Linux 6.9-rc5
[sfrench/cifs-2.6.git] / samples / trace_events / trace-events-sample.h
1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
2 /*
3  * If TRACE_SYSTEM is defined, that will be the directory created
4  * in the ftrace directory under /sys/kernel/tracing/events/<system>
5  *
6  * The define_trace.h below will also look for a file name of
7  * TRACE_SYSTEM.h where TRACE_SYSTEM is what is defined here.
8  * In this case, it would look for sample-trace.h
9  *
10  * If the header name will be different than the system name
11  * (as in this case), then you can override the header name that
12  * define_trace.h will look up by defining TRACE_INCLUDE_FILE
13  *
14  * This file is called trace-events-sample.h but we want the system
15  * to be called "sample-trace". Therefore we must define the name of this
16  * file:
17  *
18  * #define TRACE_INCLUDE_FILE trace-events-sample
19  *
20  * As we do an the bottom of this file.
21  *
22  * Notice that TRACE_SYSTEM should be defined outside of #if
23  * protection, just like TRACE_INCLUDE_FILE.
24  */
25 #undef TRACE_SYSTEM
26 #define TRACE_SYSTEM sample-trace
27
28 /*
29  * TRACE_SYSTEM is expected to be a C valid variable (alpha-numeric
30  * and underscore), although it may start with numbers. If for some
31  * reason it is not, you need to add the following lines:
32  */
33 #undef TRACE_SYSTEM_VAR
34 #define TRACE_SYSTEM_VAR sample_trace
35 /*
36  * But the above is only needed if TRACE_SYSTEM is not alpha-numeric
37  * and underscored. By default, TRACE_SYSTEM_VAR will be equal to
38  * TRACE_SYSTEM. As TRACE_SYSTEM_VAR must be alpha-numeric, if
39  * TRACE_SYSTEM is not, then TRACE_SYSTEM_VAR must be defined with
40  * only alpha-numeric and underscores.
41  *
42  * The TRACE_SYSTEM_VAR is only used internally and not visible to
43  * user space.
44  */
45
46 /*
47  * Notice that this file is not protected like a normal header.
48  * We also must allow for rereading of this file. The
49  *
50  *  || defined(TRACE_HEADER_MULTI_READ)
51  *
52  * serves this purpose.
53  */
54 #if !defined(_TRACE_EVENT_SAMPLE_H) || defined(TRACE_HEADER_MULTI_READ)
55 #define _TRACE_EVENT_SAMPLE_H
56
57 /*
58  * All trace headers should include tracepoint.h, until we finally
59  * make it into a standard header.
60  */
61 #include <linux/tracepoint.h>
62
63 /*
64  * The TRACE_EVENT macro is broken up into 5 parts.
65  *
66  * name: name of the trace point. This is also how to enable the tracepoint.
67  *   A function called trace_foo_bar() will be created.
68  *
69  * proto: the prototype of the function trace_foo_bar()
70  *   Here it is trace_foo_bar(char *foo, int bar).
71  *
72  * args:  must match the arguments in the prototype.
73  *    Here it is simply "foo, bar".
74  *
75  * struct:  This defines the way the data will be stored in the ring buffer.
76  *          The items declared here become part of a special structure
77  *          called "__entry", which can be used in the fast_assign part of the
78  *          TRACE_EVENT macro.
79  *
80  *      Here are the currently defined types you can use:
81  *
82  *   __field : Is broken up into type and name. Where type can be any
83  *         primitive type (integer, long or pointer).
84  *
85  *        __field(int, foo)
86  *
87  *        __entry->foo = 5;
88  *
89  *   __field_struct : This can be any static complex data type (struct, union
90  *         but not an array). Be careful using complex types, as each
91  *         event is limited in size, and copying large amounts of data
92  *         into the ring buffer can slow things down.
93  *
94  *         __field_struct(struct bar, foo)
95  *
96  *         __entry->bar.x = y;
97
98  *   __array: There are three fields (type, name, size). The type is the
99  *         type of elements in the array, the name is the name of the array.
100  *         size is the number of items in the array (not the total size).
