
1862   # echo 1 > tracing_on
1863   # echo 0 > tracing_max_latency
1864   # chrt -f 5 sleep 1
1865   # echo 0 > tracing_on
1866   # cat trace
1867   # tracer: wakeup
1868   #
1869   # tracer: wakeup_rt
1870   #
1871   # wakeup_rt latency trace v1.1.5 on 3.8.0-test+
1872   # --------------------------------------------------------------------
1873   # latency: 5 us, #4/4, CPU#3 | (M:preempt VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
1874   #    -----------------
1875   #    | task: sleep-2389 (uid:0 nice:0 policy:1 rt_prio:5)
1876   #    -----------------
1877   #
1878   #                  _------=> CPU#            
1879   #                 / _-----=> irqs-off        
1880   #                | / _----=> need-resched    
1881   #                || / _---=> hardirq/softirq 
1882   #                ||| / _--=> preempt-depth   
1883   #                |||| /     delay             
1884   #  cmd     pid   ||||| time  |   caller      
1885   #     \   /      |||||  \    |   /           
1886     <idle>-0       3d.h4    0us :      0:120:R   + [003]  2389: 94:R sleep
1887     <idle>-0       3d.h4    1us+: ttwu_do_activate.constprop.87 <-try_to_wake_up
1888     <idle>-0       3d..3    5us : __schedule <-schedule
1889     <idle>-0       3d..3    5us :      0:120:R ==> [003]  2389: 94:R sleep
1890
1891
1892 Running this on an idle system, we see that it only took 5 microseconds
1893 to perform the task switch.  Note, since the trace point in the schedule
1894 is before the actual "switch", we stop the tracing when the recorded task
1895 is about to schedule in. This may change if we add a new marker at the
1896 end of the scheduler.
1897
1898 Notice that the recorded task is 'sleep' with the PID of 2389
1899 and it has an rt_prio of 5. This priority is user-space priority
1900 and not the internal kernel priority. The policy is 1 for
1901 SCHED_FIFO and 2 for SCHED_RR.
1902
1903 Note, that the trace data shows the internal priority (99 - rtprio).
1904 ::
1905
1906   <idle>-0       3d..3    5us :      0:120:R ==> [003]  2389: 94:R sleep
1907
1908 The 0:120:R means idle was running with a nice priority of 0 (120 - 120)
1909 and in the running state 'R'. The sleep task was scheduled in with
1910 2389: 94:R. That is the priority is the kernel rtprio (99 - 5 = 94)
1911 and it too is in the running state.
1912
1913 Doing the same with chrt -r 5 and function-trace set.
1914 ::
1915
1916   echo 1 > options/function-trace
1917
1918   # tracer: wakeup_rt
1919   #
1920   # wakeup_rt latency trace v1.1.5 on 3.8.0-test+
1921   # --------------------------------------------------------------------
1922   # latency: 29 us, #85/85, CPU#3 | (M:preempt VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
1923   #    -----------------
1924   #    | task: sleep-2448 (uid:0 nice:0 policy:1 rt_prio:5)
1925   #    -----------------
1926   #
1927   #                  _------=> CPU#            
1928   #                 / _-----=> irqs-off        
1929   #                | / _----=> need-resched    
1930   #                || / _---=> hardirq/softirq 
1931   #                ||| / _--=> preempt-depth   
1932   #                |||| /     delay             
1933   #  cmd     pid   ||||| time  |   caller      
1934   #     \   /      |||||  \    |   /           
1935     <idle>-0       3d.h4    1us+:      0:120:R   + [003]  2448: 94:R sleep
1936     <idle>-0       3d.h4    2us : ttwu_do_activate.constprop.87 <-try_to_wake_up
1937     <idle>-0       3d.h3    3us : check_preempt_curr <-ttwu_do_wakeup
1938     <idle>-0       3d.h3    3us : resched_curr <-check_preempt_curr
1939     <idle>-0       3dNh3    4us : task_woken_rt <-ttwu_do_wakeup
1940     <idle>-0       3dNh3    4us : _raw_spin_unlock <-try_to_wake_up
1941     <idle>-0       3dNh3    4us : sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock
1942     <idle>-0       3dNh2    5us : ttwu_stat <-try_to_wake_up
1943     <idle>-0       3dNh2    5us : _raw_spin_unlock_irqrestore <-try_to_wake_up
1944     <idle>-0       3dNh2    6us : sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock_irqrestore
1945     <idle>-0       3dNh1    6us : _raw_spin_lock <-__run_hrtimer
1946     <idle>-0       3dNh1    6us : add_preempt_count <-_raw_spin_lock
1947     <idle>-0       3dNh2    7us : _raw_spin_unlock <-hrtimer_interrupt
1948     <idle>-0       3dNh2    7us : sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock
1949     <idle>-0       3dNh1    7us : tick_program_event <-hrtimer_interrupt
1950     <idle>-0       3dNh1    7us : clockevents_program_event <-tick_program_event
1951     <idle>-0       3dNh1    8us : ktime_get <-clockevents_program_event
1952     <idle>-0       3dNh1    8us : lapic_next_event <-clockevents_program_event
1953     <idle>-0       3dNh1    8us : irq_exit <-smp_apic_timer_interrupt
1954     <idle>-0       3dNh1    9us : sub_preempt_count <-irq_exit
1955     <idle>-0       3dN.2    9us : idle_cpu <-irq_exit
1956     <idle>-0       3dN.2    9us : rcu_irq_exit <-irq_exit
1957     <idle>-0       3dN.2   10us : rcu_eqs_enter_common.isra.45 <-rcu_irq_exit
1958     <idle>-0       3dN.2   10us : sub_preempt_count <-irq_exit
1959     <idle>-0       3.N.1   11us : rcu_idle_exit <-cpu_idle
1960     <idle>-0       3dN.1   11us : rcu_eqs_exit_common.isra.43 <-rcu_idle_exit
1961     <idle>-0       3.N.1   11us : tick_nohz_idle_exit <-cpu_idle
1962     <idle>-0       3dN.1   12us : menu_hrtimer_cancel <-tick_nohz_idle_exit
1963     <idle>-0       3dN.1   12us : ktime_get <-tick_nohz_idle_exit
1964     <idle>-0       3dN.1   12us : tick_do_update_jiffies64 <-tick_nohz_idle_exit
1965     <idle>-0       3dN.1   13us : cpu_load_update_nohz <-tick_nohz_idle_exit
1966     <idle>-0       3dN.1   13us : _raw_spin_lock <-cpu_load_update_nohz
1967     <idle>-0       3dN.1   13us : add_preempt_count <-_raw_spin_lock
1968     <idle>-0       3dN.2   13us : __cpu_load_update <-cpu_load_update_nohz
1969     <idle>-0       3dN.2   14us : sched_avg_update <-__cpu_load_update
1970     <idle>-0       3dN.2   14us : _raw_spin_unlock <-cpu_load_update_nohz
1971     <idle>-0       3dN.2   14us : sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock
1972     <idle>-0       3dN.1   15us : calc_load_nohz_stop <-tick_nohz_idle_exit
1973     <idle>-0       3dN.1   15us : touch_softlockup_watchdog <-tick_nohz_idle_exit
1974     <idle>-0       3dN.1   15us : hrtimer_cancel <-tick_nohz_idle_exit
1975     <idle>-0       3dN.1   15us : hrtimer_try_to_cancel <-hrtimer_cancel
1976     <idle>-0       3dN.1   16us : lock_hrtimer_base.isra.18 <-hrtimer_try_to_cancel
1977     <idle>-0       3dN.1   16us : _raw_spin_lock_irqsave <-lock_hrtimer_base.isra.18
1978     <idle>-0       3dN.1   16us : add_preempt_count <-_raw_spin_lock_irqsave
1979     <idle>-0       3dN.2   17us : __remove_hrtimer <-remove_hrtimer.part.16
1980     <idle>-0       3dN.2   17us : hrtimer_force_reprogram <-__remove_hrtimer
1981     <idle>-0       3dN.2   17us : tick_program_event <-hrtimer_force_reprogram
1982     <idle>-0       3dN.2   18us : clockevents_program_event <-tick_program_event
1983     <idle>-0       3dN.2   18us : ktime_get <-clockevents_program_event
1984     <idle>-0       3dN.2   18us : lapic_next_event <-clockevents_program_event
1985     <idle>-0       3dN.2   19us : _raw_spin_unlock_irqrestore <-hrtimer_try_to_cancel
1986     <idle>-0       3dN.2   19us : sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock_irqrestore
1987     <idle>-0       3dN.1   19us : hrtimer_forward <-tick_nohz_idle_exit
1988     <idle>-0       3dN.1   20us : ktime_add_safe <-hrtimer_forward
1989     <idle>-0       3dN.1   20us : ktime_add_safe <-hrtimer_forward
1990     <idle>-0       3dN.1   20us : hrtimer_start_range_ns <-hrtimer_start_expires.constprop.11
1991     <idle>-0       3dN.1   20us : __hrtimer_start_range_ns <-hrtimer_start_range_ns
1992     <idle>-0       3dN.1   21us : lock_hrtimer_base.isra.18 <-__hrtimer_start_range_ns
1993     <idle>-0       3dN.1   21us : _raw_spin_lock_irqsave <-lock_hrtimer_base.isra.18
1994     <idle>-0       3dN.1   21us : add_preempt_count <-_raw_spin_lock_irqsave
1995     <idle>-0       3dN.2   22us : ktime_add_safe <-__hrtimer_start_range_ns
1996     <idle>-0       3dN.2   22us : enqueue_hrtimer <-__hrtimer_start_range_ns
