kernel/trace/trace_sysprof.c

   1 /*
   2  * trace stack traces
   3  *
   4  * Copyright (C) 2004-2008, Soeren Sandmann
   5  * Copyright (C) 2007 Steven Rostedt <srostedt@redhat.com>
   6  * Copyright (C) 2008 Ingo Molnar <mingo@redhat.com>
   7  */
   8 #include <linux/kallsyms.h>
   9 #include <linux/debugfs.h>
  10 #include <linux/hrtimer.h>
  11 #include <linux/uaccess.h>
  12 #include <linux/ftrace.h>
  13 #include <linux/module.h>
  14 #include <linux/irq.h>
  15 #include <linux/fs.h>
  16
  17 #include <asm/stacktrace.h>
  18
  19 #include "trace.h"
  20
  21 static struct trace_array       *sysprof_trace;
  22 static int __read_mostly        tracer_enabled;
  23
  24 /*
  25  * 1 msec sample interval by default:
  26  */
  27 static unsigned long sample_period = 1000000;
  28 static const unsigned int sample_max_depth = 512;
  29
  30 static DEFINE_MUTEX(sample_timer_lock);
  31 /*
  32  * Per CPU hrtimers that do the profiling:
  33  */
  34 static DEFINE_PER_CPU(struct hrtimer, stack_trace_hrtimer);
  35
  36 struct stack_frame {
  37         const void __user       *next_fp;
  38         unsigned long           return_address;
  39 };
  40
  41 static int copy_stack_frame(const void __user *fp, struct stack_frame *frame)
  42 {
  43         int ret;
  44
  45         if (!access_ok(VERIFY_READ, fp, sizeof(*frame)))
  46                 return 0;
  47
  48         ret = 1;
  49         pagefault_disable();
  50         if (__copy_from_user_inatomic(frame, fp, sizeof(*frame)))
  51                 ret = 0;
  52         pagefault_enable();
  53
  54         return ret;
  55 }
  56
  57 struct backtrace_info {
  58         struct trace_array_cpu  *data;
  59         struct trace_array      *tr;
  60         int                     pos;
  61 };
  62
  63 static void
  64 backtrace_warning_symbol(void *data, char *msg, unsigned long symbol)
  65 {
  66         /* Ignore warnings */
  67 }
  68
  69 static void backtrace_warning(void *data, char *msg)
  70 {
  71         /* Ignore warnings */
  72 }
  73
  74 static int backtrace_stack(void *data, char *name)
  75 {
  76         /* Don't bother with IRQ stacks for now */
  77         return -1;
  78 }
  79
  80 static void backtrace_address(void *data, unsigned long addr, int reliable)
  81 {
  82         struct backtrace_info *info = data;
  83
  84         if (info->pos < sample_max_depth && reliable) {
  85                 __trace_special(info->tr, info->data, 1, addr, 0);
  86
  87                 info->pos++;
  88         }
  89 }
  90
  91 const static struct stacktrace_ops backtrace_ops = {
  92         .warning                = backtrace_warning,
  93         .warning_symbol         = backtrace_warning_symbol,
  94         .stack                  = backtrace_stack,
  95         .address                = backtrace_address,
  96 };
  97
  98 static struct pt_regs *
  99 trace_kernel(struct pt_regs *regs, struct trace_array *tr,
 100              struct trace_array_cpu *data)
 101 {
 102         struct backtrace_info info;
 103         unsigned long bp;
 104         char *user_stack;
 105         char *stack;
 106
 107         info.tr = tr;
 108         info.data = data;
 109         info.pos = 1;
 110
 111         __trace_special(info.tr, info.data, 1, regs->ip, 0);
 112
 113         stack = ((char *)regs + sizeof(struct pt_regs));
 114 #ifdef CONFIG_FRAME_POINTER
 115         bp = regs->bp;
 116 #else
 117         bp = 0;
 118 #endif
 119
 120         dump_trace(NULL, regs, (void *)stack, bp, &backtrace_ops, &info);
 121