101  *
102  *         __array( char, foo, 10) is the same as saying: char foo[10];
103  *
104  *         Assigning arrays can be done like any array:
105  *
106  *         __entry->foo[0] = 'a';
107  *
108  *         memcpy(__entry->foo, bar, 10);
109  *
110  *   __dynamic_array: This is similar to array, but can vary its size from
111  *         instance to instance of the tracepoint being called.
112  *         Like __array, this too has three elements (type, name, size);
113  *         type is the type of the element, name is the name of the array.
114  *         The size is different than __array. It is not a static number,
115  *         but the algorithm to figure out the length of the array for the
116  *         specific instance of tracepoint. Again, size is the number of
117  *         items in the array, not the total length in bytes.
118  *
119  *         __dynamic_array( int, foo, bar) is similar to: int foo[bar];
120  *
121  *         Note, unlike arrays, you must use the __get_dynamic_array() macro
122  *         to access the array.
123  *
124  *         memcpy(__get_dynamic_array(foo), bar, 10);
125  *
126  *         Notice, that "__entry" is not needed here.
127  *
128  *   __string: This is a special kind of __dynamic_array. It expects to
129  *         have a null terminated character array passed to it (it allows
130  *         for NULL too, which would be converted into "(null)"). __string
131  *         takes two parameter (name, src), where name is the name of
132  *         the string saved, and src is the string to copy into the
133  *         ring buffer.
134  *
135  *         __string(foo, bar)  is similar to:  strcpy(foo, bar)
136  *
137  *         To assign a string, use the helper macro __assign_str().
138  *
139  *         __assign_str(foo, bar);
140  *
141  *         In most cases, the __assign_str() macro will take the same
142  *         parameters as the __string() macro had to declare the string.
143  *
144  *   __vstring: This is similar to __string() but instead of taking a
145  *         dynamic length, it takes a variable list va_list 'va' variable.
146  *         Some event callers already have a message from parameters saved
147  *         in a va_list. Passing in the format and the va_list variable
148  *         will save just enough on the ring buffer for that string.
149  *         Note, the va variable used is a pointer to a va_list, not
150  *         to the va_list directly.
151  *
152  *           (va_list *va)
153  *
154  *         __vstring(foo, fmt, va)  is similar to:  vsnprintf(foo, fmt, va)
155  *
156  *         To assign the string, use the helper macro __assign_vstr().
157  *
158  *         __assign_vstr(foo, fmt, va);
159  *
160  *         In most cases, the __assign_vstr() macro will take the same
161  *         parameters as the __vstring() macro had to declare the string.
162  *         Use __get_str() to retrieve the __vstring() just like it would for
163  *         __string().
164  *
165  *   __string_len: This is a helper to a __dynamic_array, but it understands
166  *         that the array has characters in it, it will allocate 'len' + 1 bytes
167  *         in the ring buffer and add a '\0' to the string. This is
168  *         useful if the string being saved has no terminating '\0' byte.
169  *         It requires that the length of the string is known as it acts
170  *         like a memcpy().
171  *
172  *         Declared with:
173  *
174  *         __string_len(foo, bar, len)
175  *
176  *         To assign this string, use the helper macro __assign_str().
177  *         The length is saved via the __string_len() and is retrieved in
178  *         __assign_str().
179  *
180  *         __assign_str(foo, bar);
181  *
182  *         Then len + 1 is allocated to the ring buffer, and a nul terminating
183  *         byte is added. This is similar to:
184  *
185  *         memcpy(__get_str(foo), bar, len);
186  *         __get_str(foo)[len] = 0;
187  *
188  *        The advantage of using this over __dynamic_array, is that it
189  *        takes care of allocating the extra byte on the ring buffer
190  *        for the '\0' terminating byte, and __get_str(foo) can be used
191  *        in the TP_printk().
192  *
193  *   __bitmask: This is another kind of __dynamic_array, but it expects
194  *         an array of longs, and the number of bits to parse. It takes
195  *         two parameters (name, nr_bits), where name is the name of the
196  *         bitmask to save, and the nr_bits is the number of bits to record.
197  *
198  *         __bitmask(target_cpu, nr_cpumask_bits)
199  *
200  *         To assign a bitmask, use the __assign_bitmask() helper macro.