1997     <idle>-0       3dN.2   22us : tick_program_event <-__hrtimer_start_range_ns
1998     <idle>-0       3dN.2   23us : clockevents_program_event <-tick_program_event
1999     <idle>-0       3dN.2   23us : ktime_get <-clockevents_program_event
2000     <idle>-0       3dN.2   23us : lapic_next_event <-clockevents_program_event
2001     <idle>-0       3dN.2   24us : _raw_spin_unlock_irqrestore <-__hrtimer_start_range_ns
2002     <idle>-0       3dN.2   24us : sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock_irqrestore
2003     <idle>-0       3dN.1   24us : account_idle_ticks <-tick_nohz_idle_exit
2004     <idle>-0       3dN.1   24us : account_idle_time <-account_idle_ticks
2005     <idle>-0       3.N.1   25us : sub_preempt_count <-cpu_idle
2006     <idle>-0       3.N..   25us : schedule <-cpu_idle
2007     <idle>-0       3.N..   25us : __schedule <-preempt_schedule
2008     <idle>-0       3.N..   26us : add_preempt_count <-__schedule
2009     <idle>-0       3.N.1   26us : rcu_note_context_switch <-__schedule
2010     <idle>-0       3.N.1   26us : rcu_sched_qs <-rcu_note_context_switch
2011     <idle>-0       3dN.1   27us : rcu_preempt_qs <-rcu_note_context_switch
2012     <idle>-0       3.N.1   27us : _raw_spin_lock_irq <-__schedule
2013     <idle>-0       3dN.1   27us : add_preempt_count <-_raw_spin_lock_irq
2014     <idle>-0       3dN.2   28us : put_prev_task_idle <-__schedule
2015     <idle>-0       3dN.2   28us : pick_next_task_stop <-pick_next_task
2016     <idle>-0       3dN.2   28us : pick_next_task_rt <-pick_next_task
2017     <idle>-0       3dN.2   29us : dequeue_pushable_task <-pick_next_task_rt
2018     <idle>-0       3d..3   29us : __schedule <-preempt_schedule
2019     <idle>-0       3d..3   30us :      0:120:R ==> [003]  2448: 94:R sleep
2020
2021 This isn't that big of a trace, even with function tracing enabled,
2022 so I included the entire trace.
2023
2024 The interrupt went off while when the system was idle. Somewhere
2025 before task_woken_rt() was called, the NEED_RESCHED flag was set,
2026 this is indicated by the first occurrence of the 'N' flag.
2027
2028 Latency tracing and events
2029 --------------------------
2030 As function tracing can induce a much larger latency, but without
2031 seeing what happens within the latency it is hard to know what
2032 caused it. There is a middle ground, and that is with enabling
2033 events.
2034 ::
2035
2036   # echo 0 > options/function-trace
2037   # echo wakeup_rt > current_tracer
2038   # echo 1 > events/enable
2039   # echo 1 > tracing_on
2040   # echo 0 > tracing_max_latency
2041   # chrt -f 5 sleep 1
2042   # echo 0 > tracing_on
2043   # cat trace
2044   # tracer: wakeup_rt
2045   #
2046   # wakeup_rt latency trace v1.1.5 on 3.8.0-test+
2047   # --------------------------------------------------------------------
2048   # latency: 6 us, #12/12, CPU#2 | (M:preempt VP:0, KP:0, SP:0 HP:0 #P:4)
2049   #    -----------------
2050   #    | task: sleep-5882 (uid:0 nice:0 policy:1 rt_prio:5)
2051   #    -----------------
2052   #
2053   #                  _------=> CPU#            
2054   #                 / _-----=> irqs-off        
2055   #                | / _----=> need-resched    
2056   #                || / _---=> hardirq/softirq 
2057   #                ||| / _--=> preempt-depth   
2058   #                |||| /     delay             
2059   #  cmd     pid   ||||| time  |   caller      
2060   #     \   /      |||||  \    |   /           
2061     <idle>-0       2d.h4    0us :      0:120:R   + [002]  5882: 94:R sleep
2062     <idle>-0       2d.h4    0us : ttwu_do_activate.constprop.87 <-try_to_wake_up
2063     <idle>-0       2d.h4    1us : sched_wakeup: comm=sleep pid=5882 prio=94 success=1 target_cpu=002
2064     <idle>-0       2dNh2    1us : hrtimer_expire_exit: hrtimer=ffff88007796feb8
2065     <idle>-0       2.N.2    2us : power_end: cpu_id=2
2066     <idle>-0       2.N.2    3us : cpu_idle: state=4294967295 cpu_id=2
2067     <idle>-0       2dN.3    4us : hrtimer_cancel: hrtimer=ffff88007d50d5e0
2068     <idle>-0       2dN.3    4us : hrtimer_start: hrtimer=ffff88007d50d5e0 function=tick_sched_timer expires=34311211000000 softexpires=34311211000000
2069     <idle>-0       2.N.2    5us : rcu_utilization: Start context switch
2070     <idle>-0       2.N.2    5us : rcu_utilization: End context switch
2071     <idle>-0       2d..3    6us : __schedule <-schedule
2072     <idle>-0       2d..3    6us :      0:120:R ==> [002]  5882: 94:R sleep
2073
2074
2075 Hardware Latency Detector
2076 -------------------------
2077
2078 The hardware latency detector is executed by enabling the "hwlat" tracer.
2079
2080 NOTE, this tracer will affect the performance of the system as it will
2081 periodically make a CPU constantly busy with interrupts disabled.
2082 ::
2083
2084   # echo hwlat > current_tracer
2085   # sleep 100
2086   # cat trace
2087   # tracer: hwlat
2088   #
2089   #                              _-----=> irqs-off
2090   #                             / _----=> need-resched
2091   #                            | / _---=> hardirq/softirq
2092   #                            || / _--=> preempt-depth
2093   #                            ||| /     delay
2094   #           TASK-PID   CPU#  ||||    TIMESTAMP  FUNCTION
2095   #              | |       |   ||||       |         |
2096              <...>-3638  [001] d... 19452.055471: #1     inner/outer(us):   12/14    ts:1499801089.066141940
2097              <...>-3638  [003] d... 19454.071354: #2     inner/outer(us):   11/9     ts:1499801091.082164365
2098              <...>-3638  [002] dn.. 19461.126852: #3     inner/outer(us):   12/9     ts:1499801098.138150062
2099              <...>-3638  [001] d... 19488.340960: #4     inner/outer(us):    8/12    ts:1499801125.354139633
2100              <...>-3638  [003] d... 19494.388553: #5     inner/outer(us):    8/12    ts:1499801131.402150961
2101              <...>-3638  [003] d... 19501.283419: #6     inner/outer(us):    0/12    ts:1499801138.297435289 nmi-total:4 nmi-count:1
2102
2103
2104 The above output is somewhat the same in the header. All events will have
2105 interrupts disabled 'd'. Under the FUNCTION title there is:
2106
2107  #1
2108         This is the count of events recorded that were greater than the
2109         tracing_threshold (See below).
2110
2111  inner/outer(us):   12/14
2112
2113       This shows two numbers as "inner latency" and "outer latency". The test
2114       runs in a loop checking a timestamp twice. The latency detected within
2115       the two timestamps is the "inner latency" and the latency detected
2116       after the previous timestamp and the next timestamp in the loop is
2117       the "outer latency".
2118
2119  ts:1499801089.066141940
2120
2121       The absolute timestamp that the event happened.
2122
2123  nmi-total:4 nmi-count:1
2124
2125       On architectures that support it, if an NMI comes in during the
2126       test, the time spent in NMI is reported in "nmi-total" (in
2127       microseconds).
2128
2129       All architectures that have NMIs will show the "nmi-count" if an
2130       NMI comes in during the test.
2131
2132 hwlat files:
2133
2134   tracing_threshold
2135         This gets automatically set to "10" to represent 10
2136         microseconds. This is the threshold of latency that
2137         needs to be detected before the trace will be recorded.
2138
2139         Note, when hwlat tracer is finished (another tracer is
2140         written into "current_tracer"), the original value for
2141         tracing_threshold is placed back into this file.
2142
2143   hwlat_detector/width
2144         The length of time the test runs with interrupts disabled.
2145
2146   hwlat_detector/window
2147         The length of time of the window which the test
2148         runs. That is, the test will run for "width"
2149         microseconds per "window" microseconds
2150
2151   tracing_cpumask
2152         When the test is started. A kernel thread is created that
2153         runs the test. This thread will alternate between CPUs
2154         listed in the tracing_cpumask between each period
2155         (one "window"). To limit the test to specific CPUs
2156         set the mask in this file to only the CPUs that the test
2157         should run on.