 122         /* Now trace the user stack */
 123         user_stack = ((char *)current->thread.sp0 - sizeof(struct pt_regs));
 124
 125         return (struct pt_regs *)user_stack;
 126 }
 127
 128 static void timer_notify(struct pt_regs *regs, int cpu)
 129 {
 130         struct trace_array_cpu *data;
 131         struct stack_frame frame;
 132         struct trace_array *tr;
 133         const void __user *fp;
 134         int is_user;
 135         int i;
 136
 137         if (!regs)
 138                 return;
 139
 140         tr = sysprof_trace;
 141         data = tr->data[cpu];
 142         is_user = user_mode(regs);
 143
 144         if (!current || current->pid == 0)
 145                 return;
 146
 147         if (is_user && current->state != TASK_RUNNING)
 148                 return;
 149
 150         __trace_special(tr, data, 0, 0, current->pid);
 151
 152         if (!is_user)
 153                 regs = trace_kernel(regs, tr, data);
 154
 155         fp = (void __user *)regs->bp;
 156
 157         __trace_special(tr, data, 2, regs->ip, 0);
 158
 159         for (i = 0; i < sample_max_depth; i++) {
 160                 frame.next_fp = 0;
 161                 frame.return_address = 0;
 162                 if (!copy_stack_frame(fp, &frame))
 163                         break;
 164                 if ((unsigned long)fp < regs->sp)
 165                         break;
 166
 167                 __trace_special(tr, data, 2, frame.return_address,
 168                               (unsigned long)fp);
 169                 fp = frame.next_fp;
 170         }
 171
 172         __trace_special(tr, data, 3, current->pid, i);
 173
 174         /*
 175          * Special trace entry if we overflow the max depth:
 176          */
 177         if (i == sample_max_depth)
 178                 __trace_special(tr, data, -1, -1, -1);
 179 }
 180
 181 static enum hrtimer_restart stack_trace_timer_fn(struct hrtimer *hrtimer)
 182 {
 183         /* trace here */
 184         timer_notify(get_irq_regs(), smp_processor_id());
 185
 186         hrtimer_forward_now(hrtimer, ns_to_ktime(sample_period));
 187
 188         return HRTIMER_RESTART;
 189 }
 190
 191 static void start_stack_timer(int cpu)
 192 {
 193         struct hrtimer *hrtimer = &per_cpu(stack_trace_hrtimer, cpu);
 194
 195         hrtimer_init(hrtimer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
 196         hrtimer->function = stack_trace_timer_fn;
 197         hrtimer->cb_mode = HRTIMER_CB_IRQSAFE_NO_SOFTIRQ;
 198
 199         hrtimer_start(hrtimer, ns_to_ktime(sample_period), HRTIMER_MODE_REL);
 200 }
 201
 202 static void start_stack_timers(void)
 203 {
 204         cpumask_t saved_mask = current->cpus_allowed;
 205         int cpu;
 206
 207         for_each_online_cpu(cpu) {
 208                 set_cpus_allowed_ptr(current, &cpumask_of_cpu(cpu));
 209                 start_stack_timer(cpu);
 210         }
 211         set_cpus_allowed_ptr(current, &saved_mask);
 212 }
 213
 214 static void stop_stack_timer(int cpu)
 215 {
 216         struct hrtimer *hrtimer = &per_cpu(stack_trace_hrtimer, cpu);
 217
 218         hrtimer_cancel(hrtimer);
 219 }
 220
 221 static void stop_stack_timers(void)
 222 {
 223         int cpu;
 224
 225         for_each_online_cpu(cpu)
 226                 stop_stack_timer(cpu);
 227 }
 228
 229 static void stack_reset(struct trace_array *tr)
 230 {
 231         int cpu;
 232
 233         tr->time_start = ftrace_now(tr->cpu);
 234
 235         for_each_online_cpu(cpu)
 236                 tracing_reset(tr->data[cpu]);
