Merge tag 'trace-v4.17' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/rostedt...
[linux-2.6-block.git] / Documentation / trace / events.rst
1 =============
2 Event Tracing
3 =============
4
5 :Author: Theodore Ts'o
6 :Updated: Li Zefan and Tom Zanussi
7
8 1. Introduction
9 ===============
10
11 Tracepoints (see Documentation/trace/tracepoints.txt) can be used
12 without creating custom kernel modules to register probe functions
13 using the event tracing infrastructure.
14
15 Not all tracepoints can be traced using the event tracing system;
16 the kernel developer must provide code snippets which define how the
17 tracing information is saved into the tracing buffer, and how the
18 tracing information should be printed.
19
20 2. Using Event Tracing
21 ======================
22
23 2.1 Via the 'set_event' interface
24 ---------------------------------
25
26 The events which are available for tracing can be found in the file
27 /sys/kernel/debug/tracing/available_events.
28
29 To enable a particular event, such as 'sched_wakeup', simply echo it
30 to /sys/kernel/debug/tracing/set_event. For example::
31
32         # echo sched_wakeup >> /sys/kernel/debug/tracing/set_event
33
34 .. Note:: '>>' is necessary, otherwise it will firstly disable all the events.
35
36 To disable an event, echo the event name to the set_event file prefixed
37 with an exclamation point::
38
39         # echo '!sched_wakeup' >> /sys/kernel/debug/tracing/set_event
40
41 To disable all events, echo an empty line to the set_event file::
42
43         # echo > /sys/kernel/debug/tracing/set_event
44
45 To enable all events, echo ``*:*`` or ``*:`` to the set_event file::
46
47         # echo *:* > /sys/kernel/debug/tracing/set_event
48
49 The events are organized into subsystems, such as ext4, irq, sched,
50 etc., and a full event name looks like this: <subsystem>:<event>.  The
51 subsystem name is optional, but it is displayed in the available_events
52 file.  All of the events in a subsystem can be specified via the syntax
53 ``<subsystem>:*``; for example, to enable all irq events, you can use the
54 command::
55
56         # echo 'irq:*' > /sys/kernel/debug/tracing/set_event
57
58 2.2 Via the 'enable' toggle
59 ---------------------------
60
61 The events available are also listed in /sys/kernel/debug/tracing/events/ hierarchy
62 of directories.
63
64 To enable event 'sched_wakeup'::
65
66         # echo 1 > /sys/kernel/debug/tracing/events/sched/sched_wakeup/enable
67
68 To disable it::
69
70         # echo 0 > /sys/kernel/debug/tracing/events/sched/sched_wakeup/enable
71
72 To enable all events in sched subsystem::
73
74         # echo 1 > /sys/kernel/debug/tracing/events/sched/enable
75
76 To enable all events::
77
78         # echo 1 > /sys/kernel/debug/tracing/events/enable
79
80 When reading one of these enable files, there are four results:
81
82  - 0 - all events this file affects are disabled
83  - 1 - all events this file affects are enabled
84  - X - there is a mixture of events enabled and disabled
85  - ? - this file does not affect any event
86
87 2.3 Boot option
88 ---------------
89
90 In order to facilitate early boot debugging, use boot option::
91
92         trace_event=[event-list]
93
94 event-list is a comma separated list of events. See section 2.1 for event
95 format.
96
97 3. Defining an event-enabled tracepoint
98 =======================================
99
100 See The example provided in samples/trace_events
101
102 4. Event formats
103 ================
104
105 Each trace event has a 'format' file associated with it that contains
106 a description of each field in a logged event.  This information can
107 be used to parse the binary trace stream, and is also the place to
108 find the field names that can be used in event filters (see section 5).
109
110 It also displays the format string that will be used to print the
111 event in text mode, along with the event name and ID used for
112 profiling.
113
114 Every event has a set of ``common`` fields associated with it; these are
115 the fields prefixed with ``common_``.  The other fields vary between
116 events and correspond to the fields defined in the TRACE_EVENT
117 definition for that event.