2158
2159 function
2160 --------
2161
2162 This tracer is the function tracer. Enabling the function tracer
2163 can be done from the debug file system. Make sure the
2164 ftrace_enabled is set; otherwise this tracer is a nop.
2165 See the "ftrace_enabled" section below.
2166 ::
2167
2168   # sysctl kernel.ftrace_enabled=1
2169   # echo function > current_tracer
2170   # echo 1 > tracing_on
2171   # usleep 1
2172   # echo 0 > tracing_on
2173   # cat trace
2174   # tracer: function
2175   #
2176   # entries-in-buffer/entries-written: 24799/24799   #P:4
2177   #
2178   #                              _-----=> irqs-off
2179   #                             / _----=> need-resched
2180   #                            | / _---=> hardirq/softirq
2181   #                            || / _--=> preempt-depth
2182   #                            ||| /     delay
2183   #           TASK-PID   CPU#  ||||    TIMESTAMP  FUNCTION
2184   #              | |       |   ||||       |         |
2185               bash-1994  [002] ....  3082.063030: mutex_unlock <-rb_simple_write
2186               bash-1994  [002] ....  3082.063031: __mutex_unlock_slowpath <-mutex_unlock
2187               bash-1994  [002] ....  3082.063031: __fsnotify_parent <-fsnotify_modify
2188               bash-1994  [002] ....  3082.063032: fsnotify <-fsnotify_modify
2189               bash-1994  [002] ....  3082.063032: __srcu_read_lock <-fsnotify
2190               bash-1994  [002] ....  3082.063032: add_preempt_count <-__srcu_read_lock
2191               bash-1994  [002] ...1  3082.063032: sub_preempt_count <-__srcu_read_lock
2192               bash-1994  [002] ....  3082.063033: __srcu_read_unlock <-fsnotify
2193   [...]
2194
2195
2196 Note: function tracer uses ring buffers to store the above
2197 entries. The newest data may overwrite the oldest data.
2198 Sometimes using echo to stop the trace is not sufficient because
2199 the tracing could have overwritten the data that you wanted to
2200 record. For this reason, it is sometimes better to disable
2201 tracing directly from a program. This allows you to stop the
2202 tracing at the point that you hit the part that you are
2203 interested in. To disable the tracing directly from a C program,
2204 something like following code snippet can be used::
2205
2206         int trace_fd;
2207         [...]
2208         int main(int argc, char *argv[]) {
2209                 [...]
2210                 trace_fd = open(tracing_file("tracing_on"), O_WRONLY);
2211                 [...]
2212                 if (condition_hit()) {
2213                         write(trace_fd, "0", 1);
2214                 }
2215                 [...]
2216         }
2217
2218
2219 Single thread tracing
2220 ---------------------
2221
2222 By writing into set_ftrace_pid you can trace a
2223 single thread. For example::
2224
2225   # cat set_ftrace_pid
2226   no pid
2227   # echo 3111 > set_ftrace_pid
2228   # cat set_ftrace_pid
2229   3111
2230   # echo function > current_tracer
2231   # cat trace | head
2232   # tracer: function
2233   #
2234   #           TASK-PID    CPU#    TIMESTAMP  FUNCTION
2235   #              | |       |          |         |
2236       yum-updatesd-3111  [003]  1637.254676: finish_task_switch <-thread_return
2237       yum-updatesd-3111  [003]  1637.254681: hrtimer_cancel <-schedule_hrtimeout_range
2238       yum-updatesd-3111  [003]  1637.254682: hrtimer_try_to_cancel <-hrtimer_cancel
2239       yum-updatesd-3111  [003]  1637.254683: lock_hrtimer_base <-hrtimer_try_to_cancel
2240       yum-updatesd-3111  [003]  1637.254685: fget_light <-do_sys_poll
2241       yum-updatesd-3111  [003]  1637.254686: pipe_poll <-do_sys_poll
2242   # echo > set_ftrace_pid
2243   # cat trace |head
2244   # tracer: function
2245   #
2246   #           TASK-PID    CPU#    TIMESTAMP  FUNCTION
2247   #              | |       |          |         |
2248   ##### CPU 3 buffer started ####
2249       yum-updatesd-3111  [003]  1701.957688: free_poll_entry <-poll_freewait
2250       yum-updatesd-3111  [003]  1701.957689: remove_wait_queue <-free_poll_entry
2251       yum-updatesd-3111  [003]  1701.957691: fput <-free_poll_entry
2252       yum-updatesd-3111  [003]  1701.957692: audit_syscall_exit <-sysret_audit
2253       yum-updatesd-3111  [003]  1701.957693: path_put <-audit_syscall_exit
2254
2255 If you want to trace a function when executing, you could use
2256 something like this simple program.
2257 ::
2258
2259         #include <stdio.h>
2260         #include <stdlib.h>
2261         #include <sys/types.h>
2262         #include <sys/stat.h>
2263         #include <fcntl.h>
2264         #include <unistd.h>
2265         #include <string.h>
2266
2267         #define _STR(x) #x
2268         #define STR(x) _STR(x)
2269         #define MAX_PATH 256
2270
2271         const char *find_tracefs(void)
2272         {
2273                static char tracefs[MAX_PATH+1];
2274                static int tracefs_found;
2275                char type[100];
2276                FILE *fp;
2277
2278                if (tracefs_found)
2279                        return tracefs;
2280
2281                if ((fp = fopen("/proc/mounts","r")) == NULL) {
2282                        perror("/proc/mounts");
2283                        return NULL;
2284                }
2285
2286                while (fscanf(fp, "%*s %"
2287                              STR(MAX_PATH)
2288                              "s %99s %*s %*d %*d\n",
2289                              tracefs, type) == 2) {
2290                        if (strcmp(type, "tracefs") == 0)
2291                                break;
2292                }
2293                fclose(fp);
2294
2295                if (strcmp(type, "tracefs") != 0) {
2296                        fprintf(stderr, "tracefs not mounted");
2297                        return NULL;
2298                }
2299
2300                strcat(tracefs, "/tracing/");
2301                tracefs_found = 1;
2302
2303                return tracefs;
2304         }
2305
2306         const char *tracing_file(const char *file_name)
2307         {
2308                static char trace_file[MAX_PATH+1];
2309                snprintf(trace_file, MAX_PATH, "%s/%s", find_tracefs(), file_name);
2310                return trace_file;
2311         }
2312
2313         int main (int argc, char **argv)
2314         {
2315                 if (argc < 1)
2316                         exit(-1);
2317
2318                 if (fork() > 0) {
2319                         int fd, ffd;
2320                         char line[64];
2321                         int s;
2322
2323                         ffd = open(tracing_file("current_tracer"), O_WRONLY);
2324                         if (ffd < 0)
2325                                 exit(-1);
2326                         write(ffd, "nop", 3);
2327
2328                         fd = open(tracing_file("set_ftrace_pid"), O_WRONLY);
2329                         s = sprintf(line, "%d\n", getpid());
2330                         write(fd, line, s);
2331
2332                         write(ffd, "function", 8);
2333
2334                         close(fd);
2335                         close(ffd);
2336
2337                         execvp(argv[1], argv+1);
2338                 }
2339
2340                 return 0;
2341         }
2342
2343 Or this simple script!
2344 ::
2345
2346   #!/bin/bash
2347
2348   tracefs=`sed -ne 's/^tracefs \(.*\) tracefs.*/\1/p' /proc/mounts`
2349   echo nop > $tracefs/tracing/current_tracer
2350   echo 0 > $tracefs/tracing/tracing_on
2351   echo $$ > $tracefs/tracing/set_ftrace_pid
2352   echo function > $tracefs/tracing/current_tracer
2353   echo 1 > $tracefs/tracing/tracing_on
2354   exec "$@"
2355
2356
2357 function graph tracer
2358 ---------------------------
2359
2360 This tracer is similar to the function tracer except that it
2361 probes a function on its entry and its exit. This is done by
2362 using a dynamically allocated stack of return addresses in each
2363 task_struct. On function entry the tracer overwrites the return
2364 address of each function traced to set a custom probe. Thus the
2365 original return address is stored on the stack of return address
2366 in the task_struct.
2367
2368 Probing on both ends of a function leads to special features
2369 such as:
2370
2371 - measure of a function's time execution
2372 - having a reliable call stack to draw function calls graph
2373
2374 This tracer is useful in several situations:
2375
2376 - you want to find the reason of a strange kernel behavior and
2377   need to see what happens in detail on any areas (or specific
2378   ones).
2379
2380 - you are experiencing weird latencies but it's difficult to
2381   find its origin.
2382
2383 - you want to find quickly which path is taken by a specific
2384   function
2385
2386 - you just want to peek inside a working kernel and want to see
2387   what happens there.