201  *
202  *         __assign_bitmask(target_cpus, cpumask_bits(bar), nr_cpumask_bits);
203  *
204  *   __cpumask: This is pretty much the same as __bitmask but is specific for
205  *         CPU masks. The type displayed to the user via the format files will
206  *         be "cpumaks_t" such that user space may deal with them differently
207  *         if they choose to do so, and the bits is always set to nr_cpumask_bits.
208  *
209  *         __cpumask(target_cpu)
210  *
211  *         To assign a cpumask, use the __assign_cpumask() helper macro.
212  *
213  *         __assign_cpumask(target_cpus, cpumask_bits(bar));
214  *
215  * fast_assign: This is a C like function that is used to store the items
216  *    into the ring buffer. A special variable called "__entry" will be the
217  *    structure that points into the ring buffer and has the same fields as
218  *    described by the struct part of TRACE_EVENT above.
219  *
220  * printk: This is a way to print out the data in pretty print. This is
221  *    useful if the system crashes and you are logging via a serial line,
222  *    the data can be printed to the console using this "printk" method.
223  *    This is also used to print out the data from the trace files.
224  *    Again, the __entry macro is used to access the data from the ring buffer.
225  *
226  *    Note, __dynamic_array, __string, __bitmask and __cpumask require special
227  *       helpers to access the data.
228  *
229  *      For __dynamic_array(int, foo, bar) use __get_dynamic_array(foo)
230  *            Use __get_dynamic_array_len(foo) to get the length of the array
231  *            saved. Note, __get_dynamic_array_len() returns the total allocated
232  *            length of the dynamic array; __print_array() expects the second
233  *            parameter to be the number of elements. To get that, the array length
234  *            needs to be divided by the element size.
235  *
236  *      For __string(foo, bar) use __get_str(foo)
237  *
238  *      For __bitmask(target_cpus, nr_cpumask_bits) use __get_bitmask(target_cpus)
239  *
240  *      For __cpumask(target_cpus) use __get_cpumask(target_cpus)
241  *
242  *
243  * Note, that for both the assign and the printk, __entry is the handler
244  * to the data structure in the ring buffer, and is defined by the
245  * TP_STRUCT__entry.
246  */
247
248 /*
249  * It is OK to have helper functions in the file, but they need to be protected
250  * from being defined more than once. Remember, this file gets included more
251  * than once.
252  */
253 #ifndef __TRACE_EVENT_SAMPLE_HELPER_FUNCTIONS
254 #define __TRACE_EVENT_SAMPLE_HELPER_FUNCTIONS
255 static inline int __length_of(const int *list)
256 {
257         int i;
258
259         if (!list)
260                 return 0;
261
262         for (i = 0; list[i]; i++)
263                 ;
264         return i;
265 }
266
267 enum {
268         TRACE_SAMPLE_FOO = 2,
269         TRACE_SAMPLE_BAR = 4,
270         TRACE_SAMPLE_ZOO = 8,
271 };
272 #endif
273
274 /*
275  * If enums are used in the TP_printk(), their names will be shown in
276  * format files and not their values. This can cause problems with user
277  * space programs that parse the format files to know how to translate
278  * the raw binary trace output into human readable text.
279  *
280  * To help out user space programs, any enum that is used in the TP_printk()
281  * should be defined by TRACE_DEFINE_ENUM() macro. All that is needed to
282  * be done is to add this macro with the enum within it in the trace
283  * header file, and it will be converted in the output.