 237 }
 238
 239 static void start_stack_trace(struct trace_array *tr)
 240 {
 241         mutex_lock(&sample_timer_lock);
 242         stack_reset(tr);
 243         start_stack_timers();
 244         tracer_enabled = 1;
 245         mutex_unlock(&sample_timer_lock);
 246 }
 247
 248 static void stop_stack_trace(struct trace_array *tr)
 249 {
 250         mutex_lock(&sample_timer_lock);
 251         stop_stack_timers();
 252         tracer_enabled = 0;
 253         mutex_unlock(&sample_timer_lock);
 254 }
 255
 256 static void stack_trace_init(struct trace_array *tr)
 257 {
 258         sysprof_trace = tr;
 259
 260         if (tr->ctrl)
 261                 start_stack_trace(tr);
 262 }
 263
 264 static void stack_trace_reset(struct trace_array *tr)
 265 {
 266         if (tr->ctrl)
 267                 stop_stack_trace(tr);
 268 }
 269
 270 static void stack_trace_ctrl_update(struct trace_array *tr)
 271 {
 272         /* When starting a new trace, reset the buffers */
 273         if (tr->ctrl)
 274                 start_stack_trace(tr);
 275         else
 276                 stop_stack_trace(tr);
 277 }
 278
 279 static struct tracer stack_trace __read_mostly =
 280 {
 281         .name           = "sysprof",
 282         .init           = stack_trace_init,
 283         .reset          = stack_trace_reset,
 284         .ctrl_update    = stack_trace_ctrl_update,
 285 #ifdef CONFIG_FTRACE_SELFTEST
 286         .selftest    = trace_selftest_startup_sysprof,
 287 #endif
 288 };
 289
 290 __init static int init_stack_trace(void)
 291 {
 292         return register_tracer(&stack_trace);
 293 }
 294 device_initcall(init_stack_trace);
 295
 296 #define MAX_LONG_DIGITS 22
 297
 298 static ssize_t
 299 sysprof_sample_read(struct file *filp, char __user *ubuf,
 300                     size_t cnt, loff_t *ppos)
 301 {
 302         char buf[MAX_LONG_DIGITS];
 303         int r;
 304
 305         r = sprintf(buf, "%ld\n", nsecs_to_usecs(sample_period));
 306
 307         return simple_read_from_buffer(ubuf, cnt, ppos, buf, r);
 308 }
 309
 310 static ssize_t
 311 sysprof_sample_write(struct file *filp, const char __user *ubuf,
 312                      size_t cnt, loff_t *ppos)
 313 {
 314         char buf[MAX_LONG_DIGITS];
 315         unsigned long val;
 316
 317         if (cnt > MAX_LONG_DIGITS-1)
 318                 cnt = MAX_LONG_DIGITS-1;
 319
 320         if (copy_from_user(&buf, ubuf, cnt))
 321                 return -EFAULT;
 322
 323         buf[cnt] = 0;
 324
 325         val = simple_strtoul(buf, NULL, 10);
 326         /*
 327          * Enforce a minimum sample period of 100 usecs:
 328          */
 329         if (val < 100)
 330                 val = 100;
 331
 332         mutex_lock(&sample_timer_lock);
 333         stop_stack_timers();
 334         sample_period = val * 1000;
 335         start_stack_timers();
 336         mutex_unlock(&sample_timer_lock);
 337
 338         return cnt;
 339 }
 340
 341 static struct file_operations sysprof_sample_fops = {
 342         .read           = sysprof_sample_read,
 343         .write          = sysprof_sample_write,
 344 };
 345
 346 void init_tracer_sysprof_debugfs(struct dentry *d_tracer)
 347 {
 348         struct dentry *entry;
 349
 350         entry = debugfs_create_file("sysprof_sample_period", 0644,
 351                         d_tracer, NULL, &sysprof_sample_fops);
 352         if (entry)
 353                 return;
 354         pr_warning("Could not create debugfs 'dyn_ftrace_total_info' entry\n");
 355 }