2388
2389 ::
2390
2391   # tracer: function_graph
2392   #
2393   # CPU  DURATION                  FUNCTION CALLS
2394   # |     |   |                     |   |   |   |
2395
2396    0)               |  sys_open() {
2397    0)               |    do_sys_open() {
2398    0)               |      getname() {
2399    0)               |        kmem_cache_alloc() {
2400    0)   1.382 us    |          __might_sleep();
2401    0)   2.478 us    |        }
2402    0)               |        strncpy_from_user() {
2403    0)               |          might_fault() {
2404    0)   1.389 us    |            __might_sleep();
2405    0)   2.553 us    |          }
2406    0)   3.807 us    |        }
2407    0)   7.876 us    |      }
2408    0)               |      alloc_fd() {
2409    0)   0.668 us    |        _spin_lock();
2410    0)   0.570 us    |        expand_files();
2411    0)   0.586 us    |        _spin_unlock();
2412
2413
2414 There are several columns that can be dynamically
2415 enabled/disabled. You can use every combination of options you
2416 want, depending on your needs.
2417
2418 - The cpu number on which the function executed is default
2419   enabled.  It is sometimes better to only trace one cpu (see
2420   tracing_cpu_mask file) or you might sometimes see unordered
2421   function calls while cpu tracing switch.
2422
2423         - hide: echo nofuncgraph-cpu > trace_options
2424         - show: echo funcgraph-cpu > trace_options
2425
2426 - The duration (function's time of execution) is displayed on
2427   the closing bracket line of a function or on the same line
2428   than the current function in case of a leaf one. It is default
2429   enabled.
2430
2431         - hide: echo nofuncgraph-duration > trace_options
2432         - show: echo funcgraph-duration > trace_options
2433
2434 - The overhead field precedes the duration field in case of
2435   reached duration thresholds.
2436
2437         - hide: echo nofuncgraph-overhead > trace_options
2438         - show: echo funcgraph-overhead > trace_options
2439         - depends on: funcgraph-duration
2440
2441   ie::
2442
2443     3) # 1837.709 us |          } /* __switch_to */
2444     3)               |          finish_task_switch() {
2445     3)   0.313 us    |            _raw_spin_unlock_irq();
2446     3)   3.177 us    |          }
2447     3) # 1889.063 us |        } /* __schedule */
2448     3) ! 140.417 us  |      } /* __schedule */
2449     3) # 2034.948 us |    } /* schedule */
2450     3) * 33998.59 us |  } /* schedule_preempt_disabled */
2451
2452     [...]
2453
2454     1)   0.260 us    |              msecs_to_jiffies();
2455     1)   0.313 us    |              __rcu_read_unlock();
2456     1) + 61.770 us   |            }
2457     1) + 64.479 us   |          }
2458     1)   0.313 us    |          rcu_bh_qs();
2459     1)   0.313 us    |          __local_bh_enable();
2460     1) ! 217.240 us  |        }
2461     1)   0.365 us    |        idle_cpu();
2462     1)               |        rcu_irq_exit() {
2463     1)   0.417 us    |          rcu_eqs_enter_common.isra.47();
2464     1)   3.125 us    |        }
2465     1) ! 227.812 us  |      }
2466     1) ! 457.395 us  |    }
2467     1) @ 119760.2 us |  }
2468
2469     [...]
2470
2471     2)               |    handle_IPI() {
2472     1)   6.979 us    |                  }
2473     2)   0.417 us    |      scheduler_ipi();
2474     1)   9.791 us    |                }
2475     1) + 12.917 us   |              }
2476     2)   3.490 us    |    }
2477     1) + 15.729 us   |            }
2478     1) + 18.542 us   |          }
2479     2) $ 3594274 us  |  }
2480
2481 Flags::
2482
2483   + means that the function exceeded 10 usecs.
2484   ! means that the function exceeded 100 usecs.
2485   # means that the function exceeded 1000 usecs.
2486   * means that the function exceeded 10 msecs.
2487   @ means that the function exceeded 100 msecs.
2488   $ means that the function exceeded 1 sec.
2489
2490
2491 - The task/pid field displays the thread cmdline and pid which
2492   executed the function. It is default disabled.
2493
2494         - hide: echo nofuncgraph-proc > trace_options
2495         - show: echo funcgraph-proc > trace_options
2496
2497   ie::
2498
2499     # tracer: function_graph
2500     #
2501     # CPU  TASK/PID        DURATION                  FUNCTION CALLS
2502     # |    |    |           |   |                     |   |   |   |
2503     0)    sh-4802     |               |                  d_free() {
2504     0)    sh-4802     |               |                    call_rcu() {
2505     0)    sh-4802     |               |                      __call_rcu() {
2506     0)    sh-4802     |   0.616 us    |                        rcu_process_gp_end();
2507     0)    sh-4802     |   0.586 us    |                        check_for_new_grace_period();
2508     0)    sh-4802     |   2.899 us    |                      }
2509     0)    sh-4802     |   4.040 us    |                    }
2510     0)    sh-4802     |   5.151 us    |                  }
2511     0)    sh-4802     | + 49.370 us   |                }
2512
2513
2514 - The absolute time field is an absolute timestamp given by the
2515   system clock since it started. A snapshot of this time is
2516   given on each entry/exit of functions
2517
2518         - hide: echo nofuncgraph-abstime > trace_options
2519         - show: echo funcgraph-abstime > trace_options
2520
2521   ie::
2522
2523     #
2524     #      TIME       CPU  DURATION                  FUNCTION CALLS
2525     #       |         |     |   |                     |   |   |   |
2526     360.774522 |   1)   0.541 us    |                                          }
2527     360.774522 |   1)   4.663 us    |                                        }
2528     360.774523 |   1)   0.541 us    |                                        __wake_up_bit();
2529     360.774524 |   1)   6.796 us    |                                      }
2530     360.774524 |   1)   7.952 us    |                                    }
2531     360.774525 |   1)   9.063 us    |                                  }
2532     360.774525 |   1)   0.615 us    |                                  journal_mark_dirty();
2533     360.774527 |   1)   0.578 us    |                                  __brelse();
2534     360.774528 |   1)               |                                  reiserfs_prepare_for_journal() {
2535     360.774528 |   1)               |                                    unlock_buffer() {
2536     360.774529 |   1)               |                                      wake_up_bit() {
2537     360.774529 |   1)               |                                        bit_waitqueue() {
2538     360.774530 |   1)   0.594 us    |                                          __phys_addr();
2539
2540
2541 The function name is always displayed after the closing bracket
2542 for a function if the start of that function is not in the
2543 trace buffer.
2544
2545 Display of the function name after the closing bracket may be
2546 enabled for functions whose start is in the trace buffer,
2547 allowing easier searching with grep for function durations.
2548 It is default disabled.
2549
2550         - hide: echo nofuncgraph-tail > trace_options
2551         - show: echo funcgraph-tail > trace_options
2552
2553   Example with nofuncgraph-tail (default)::
2554
2555     0)               |      putname() {
2556     0)               |        kmem_cache_free() {
2557     0)   0.518 us    |          __phys_addr();
2558     0)   1.757 us    |        }
2559     0)   2.861 us    |      }
2560
2561   Example with funcgraph-tail::
2562
2563     0)               |      putname() {
2564     0)               |        kmem_cache_free() {
2565     0)   0.518 us    |          __phys_addr();
2566     0)   1.757 us    |        } /* kmem_cache_free() */
2567     0)   2.861 us    |      } /* putname() */
2568
2569 You can put some comments on specific functions by using
2570 trace_printk() For example, if you want to put a comment inside
2571 the __might_sleep() function, you just have to include
2572 <linux/ftrace.h> and call trace_printk() inside __might_sleep()::
2573
2574         trace_printk("I'm a comment!\n")
2575
2576 will produce::
2577
2578    1)               |             __might_sleep() {
2579    1)               |                /* I'm a comment! */
2580    1)   1.449 us    |             }
2581
2582
2583 You might find other useful features for this tracer in the
2584 following "dynamic ftrace" section such as tracing only specific
2585 functions or tasks.
2586
2587 dynamic ftrace
2588 --------------
2589
2590 If CONFIG_DYNAMIC_FTRACE is set, the system will run with
2591 virtually no overhead when function tracing is disabled. The way
2592 this works is the mcount function call (placed at the start of
2593 every kernel function, produced by the -pg switch in gcc),
2594 starts of pointing to a simple return. (Enabling FTRACE will
2595 include the -pg switch in the compiling of the kernel.)
2596
2597 At compile time every C file object is run through the
2598 recordmcount program (located in the scripts directory). This
2599 program will parse the ELF headers in the C object to find all
2600 the locations in the .text section that call mcount. Starting
2601 with gcc version 4.6, the -mfentry has been added for x86, which
2602 calls "__fentry__" instead of "mcount". Which is called before
2603 the creation of the stack frame.
2604
2605 Note, not all sections are traced. They may be prevented by either
2606 a notrace, or blocked another way and all inline functions are not
2607 traced. Check the "available_filter_functions" file to see what functions
2608 can be traced.