284  */
285
286 TRACE_DEFINE_ENUM(TRACE_SAMPLE_FOO);
287 TRACE_DEFINE_ENUM(TRACE_SAMPLE_BAR);
288 TRACE_DEFINE_ENUM(TRACE_SAMPLE_ZOO);
289
290 TRACE_EVENT(foo_bar,
291
292         TP_PROTO(const char *foo, int bar, const int *lst,
293                  const char *string, const struct cpumask *mask,
294                  const char *fmt, va_list *va),
295
296         TP_ARGS(foo, bar, lst, string, mask, fmt, va),
297
298         TP_STRUCT__entry(
299                 __array(        char,   foo,    10              )
300                 __field(        int,    bar                     )
301                 __dynamic_array(int,    list,   __length_of(lst))
302                 __string(       str,    string                  )
303                 __bitmask(      cpus,   num_possible_cpus()     )
304                 __cpumask(      cpum                            )
305                 __vstring(      vstr,   fmt,    va              )
306                 __string_len(   lstr,   foo,    bar / 2 < strlen(foo) ? bar / 2 : strlen(foo) )
307         ),
308
309         TP_fast_assign(
310                 strscpy(__entry->foo, foo, 10);
311                 __entry->bar    = bar;
312                 memcpy(__get_dynamic_array(list), lst,
313                        __length_of(lst) * sizeof(int));
314                 __assign_str(str, string);
315                 __assign_str(lstr, foo);
316                 __assign_vstr(vstr, fmt, va);
317                 __assign_bitmask(cpus, cpumask_bits(mask), num_possible_cpus());
318                 __assign_cpumask(cpum, cpumask_bits(mask));
319         ),
320
321         TP_printk("foo %s %d %s %s %s %s %s (%s) (%s) %s", __entry->foo, __entry->bar,
322
323 /*
324  * Notice here the use of some helper functions. This includes:
325  *
326  *  __print_symbolic( variable, { value, "string" }, ... ),
327  *
328  *    The variable is tested against each value of the { } pair. If
329  *    the variable matches one of the values, then it will print the
330  *    string in that pair. If non are matched, it returns a string
331  *    version of the number (if __entry->bar == 7 then "7" is returned).
332  */
333                   __print_symbolic(__entry->bar,
334                                    { 0, "zero" },
335                                    { TRACE_SAMPLE_FOO, "TWO" },
336                                    { TRACE_SAMPLE_BAR, "FOUR" },
337                                    { TRACE_SAMPLE_ZOO, "EIGHT" },
338                                    { 10, "TEN" }
339                           ),
340
341 /*
342  *  __print_flags( variable, "delim", { value, "flag" }, ... ),
343  *
344  *    This is similar to __print_symbolic, except that it tests the bits
345  *    of the value. If ((FLAG & variable) == FLAG) then the string is
346  *    printed. If more than one flag matches, then each one that does is
347  *    also printed with delim in between them.
348  *    If not all bits are accounted for, then the not found bits will be
349  *    added in hex format: 0x506 will show BIT2|BIT4|0x500
350  */
351                   __print_flags(__entry->bar, "|",
352                                 { 1, "BIT1" },
353                                 { 2, "BIT2" },
354                                 { 4, "BIT3" },
355                                 { 8, "BIT4" }
356                           ),
357 /*
358  *  __print_array( array, len, element_size )
359  *
360  *    This prints out the array that is defined by __array in a nice format.
361  */
362                   __print_array(__get_dynamic_array(list),
363                                 __get_dynamic_array_len(list) / sizeof(int),
364                                 sizeof(int)),
365                   __get_str(str), __get_str(lstr),
366                   __get_bitmask(cpus), __get_cpumask(cpum),
367                   __get_str(vstr))
368 );
369
370 /*
371  * There may be a case where a tracepoint should only be called if
372  * some condition is set. Otherwise the tracepoint should not be called.
373  * But to do something like:
374  *
375  *  if (cond)
376  *     trace_foo();
377  *
378  * Would cause a little overhead when tracing is not enabled, and that
379  * overhead, even if small, is not something we want. As tracepoints
380  * use static branch (aka jump_labels), where no branch is taken to
381  * skip the tracepoint when not enabled, and a jmp is placed to jump
382  * to the tracepoint code when it is enabled, having a if statement
383  * nullifies that optimization. It would be nice to place that
384  * condition within the static branch. This is where TRACE_EVENT_CONDITION
385  * comes in.
386  *
387  * TRACE_EVENT_CONDITION() is just like TRACE_EVENT, except it adds another
388  * parameter just after args. Where TRACE_EVENT has:
389  *
390  * TRACE_EVENT(name, proto, args, struct, assign, printk)
391  *
392  * the CONDITION version has:
393  *
394  * TRACE_EVENT_CONDITION(name, proto, args, cond, struct, assign, printk)
395  *
396  * Everything is the same as TRACE_EVENT except for the new cond. Think
397  * of the cond variable as:
398  *
399  *   if (cond)
400  *      trace_foo_bar_with_cond();
401  *
402  * Except that the logic for the if branch is placed after the static branch.
403  * That is, the if statement that processes the condition will not be
404  * executed unless that traecpoint is enabled. Otherwise it still remains
405  * a nop.