2609
2610 A section called "__mcount_loc" is created that holds
2611 references to all the mcount/fentry call sites in the .text section.
2612 The recordmcount program re-links this section back into the
2613 original object. The final linking stage of the kernel will add all these
2614 references into a single table.
2615
2616 On boot up, before SMP is initialized, the dynamic ftrace code
2617 scans this table and updates all the locations into nops. It
2618 also records the locations, which are added to the
2619 available_filter_functions list.  Modules are processed as they
2620 are loaded and before they are executed.  When a module is
2621 unloaded, it also removes its functions from the ftrace function
2622 list. This is automatic in the module unload code, and the
2623 module author does not need to worry about it.
2624
2625 When tracing is enabled, the process of modifying the function
2626 tracepoints is dependent on architecture. The old method is to use
2627 kstop_machine to prevent races with the CPUs executing code being
2628 modified (which can cause the CPU to do undesirable things, especially
2629 if the modified code crosses cache (or page) boundaries), and the nops are
2630 patched back to calls. But this time, they do not call mcount
2631 (which is just a function stub). They now call into the ftrace
2632 infrastructure.
2633
2634 The new method of modifying the function tracepoints is to place
2635 a breakpoint at the location to be modified, sync all CPUs, modify
2636 the rest of the instruction not covered by the breakpoint. Sync
2637 all CPUs again, and then remove the breakpoint with the finished
2638 version to the ftrace call site.
2639
2640 Some archs do not even need to monkey around with the synchronization,
2641 and can just slap the new code on top of the old without any
2642 problems with other CPUs executing it at the same time.
2643
2644 One special side-effect to the recording of the functions being
2645 traced is that we can now selectively choose which functions we
2646 wish to trace and which ones we want the mcount calls to remain
2647 as nops.
2648
2649 Two files are used, one for enabling and one for disabling the
2650 tracing of specified functions. They are:
2651
2652   set_ftrace_filter
2653
2654 and
2655
2656   set_ftrace_notrace
2657
2658 A list of available functions that you can add to these files is
2659 listed in:
2660
2661    available_filter_functions
2662
2663 ::
2664
2665   # cat available_filter_functions
2666   put_prev_task_idle
2667   kmem_cache_create
2668   pick_next_task_rt
2669   get_online_cpus
2670   pick_next_task_fair
2671   mutex_lock
2672   [...]
2673
2674 If I am only interested in sys_nanosleep and hrtimer_interrupt::
2675
2676   # echo sys_nanosleep hrtimer_interrupt > set_ftrace_filter
2677   # echo function > current_tracer
2678   # echo 1 > tracing_on
2679   # usleep 1
2680   # echo 0 > tracing_on
2681   # cat trace
2682   # tracer: function
2683   #
2684   # entries-in-buffer/entries-written: 5/5   #P:4
2685   #
2686   #                              _-----=> irqs-off
2687   #                             / _----=> need-resched
2688   #                            | / _---=> hardirq/softirq
2689   #                            || / _--=> preempt-depth
2690   #                            ||| /     delay
2691   #           TASK-PID   CPU#  ||||    TIMESTAMP  FUNCTION
2692   #              | |       |   ||||       |         |
2693             usleep-2665  [001] ....  4186.475355: sys_nanosleep <-system_call_fastpath
2694             <idle>-0     [001] d.h1  4186.475409: hrtimer_interrupt <-smp_apic_timer_interrupt
2695             usleep-2665  [001] d.h1  4186.475426: hrtimer_interrupt <-smp_apic_timer_interrupt
2696             <idle>-0     [003] d.h1  4186.475426: hrtimer_interrupt <-smp_apic_timer_interrupt
2697             <idle>-0     [002] d.h1  4186.475427: hrtimer_interrupt <-smp_apic_timer_interrupt
2698
2699 To see which functions are being traced, you can cat the file:
2700 ::
2701
2702   # cat set_ftrace_filter
2703   hrtimer_interrupt
2704   sys_nanosleep
2705
2706
2707 Perhaps this is not enough. The filters also allow glob(7) matching.
2708
2709   ``<match>*``
2710         will match functions that begin with <match>
2711   ``*<match>``
2712         will match functions that end with <match>
2713   ``*<match>*``
2714         will match functions that have <match> in it
2715   ``<match1>*<match2>``
2716         will match functions that begin with <match1> and end with <match2>
2717
2718 .. note::
2719       It is better to use quotes to enclose the wild cards,
2720       otherwise the shell may expand the parameters into names
2721       of files in the local directory.
2722
2723 ::
2724
2725   # echo 'hrtimer_*' > set_ftrace_filter
2726
2727 Produces::
2728
2729   # tracer: function
2730   #
2731   # entries-in-buffer/entries-written: 897/897   #P:4
2732   #
2733   #                              _-----=> irqs-off
2734   #                             / _----=> need-resched
2735   #                            | / _---=> hardirq/softirq
2736   #                            || / _--=> preempt-depth
2737   #                            ||| /     delay
2738   #           TASK-PID   CPU#  ||||    TIMESTAMP  FUNCTION
2739   #              | |       |   ||||       |         |
2740             <idle>-0     [003] dN.1  4228.547803: hrtimer_cancel <-tick_nohz_idle_exit
2741             <idle>-0     [003] dN.1  4228.547804: hrtimer_try_to_cancel <-hrtimer_cancel
2742             <idle>-0     [003] dN.2  4228.547805: hrtimer_force_reprogram <-__remove_hrtimer
2743             <idle>-0     [003] dN.1  4228.547805: hrtimer_forward <-tick_nohz_idle_exit
2744             <idle>-0     [003] dN.1  4228.547805: hrtimer_start_range_ns <-hrtimer_start_expires.constprop.11
2745             <idle>-0     [003] d..1  4228.547858: hrtimer_get_next_event <-get_next_timer_interrupt
2746             <idle>-0     [003] d..1  4228.547859: hrtimer_start <-__tick_nohz_idle_enter
2747             <idle>-0     [003] d..2  4228.547860: hrtimer_force_reprogram <-__rem
2748
2749 Notice that we lost the sys_nanosleep.
2750 ::
2751
2752   # cat set_ftrace_filter
2753   hrtimer_run_queues
2754   hrtimer_run_pending
2755   hrtimer_init
2756   hrtimer_cancel
2757   hrtimer_try_to_cancel
2758   hrtimer_forward
2759   hrtimer_start
2760   hrtimer_reprogram
2761   hrtimer_force_reprogram
2762   hrtimer_get_next_event
2763   hrtimer_interrupt
2764   hrtimer_nanosleep
2765   hrtimer_wakeup
2766   hrtimer_get_remaining
2767   hrtimer_get_res
2768   hrtimer_init_sleeper
2769
2770
2771 This is because the '>' and '>>' act just like they do in bash.
2772 To rewrite the filters, use '>'
2773 To append to the filters, use '>>'
2774
2775 To clear out a filter so that all functions will be recorded
2776 again::
2777
2778  # echo > set_ftrace_filter
2779  # cat set_ftrace_filter
2780  #
2781
2782 Again, now we want to append.
2783
2784 ::
2785
2786   # echo sys_nanosleep > set_ftrace_filter
2787   # cat set_ftrace_filter
2788   sys_nanosleep
2789   # echo 'hrtimer_*' >> set_ftrace_filter
2790   # cat set_ftrace_filter
2791   hrtimer_run_queues
2792   hrtimer_run_pending
2793   hrtimer_init
2794   hrtimer_cancel
2795   hrtimer_try_to_cancel
2796   hrtimer_forward
2797   hrtimer_start
2798   hrtimer_reprogram
2799   hrtimer_force_reprogram
2800   hrtimer_get_next_event
2801   hrtimer_interrupt
2802   sys_nanosleep
2803   hrtimer_nanosleep
2804   hrtimer_wakeup
2805   hrtimer_get_remaining
2806   hrtimer_get_res
2807   hrtimer_init_sleeper
2808
2809
2810 The set_ftrace_notrace prevents those functions from being
2811 traced.
2812 ::
2813
2814   # echo '*preempt*' '*lock*' > set_ftrace_notrace
2815
2816 Produces::
2817
2818   # tracer: function
2819   #
2820   # entries-in-buffer/entries-written: 39608/39608   #P:4
2821   #
2822   #                              _-----=> irqs-off
2823   #                             / _----=> need-resched
2824   #                            | / _---=> hardirq/softirq
2825   #                            || / _--=> preempt-depth
2826   #                            ||| /     delay
2827   #           TASK-PID   CPU#  ||||    TIMESTAMP  FUNCTION
2828   #              | |       |   ||||       |         |
2829               bash-1994  [000] ....  4342.324896: file_ra_state_init <-do_dentry_open
2830               bash-1994  [000] ....  4342.324897: open_check_o_direct <-do_last
2831               bash-1994  [000] ....  4342.324897: ima_file_check <-do_last
2832               bash-1994  [000] ....  4342.324898: process_measurement <-ima_file_check
2833               bash-1994  [000] ....  4342.324898: ima_get_action <-process_measurement
2834               bash-1994  [000] ....  4342.324898: ima_match_policy <-ima_get_action
2835               bash-1994  [000] ....  4342.324899: do_truncate <-do_last
2836               bash-1994  [000] ....  4342.324899: should_remove_suid <-do_truncate
2837               bash-1994  [000] ....  4342.324899: notify_change <-do_truncate
2838               bash-1994  [000] ....  4342.324900: current_fs_time <-notify_change
2839               bash-1994  [000] ....  4342.324900: current_kernel_time <-current_fs_time
2840               bash-1994  [000] ....  4342.324900: timespec_trunc <-current_fs_time
2841
2842 We can see that there's no more lock or preempt tracing.
2843
2844 Selecting function filters via index
2845 ------------------------------------
2846
2847 Because processing of strings is expensive (the address of the function
2848 needs to be looked up before comparing to the string being passed in),
2849 an index can be used as well to enable functions. This is useful in the
2850 case of setting thousands of specific functions at a time. By passing
2851 in a list of numbers, no string processing will occur. Instead, the function
2852 at the specific location in the internal array (which corresponds to the
2853 functions in the "available_filter_functions" file), is selected.
2854
2855 ::
2856
2857   # echo 1 > set_ftrace_filter
2858
2859 Will select the first function listed in "available_filter_functions"
2860
2861 ::
2862
2863   # head -1 available_filter_functions
2864   trace_initcall_finish_cb
2865
2866   # cat set_ftrace_filter
2867   trace_initcall_finish_cb
2868
2869   # head -50 available_filter_functions | tail -1
2870   x86_pmu_commit_txn
2871
2872   # echo 1 50 > set_ftrace_filter
2873   # cat set_ftrace_filter
2874   trace_initcall_finish_cb
2875   x86_pmu_commit_txn
2876
2877 Dynamic ftrace with the function graph tracer
2878 ---------------------------------------------
2879
2880 Although what has been explained above concerns both the
2881 function tracer and the function-graph-tracer, there are some
2882 special features only available in the function-graph tracer.
2883
2884 If you want to trace only one function and all of its children,
2885 you just have to echo its name into set_graph_function::
2886
2887  echo __do_fault > set_graph_function
2888
2889 will produce the following "expanded" trace of the __do_fault()
2890 function::
2891
2892    0)               |  __do_fault() {
2893    0)               |    filemap_fault() {
2894    0)               |      find_lock_page() {
2895    0)   0.804 us    |        find_get_page();
2896    0)               |        __might_sleep() {
2897    0)   1.329 us    |        }
2898    0)   3.904 us    |      }
2899    0)   4.979 us    |    }
2900    0)   0.653 us    |    _spin_lock();
2901    0)   0.578 us    |    page_add_file_rmap();
2902    0)   0.525 us    |    native_set_pte_at();
2903    0)   0.585 us    |    _spin_unlock();
2904    0)               |    unlock_page() {
2905    0)   0.541 us    |      page_waitqueue();
2906    0)   0.639 us    |      __wake_up_bit();
2907    0)   2.786 us    |    }
2908    0) + 14.237 us   |  }
2909    0)               |  __do_fault() {
2910    0)               |    filemap_fault() {
2911    0)               |      find_lock_page() {
2912    0)   0.698 us    |        find_get_page();
2913    0)               |        __might_sleep() {
2914    0)   1.412 us    |        }
2915    0)   3.950 us    |      }
2916    0)   5.098 us    |    }
2917    0)   0.631 us    |    _spin_lock();
2918    0)   0.571 us    |    page_add_file_rmap();
2919    0)   0.526 us    |    native_set_pte_at();
2920    0)   0.586 us    |    _spin_unlock();
2921    0)               |    unlock_page() {
2922    0)   0.533 us    |      page_waitqueue();
2923    0)   0.638 us    |      __wake_up_bit();
2924    0)   2.793 us    |    }
2925    0) + 14.012 us   |  }
2926
2927 You can also expand several functions at once::
2928
2929  echo sys_open > set_graph_function
2930  echo sys_close >> set_graph_function
2931
2932 Now if you want to go back to trace all functions you can clear
2933 this special filter via::
2934
2935  echo > set_graph_function
2936
2937
2938 ftrace_enabled
2939 --------------
2940
2941 Note, the proc sysctl ftrace_enable is a big on/off switch for the
2942 function tracer. By default it is enabled (when function tracing is
2943 enabled in the kernel). If it is disabled, all function tracing is
2944 disabled. This includes not only the function tracers for ftrace, but
2945 also for any other uses (perf, kprobes, stack tracing, profiling, etc).
2946
2947 Please disable this with care.
2948
2949 This can be disable (and enabled) with::
2950
2951   sysctl kernel.ftrace_enabled=0
2952   sysctl kernel.ftrace_enabled=1
2953
2954  or
2955
2956   echo 0 > /proc/sys/kernel/ftrace_enabled
2957   echo 1 > /proc/sys/kernel/ftrace_enabled
2958
2959
2960 Filter commands
2961 ---------------
2962
2963 A few commands are supported by the set_ftrace_filter interface.
2964 Trace commands have the following format::
2965
2966   <function>:<command>:<parameter>
2967
2968 The following commands are supported:
2969
2970 - mod:
2971   This command enables function filtering per module. The
2972   parameter defines the module. For example, if only the write*
2973   functions in the ext3 module are desired, run:
2974
2975    echo 'write*:mod:ext3' > set_ftrace_filter
2976
2977   This command interacts with the filter in the same way as
2978   filtering based on function names. Thus, adding more functions
2979   in a different module is accomplished by appending (>>) to the
2980   filter file. Remove specific module functions by prepending
2981   '!'::
2982
2983    echo '!writeback*:mod:ext3' >> set_ftrace_filter
2984
2985   Mod command supports module globbing. Disable tracing for all
2986   functions except a specific module::
2987
2988    echo '!*:mod:!ext3' >> set_ftrace_filter
2989
2990   Disable tracing for all modules, but still trace kernel::
2991
2992    echo '!*:mod:*' >> set_ftrace_filter
2993
2994   Enable filter only for kernel::
2995
2996    echo '*write*:mod:!*' >> set_ftrace_filter
2997
2998   Enable filter for module globbing::
2999
3000    echo '*write*:mod:*snd*' >> set_ftrace_filter
3001
3002 - traceon/traceoff:
3003   These commands turn tracing on and off when the specified
3004   functions are hit. The parameter determines how many times the
3005   tracing system is turned on and off. If unspecified, there is
3006   no limit. For example, to disable tracing when a schedule bug
3007   is hit the first 5 times, run::
3008
3009    echo '__schedule_bug:traceoff:5' > set_ftrace_filter
3010
3011   To always disable tracing when __schedule_bug is hit::
3012
3013    echo '__schedule_bug:traceoff' > set_ftrace_filter
3014
3015   These commands are cumulative whether or not they are appended
3016   to set_ftrace_filter. To remove a command, prepend it by '!'
3017   and drop the parameter::
3018
3019    echo '!__schedule_bug:traceoff:0' > set_ftrace_filter
3020
3021   The above removes the traceoff command for __schedule_bug
3022   that have a counter. To remove commands without counters::
3023
3024    echo '!__schedule_bug:traceoff' > set_ftrace_filter
3025
3026 - snapshot:
3027   Will cause a snapshot to be triggered when the function is hit.
3028   ::
3029
3030    echo 'native_flush_tlb_others:snapshot' > set_ftrace_filter
3031
3032   To only snapshot once:
3033   ::
3034
3035    echo 'native_flush_tlb_others:snapshot:1' > set_ftrace_filter
3036
3037   To remove the above commands::
3038
3039    echo '!native_flush_tlb_others:snapshot' > set_ftrace_filter
3040    echo '!native_flush_tlb_others:snapshot:0' > set_ftrace_filter
3041
3042 - enable_event/disable_event:
3043   These commands can enable or disable a trace event. Note, because
3044   function tracing callbacks are very sensitive, when these commands
3045   are registered, the trace point is activated, but disabled in
3046   a "soft" mode. That is, the tracepoint will be called, but
3047   just will not be traced. The event tracepoint stays in this mode
3048   as long as there's a command that triggers it.
3049   ::
3050
3051    echo 'try_to_wake_up:enable_event:sched:sched_switch:2' > \
3052          set_ftrace_filter
3053
3054   The format is::
3055
3056     <function>:enable_event:<system>:<event>[:count]
3057     <function>:disable_event:<system>:<event>[:count]
3058
3059   To remove the events commands::
3060
3061    echo '!try_to_wake_up:enable_event:sched:sched_switch:0' > \
3062          set_ftrace_filter
3063    echo '!schedule:disable_event:sched:sched_switch' > \
3064          set_ftrace_filter
3065
3066 - dump:
3067   When the function is hit, it will dump the contents of the ftrace
3068   ring buffer to the console. This is useful if you need to debug
3069   something, and want to dump the trace when a certain function
3070   is hit. Perhaps it's a function that is called before a triple
3071   fault happens and does not allow you to get a regular dump.