406  */
407 TRACE_EVENT_CONDITION(foo_bar_with_cond,
408
409         TP_PROTO(const char *foo, int bar),
410
411         TP_ARGS(foo, bar),
412
413         TP_CONDITION(!(bar % 10)),
414
415         TP_STRUCT__entry(
416                 __string(       foo,    foo             )
417                 __field(        int,    bar                     )
418         ),
419
420         TP_fast_assign(
421                 __assign_str(foo, foo);
422                 __entry->bar    = bar;
423         ),
424
425         TP_printk("foo %s %d", __get_str(foo), __entry->bar)
426 );
427
428 int foo_bar_reg(void);
429 void foo_bar_unreg(void);
430
431 /*
432  * Now in the case that some function needs to be called when the
433  * tracepoint is enabled and/or when it is disabled, the
434  * TRACE_EVENT_FN() serves this purpose. This is just like TRACE_EVENT()
435  * but adds two more parameters at the end:
436  *
437  * TRACE_EVENT_FN( name, proto, args, struct, assign, printk, reg, unreg)
438  *
439  * reg and unreg are functions with the prototype of:
440  *
441  *    void reg(void)
442  *
443  * The reg function gets called before the tracepoint is enabled, and
444  * the unreg function gets called after the tracepoint is disabled.
445  *
446  * Note, reg and unreg are allowed to be NULL. If you only need to
447  * call a function before enabling, or after disabling, just set one
448  * function and pass in NULL for the other parameter.
449  */
450 TRACE_EVENT_FN(foo_bar_with_fn,
451
452         TP_PROTO(const char *foo, int bar),
453
454         TP_ARGS(foo, bar),
455
456         TP_STRUCT__entry(
457                 __string(       foo,    foo             )
458                 __field(        int,    bar             )
459         ),
460
461         TP_fast_assign(
462                 __assign_str(foo, foo);
463                 __entry->bar    = bar;
464         ),
465
466         TP_printk("foo %s %d", __get_str(foo), __entry->bar),
467
468         foo_bar_reg, foo_bar_unreg
469 );
470
471 /*
472  * Each TRACE_EVENT macro creates several helper functions to produce
473  * the code to add the tracepoint, create the files in the trace
474  * directory, hook it to perf, assign the values and to print out
475  * the raw data from the ring buffer. To prevent too much bloat,
476  * if there are more than one tracepoint that uses the same format
477  * for the proto, args, struct, assign and printk, and only the name
478  * is different, it is highly recommended to use the DECLARE_EVENT_CLASS
479  *
480  * DECLARE_EVENT_CLASS() macro creates most of the functions for the
481  * tracepoint. Then DEFINE_EVENT() is use to hook a tracepoint to those
482  * functions. This DEFINE_EVENT() is an instance of the class and can
483  * be enabled and disabled separately from other events (either TRACE_EVENT
484  * or other DEFINE_EVENT()s).
485  *
486  * Note, TRACE_EVENT() itself is simply defined as:
487  *
488  * #define TRACE_EVENT(name, proto, args, tstruct, assign, printk)  \
489  *  DECLARE_EVENT_CLASS(name, proto, args, tstruct, assign, printk); \
490  *  DEFINE_EVENT(name, name, proto, args)
491  *
492  * The DEFINE_EVENT() also can be declared with conditions and reg functions:
493  *
494  * DEFINE_EVENT_CONDITION(template, name, proto, args, cond);
495  * DEFINE_EVENT_FN(template, name, proto, args, reg, unreg);
496  */
497 DECLARE_EVENT_CLASS(foo_template,
498
499         TP_PROTO(const char *foo, int bar),
500
501         TP_ARGS(foo, bar),
502
503         TP_STRUCT__entry(
504                 __string(       foo,    foo             )
505                 __field(        int,    bar             )
506         ),
507
508         TP_fast_assign(
509                 __assign_str(foo, foo);
510                 __entry->bar    = bar;
511         ),
512
513         TP_printk("foo %s %d", __get_str(foo), __entry->bar)
514 );
515
516 /*
517  * Here's a better way for the previous samples (except, the first
518  * example had more fields and could not be used here).