3072
3073 - cpudump:
3074   When the function is hit, it will dump the contents of the ftrace
3075   ring buffer for the current CPU to the console. Unlike the "dump"
3076   command, it only prints out the contents of the ring buffer for the
3077   CPU that executed the function that triggered the dump.
3078
3079 - stacktrace:
3080   When the function is hit, a stack trace is recorded.
3081
3082 trace_pipe
3083 ----------
3084
3085 The trace_pipe outputs the same content as the trace file, but
3086 the effect on the tracing is different. Every read from
3087 trace_pipe is consumed. This means that subsequent reads will be
3088 different. The trace is live.
3089 ::
3090
3091   # echo function > current_tracer
3092   # cat trace_pipe > /tmp/trace.out &
3093   [1] 4153
3094   # echo 1 > tracing_on
3095   # usleep 1
3096   # echo 0 > tracing_on
3097   # cat trace
3098   # tracer: function
3099   #
3100   # entries-in-buffer/entries-written: 0/0   #P:4
3101   #
3102   #                              _-----=> irqs-off
3103   #                             / _----=> need-resched
3104   #                            | / _---=> hardirq/softirq
3105   #                            || / _--=> preempt-depth
3106   #                            ||| /     delay
3107   #           TASK-PID   CPU#  ||||    TIMESTAMP  FUNCTION
3108   #              | |       |   ||||       |         |
3109
3110   #
3111   # cat /tmp/trace.out
3112              bash-1994  [000] ....  5281.568961: mutex_unlock <-rb_simple_write
3113              bash-1994  [000] ....  5281.568963: __mutex_unlock_slowpath <-mutex_unlock
3114              bash-1994  [000] ....  5281.568963: __fsnotify_parent <-fsnotify_modify
3115              bash-1994  [000] ....  5281.568964: fsnotify <-fsnotify_modify
3116              bash-1994  [000] ....  5281.568964: __srcu_read_lock <-fsnotify
3117              bash-1994  [000] ....  5281.568964: add_preempt_count <-__srcu_read_lock
3118              bash-1994  [000] ...1  5281.568965: sub_preempt_count <-__srcu_read_lock
3119              bash-1994  [000] ....  5281.568965: __srcu_read_unlock <-fsnotify
3120              bash-1994  [000] ....  5281.568967: sys_dup2 <-system_call_fastpath
3121
3122
3123 Note, reading the trace_pipe file will block until more input is
3124 added.
3125
3126 trace entries
3127 -------------
3128
3129 Having too much or not enough data can be troublesome in
3130 diagnosing an issue in the kernel. The file buffer_size_kb is
3131 used to modify the size of the internal trace buffers. The
3132 number listed is the number of entries that can be recorded per
3133 CPU. To know the full size, multiply the number of possible CPUs
3134 with the number of entries.
3135 ::
3136
3137   # cat buffer_size_kb
3138   1408 (units kilobytes)
3139
3140 Or simply read buffer_total_size_kb
3141 ::
3142
3143   # cat buffer_total_size_kb 
3144   5632
3145
3146 To modify the buffer, simple echo in a number (in 1024 byte segments).
3147 ::
3148
3149   # echo 10000 > buffer_size_kb
3150   # cat buffer_size_kb
3151   10000 (units kilobytes)
3152
3153 It will try to allocate as much as possible. If you allocate too
3154 much, it can cause Out-Of-Memory to trigger.
3155 ::
3156
3157   # echo 1000000000000 > buffer_size_kb
3158   -bash: echo: write error: Cannot allocate memory
3159   # cat buffer_size_kb
3160   85
3161
3162 The per_cpu buffers can be changed individually as well:
3163 ::
3164
3165   # echo 10000 > per_cpu/cpu0/buffer_size_kb
3166   # echo 100 > per_cpu/cpu1/buffer_size_kb
3167
3168 When the per_cpu buffers are not the same, the buffer_size_kb
3169 at the top level will just show an X
3170 ::
3171
3172   # cat buffer_size_kb
3173   X
3174
3175 This is where the buffer_total_size_kb is useful:
3176 ::
3177
3178   # cat buffer_total_size_kb 
3179   12916
3180
3181 Writing to the top level buffer_size_kb will reset all the buffers
3182 to be the same again.
3183
3184 Snapshot
3185 --------
3186 CONFIG_TRACER_SNAPSHOT makes a generic snapshot feature
3187 available to all non latency tracers. (Latency tracers which
3188 record max latency, such as "irqsoff" or "wakeup", can't use
3189 this feature, since those are already using the snapshot
3190 mechanism internally.)
3191
3192 Snapshot preserves a current trace buffer at a particular point
3193 in time without stopping tracing. Ftrace swaps the current
3194 buffer with a spare buffer, and tracing continues in the new
3195 current (=previous spare) buffer.
3196
3197 The following tracefs files in "tracing" are related to this
3198 feature:
3199
3200   snapshot:
3201
3202         This is used to take a snapshot and to read the output
3203         of the snapshot. Echo 1 into this file to allocate a
3204         spare buffer and to take a snapshot (swap), then read
3205         the snapshot from this file in the same format as
3206         "trace" (described above in the section "The File
3207         System"). Both reads snapshot and tracing are executable
3208         in parallel. When the spare buffer is allocated, echoing
3209         0 frees it, and echoing else (positive) values clear the
3210         snapshot contents.
3211         More details are shown in the table below.
3212
3213         +--------------+------------+------------+------------+
3214         |status\\input |     0      |     1      |    else    |
3215         +==============+============+============+============+
3216         |not allocated |(do nothing)| alloc+swap |(do nothing)|
3217         +--------------+------------+------------+------------+
3218         |allocated     |    free    |    swap    |   clear    |
3219         +--------------+------------+------------+------------+
3220
3221 Here is an example of using the snapshot feature.
3222 ::
3223
3224   # echo 1 > events/sched/enable
3225   # echo 1 > snapshot
3226   # cat snapshot
3227   # tracer: nop
3228   #
3229   # entries-in-buffer/entries-written: 71/71   #P:8
3230   #
3231   #                              _-----=> irqs-off
3232   #                             / _----=> need-resched
3233   #                            | / _---=> hardirq/softirq
3234   #                            || / _--=> preempt-depth
3235   #                            ||| /     delay
3236   #           TASK-PID   CPU#  ||||    TIMESTAMP  FUNCTION
3237   #              | |       |   ||||       |         |
3238             <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
3239              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
3240   [...]
3241           <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  
3242
3243   # cat trace  
3244   # tracer: nop
3245   #
3246   # entries-in-buffer/entries-written: 77/77   #P:8
3247   #
3248   #                              _-----=> irqs-off
3249   #                             / _----=> need-resched
3250   #                            | / _---=> hardirq/softirq
3251   #                            || / _--=> preempt-depth
3252   #                            ||| /     delay
3253   #           TASK-PID   CPU#  ||||    TIMESTAMP  FUNCTION
3254   #              | |       |   ||||       |         |
3255             <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
3256    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
3257   [...]
3258
3259
3260 If you try to use this snapshot feature when current tracer is
3261 one of the latency tracers, you will get the following results.
3262 ::
3263
3264   # echo wakeup > current_tracer
3265   # echo 1 > snapshot
3266   bash: echo: write error: Device or resource busy
3267   # cat snapshot
3268   cat: snapshot: Device or resource busy
3269
3270
3271 Instances
3272 ---------
3273 In the tracefs tracing directory is a directory called "instances".
3274 This directory can have new directories created inside of it using
3275 mkdir, and removing directories with rmdir. The directory created
3276 with mkdir in this directory will already contain files and other
3277 directories after it is created.
3278 ::
3279
3280   # mkdir instances/foo
3281   # ls instances/foo
3282   buffer_size_kb  buffer_total_size_kb  events  free_buffer  per_cpu
3283   set_event  snapshot  trace  trace_clock  trace_marker  trace_options
3284   trace_pipe  tracing_on
3285
3286 As you can see, the new directory looks similar to the tracing directory
3287 itself. In fact, it is very similar, except that the buffer and
3288 events are agnostic from the main director, or from any other
3289 instances that are created.
3290
3291 The files in the new directory work just like the files with the
3292 same name in the tracing directory except the buffer that is used
3293 is a separate and new buffer. The files affect that buffer but do not
3294 affect the main buffer with the exception of trace_options. Currently,
3295 the trace_options affect all instances and the top level buffer
3296 the same, but this may change in future releases. That is, options
3297 may become specific to the instance they reside in.
3298
3299 Notice that none of the function tracer files are there, nor is
3300 current_tracer and available_tracers. This is because the buffers
3301 can currently only have events enabled for them.