519  */
520 DEFINE_EVENT(foo_template, foo_with_template_simple,
521         TP_PROTO(const char *foo, int bar),
522         TP_ARGS(foo, bar));
523
524 DEFINE_EVENT_CONDITION(foo_template, foo_with_template_cond,
525         TP_PROTO(const char *foo, int bar),
526         TP_ARGS(foo, bar),
527         TP_CONDITION(!(bar % 8)));
528
529
530 DEFINE_EVENT_FN(foo_template, foo_with_template_fn,
531         TP_PROTO(const char *foo, int bar),
532         TP_ARGS(foo, bar),
533         foo_bar_reg, foo_bar_unreg);
534
535 /*
536  * Anytime two events share basically the same values and have
537  * the same output, use the DECLARE_EVENT_CLASS() and DEFINE_EVENT()
538  * when ever possible.
539  */
540
541 /*
542  * If the event is similar to the DECLARE_EVENT_CLASS, but you need
543  * to have a different output, then use DEFINE_EVENT_PRINT() which
544  * lets you override the TP_printk() of the class.
545  */
546
547 DEFINE_EVENT_PRINT(foo_template, foo_with_template_print,
548         TP_PROTO(const char *foo, int bar),
549         TP_ARGS(foo, bar),
550         TP_printk("bar %s %d", __get_str(foo), __entry->bar));
551
552 /*
553  * There are yet another __rel_loc dynamic data attribute. If you
554  * use __rel_dynamic_array() and __rel_string() etc. macros, you
555  * can use this attribute. There is no difference from the viewpoint
556  * of functionality with/without 'rel' but the encoding is a bit
557  * different. This is expected to be used with user-space event,
558  * there is no reason that the kernel event use this, but only for
559  * testing.
560  */
561
562 TRACE_EVENT(foo_rel_loc,
563
564         TP_PROTO(const char *foo, int bar, unsigned long *mask, const cpumask_t *cpus),
565
566         TP_ARGS(foo, bar, mask, cpus),
567
568         TP_STRUCT__entry(
569                 __rel_string(   foo,    foo     )
570                 __field(        int,    bar     )
571                 __rel_bitmask(  bitmask,
572                         BITS_PER_BYTE * sizeof(unsigned long)   )
573                 __rel_cpumask(  cpumask )
574         ),
575
576         TP_fast_assign(
577                 __assign_rel_str(foo);
578                 __entry->bar = bar;
579                 __assign_rel_bitmask(bitmask, mask,
580                         BITS_PER_BYTE * sizeof(unsigned long));
581                 __assign_rel_cpumask(cpumask, cpus);
582         ),
583
584         TP_printk("foo_rel_loc %s, %d, %s, %s", __get_rel_str(foo), __entry->bar,
585                   __get_rel_bitmask(bitmask),
586                   __get_rel_cpumask(cpumask))
587 );
588 #endif
589
590 /***** NOTICE! The #if protection ends here. *****/
591
592
593 /*
594  * There are several ways I could have done this. If I left out the
595  * TRACE_INCLUDE_PATH, then it would default to the kernel source
596  * include/trace/events directory.
597  *
598  * I could specify a path from the define_trace.h file back to this
599  * file.
600  *
601  * #define TRACE_INCLUDE_PATH ../../samples/trace_events
602  *
603  * But the safest and easiest way to simply make it use the directory
604  * that the file is in is to add in the Makefile:
605  *
606  * CFLAGS_trace-events-sample.o := -I$(src)
607  *
608  * This will make sure the current path is part of the include
609  * structure for our file so that define_trace.h can find it.
610  *
611  * I could have made only the top level directory the include:
612  *
613  * CFLAGS_trace-events-sample.o := -I$(PWD)
614  *
615  * And then let the path to this directory be the TRACE_INCLUDE_PATH:
616  *
617  * #define TRACE_INCLUDE_PATH samples/trace_events
618  *
619  * But then if something defines "samples" or "trace_events" as a macro
620  * then we could risk that being converted too, and give us an unexpected
621  * result.
622  */
623 #undef TRACE_INCLUDE_PATH
624 #undef TRACE_INCLUDE_FILE
625 #define TRACE_INCLUDE_PATH .
626 /*
627  * TRACE_INCLUDE_FILE is not needed if the filename and TRACE_SYSTEM are equal
628  */
629 #define TRACE_INCLUDE_FILE trace-events-sample
630 #include <trace/define_trace.h>