3302 ::
3303
3304   # mkdir instances/foo
3305   # mkdir instances/bar
3306   # mkdir instances/zoot
3307   # echo 100000 > buffer_size_kb
3308   # echo 1000 > instances/foo/buffer_size_kb
3309   # echo 5000 > instances/bar/per_cpu/cpu1/buffer_size_kb
3310   # echo function > current_trace
3311   # echo 1 > instances/foo/events/sched/sched_wakeup/enable
3312   # echo 1 > instances/foo/events/sched/sched_wakeup_new/enable
3313   # echo 1 > instances/foo/events/sched/sched_switch/enable
3314   # echo 1 > instances/bar/events/irq/enable
3315   # echo 1 > instances/zoot/events/syscalls/enable
3316   # cat trace_pipe
3317   CPU:2 [LOST 11745 EVENTS]
3318               bash-2044  [002] .... 10594.481032: _raw_spin_lock_irqsave <-get_page_from_freelist
3319               bash-2044  [002] d... 10594.481032: add_preempt_count <-_raw_spin_lock_irqsave
3320               bash-2044  [002] d..1 10594.481032: __rmqueue <-get_page_from_freelist
3321               bash-2044  [002] d..1 10594.481033: _raw_spin_unlock <-get_page_from_freelist
3322               bash-2044  [002] d..1 10594.481033: sub_preempt_count <-_raw_spin_unlock
3323               bash-2044  [002] d... 10594.481033: get_pageblock_flags_group <-get_pageblock_migratetype
3324               bash-2044  [002] d... 10594.481034: __mod_zone_page_state <-get_page_from_freelist
3325               bash-2044  [002] d... 10594.481034: zone_statistics <-get_page_from_freelist
3326               bash-2044  [002] d... 10594.481034: __inc_zone_state <-zone_statistics
3327               bash-2044  [002] d... 10594.481034: __inc_zone_state <-zone_statistics
3328               bash-2044  [002] .... 10594.481035: arch_dup_task_struct <-copy_process
3329   [...]
3330
3331   # cat instances/foo/trace_pipe
3332               bash-1998  [000] d..4   136.676759: sched_wakeup: comm=kworker/0:1 pid=59 prio=120 success=1 target_cpu=000
3333               bash-1998  [000] dN.4   136.676760: sched_wakeup: comm=bash pid=1998 prio=120 success=1 target_cpu=000
3334             <idle>-0     [003] d.h3   136.676906: sched_wakeup: comm=rcu_preempt pid=9 prio=120 success=1 target_cpu=003
3335             <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
3336        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
3337               bash-1998  [000] d..4   136.677014: sched_wakeup: comm=kworker/0:1 pid=59 prio=120 success=1 target_cpu=000
3338               bash-1998  [000] dN.4   136.677016: sched_wakeup: comm=bash pid=1998 prio=120 success=1 target_cpu=000
3339               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
3340        kworker/0:1-59    [000] d..4   136.677022: sched_wakeup: comm=sshd pid=1995 prio=120 success=1 target_cpu=001
3341        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
3342   [...]
3343
3344   # cat instances/bar/trace_pipe
3345        migration/1-14    [001] d.h3   138.732674: softirq_raise: vec=3 [action=NET_RX]
3346             <idle>-0     [001] dNh3   138.732725: softirq_raise: vec=3 [action=NET_RX]
3347               bash-1998  [000] d.h1   138.733101: softirq_raise: vec=1 [action=TIMER]
3348               bash-1998  [000] d.h1   138.733102: softirq_raise: vec=9 [action=RCU]
3349               bash-1998  [000] ..s2   138.733105: softirq_entry: vec=1 [action=TIMER]
3350               bash-1998  [000] ..s2   138.733106: softirq_exit: vec=1 [action=TIMER]
3351               bash-1998  [000] ..s2   138.733106: softirq_entry: vec=9 [action=RCU]
3352               bash-1998  [000] ..s2   138.733109: softirq_exit: vec=9 [action=RCU]
3353               sshd-1995  [001] d.h1   138.733278: irq_handler_entry: irq=21 name=uhci_hcd:usb4
3354               sshd-1995  [001] d.h1   138.733280: irq_handler_exit: irq=21 ret=unhandled
3355               sshd-1995  [001] d.h1   138.733281: irq_handler_entry: irq=21 name=eth0
3356               sshd-1995  [001] d.h1   138.733283: irq_handler_exit: irq=21 ret=handled
3357   [...]
3358
3359   # cat instances/zoot/trace
3360   # tracer: nop
3361   #
3362   # entries-in-buffer/entries-written: 18996/18996   #P:4
3363   #
3364   #                              _-----=> irqs-off
3365   #                             / _----=> need-resched
3366   #                            | / _---=> hardirq/softirq
3367   #                            || / _--=> preempt-depth
3368   #                            ||| /     delay
3369   #           TASK-PID   CPU#  ||||    TIMESTAMP  FUNCTION
3370   #              | |       |   ||||       |         |
3371               bash-1998  [000] d...   140.733501: sys_write -> 0x2
3372               bash-1998  [000] d...   140.733504: sys_dup2(oldfd: a, newfd: 1)
3373               bash-1998  [000] d...   140.733506: sys_dup2 -> 0x1
3374               bash-1998  [000] d...   140.733508: sys_fcntl(fd: a, cmd: 1, arg: 0)
3375               bash-1998  [000] d...   140.733509: sys_fcntl -> 0x1
3376               bash-1998  [000] d...   140.733510: sys_close(fd: a)
3377               bash-1998  [000] d...   140.733510: sys_close -> 0x0
3378               bash-1998  [000] d...   140.733514: sys_rt_sigprocmask(how: 0, nset: 0, oset: 6e2768, sigsetsize: 8)
3379               bash-1998  [000] d...   140.733515: sys_rt_sigprocmask -> 0x0
3380               bash-1998  [000] d...   140.733516: sys_rt_sigaction(sig: 2, act: 7fff718846f0, oact: 7fff71884650, sigsetsize: 8)
3381               bash-1998  [000] d...   140.733516: sys_rt_sigaction -> 0x0
3382
3383 You can see that the trace of the top most trace buffer shows only
3384 the function tracing. The foo instance displays wakeups and task
3385 switches.
3386
3387 To remove the instances, simply delete their directories:
3388 ::
3389
3390   # rmdir instances/foo
3391   # rmdir instances/bar
3392   # rmdir instances/zoot
3393
3394 Note, if a process has a trace file open in one of the instance
3395 directories, the rmdir will fail with EBUSY.
3396
3397
3398 Stack trace
3399 -----------
3400 Since the kernel has a fixed sized stack, it is important not to
3401 waste it in functions. A kernel developer must be conscience of
3402 what they allocate on the stack. If they add too much, the system
3403 can be in danger of a stack overflow, and corruption will occur,
3404 usually leading to a system panic.
3405
3406 There are some tools that check this, usually with interrupts
3407 periodically checking usage. But if you can perform a check
3408 at every function call that will become very useful. As ftrace provides
3409 a function tracer, it makes it convenient to check the stack size
3410 at every function call. This is enabled via the stack tracer.
3411
3412 CONFIG_STACK_TRACER enables the ftrace stack tracing functionality.
3413 To enable it, write a '1' into /proc/sys/kernel/stack_tracer_enabled.
3414 ::
3415
3416  # echo 1 > /proc/sys/kernel/stack_tracer_enabled
3417
3418 You can also enable it from the kernel command line to trace
3419 the stack size of the kernel during boot up, by adding "stacktrace"
3420 to the kernel command line parameter.
3421
3422 After running it for a few minutes, the output looks like:
3423 ::
3424
3425   # cat stack_max_size
3426   2928
3427
3428   # cat stack_trace
3429           Depth    Size   Location    (18 entries)
3430           -----    ----   --------
3431     0)     2928     224   update_sd_lb_stats+0xbc/0x4ac
3432     1)     2704     160   find_busiest_group+0x31/0x1f1
3433     2)     2544     256   load_balance+0xd9/0x662
3434     3)     2288      80   idle_balance+0xbb/0x130
3435     4)     2208     128   __schedule+0x26e/0x5b9
3436     5)     2080      16   schedule+0x64/0x66
3437     6)     2064     128   schedule_timeout+0x34/0xe0
3438     7)     1936     112   wait_for_common+0x97/0xf1
3439     8)     1824      16   wait_for_completion+0x1d/0x1f
3440     9)     1808     128   flush_work+0xfe/0x119
3441    10)     1680      16   tty_flush_to_ldisc+0x1e/0x20
3442    11)     1664      48   input_available_p+0x1d/0x5c
3443    12)     1616      48   n_tty_poll+0x6d/0x134
3444    13)     1568      64   tty_poll+0x64/0x7f
3445    14)     1504     880   do_select+0x31e/0x511
3446    15)      624     400   core_sys_select+0x177/0x216
3447    16)      224      96   sys_select+0x91/0xb9
3448    17)      128     128   system_call_fastpath+0x16/0x1b
3449
3450 Note, if -mfentry is being used by gcc, functions get traced before
3451 they set up the stack frame. This means that leaf level functions
3452 are not tested by the stack tracer when -mfentry is used.
3453
3454 Currently, -mfentry is used by gcc 4.6.0 and above on x86 only.
3455
3456 More
3457 ----
3458 More details can be found in the source code, in the `kernel/trace/*.c` files.