118
119 Each field in the format has the form::
120
121      field:field-type field-name; offset:N; size:N;
122
123 where offset is the offset of the field in the trace record and size
124 is the size of the data item, in bytes.
125
126 For example, here's the information displayed for the 'sched_wakeup'
127 event::
128
129         # cat /sys/kernel/debug/tracing/events/sched/sched_wakeup/format
130
131         name: sched_wakeup
132         ID: 60
133         format:
134                 field:unsigned short common_type;       offset:0;       size:2;
135                 field:unsigned char common_flags;       offset:2;       size:1;
136                 field:unsigned char common_preempt_count;       offset:3;       size:1;
137                 field:int common_pid;   offset:4;       size:4;
138                 field:int common_tgid;  offset:8;       size:4;
139
140                 field:char comm[TASK_COMM_LEN]; offset:12;      size:16;
141                 field:pid_t pid;        offset:28;      size:4;
142                 field:int prio; offset:32;      size:4;
143                 field:int success;      offset:36;      size:4;
144                 field:int cpu;  offset:40;      size:4;
145
146         print fmt: "task %s:%d [%d] success=%d [%03d]", REC->comm, REC->pid,
147                    REC->prio, REC->success, REC->cpu
148
149 This event contains 10 fields, the first 5 common and the remaining 5
150 event-specific.  All the fields for this event are numeric, except for
151 'comm' which is a string, a distinction important for event filtering.
152
153 5. Event filtering
154 ==================
155
156 Trace events can be filtered in the kernel by associating boolean
157 'filter expressions' with them.  As soon as an event is logged into
158 the trace buffer, its fields are checked against the filter expression
159 associated with that event type.  An event with field values that
160 'match' the filter will appear in the trace output, and an event whose
161 values don't match will be discarded.  An event with no filter
162 associated with it matches everything, and is the default when no
163 filter has been set for an event.
164
165 5.1 Expression syntax
166 ---------------------
167
168 A filter expression consists of one or more 'predicates' that can be
169 combined using the logical operators '&&' and '||'.  A predicate is
170 simply a clause that compares the value of a field contained within a
171 logged event with a constant value and returns either 0 or 1 depending
172 on whether the field value matched (1) or didn't match (0)::
173
174           field-name relational-operator value
175
176 Parentheses can be used to provide arbitrary logical groupings and
177 double-quotes can be used to prevent the shell from interpreting
178 operators as shell metacharacters.
179
180 The field-names available for use in filters can be found in the
181 'format' files for trace events (see section 4).
182
183 The relational-operators depend on the type of the field being tested:
184
185 The operators available for numeric fields are:
186
187 ==, !=, <, <=, >, >=, &
188
189 And for string fields they are:
190
191 ==, !=, ~
192
193 The glob (~) accepts a wild card character (\*,?) and character classes
194 ([). For example::
195
196   prev_comm ~ "*sh"
197   prev_comm ~ "sh*"
198   prev_comm ~ "*sh*"
199   prev_comm ~ "ba*sh"
200
201 5.2 Setting filters
202 -------------------
203
204 A filter for an individual event is set by writing a filter expression
205 to the 'filter' file for the given event.
206
207 For example::
208
209         # cd /sys/kernel/debug/tracing/events/sched/sched_wakeup
210         # echo "common_preempt_count > 4" > filter
211
212 A slightly more involved example::
213
214         # cd /sys/kernel/debug/tracing/events/signal/signal_generate
215         # echo "((sig >= 10 && sig < 15) || sig == 17) && comm != bash" > filter
216
217 If there is an error in the expression, you'll get an 'Invalid
218 argument' error when setting it, and the erroneous string along with
219 an error message can be seen by looking at the filter e.g.::
220
221         # cd /sys/kernel/debug/tracing/events/signal/signal_generate
222         # echo "((sig >= 10 && sig < 15) || dsig == 17) && comm != bash" > filter
223         -bash: echo: write error: Invalid argument
224         # cat filter
225         ((sig >= 10 && sig < 15) || dsig == 17) && comm != bash
226         ^
227         parse_error: Field not found
228
229 Currently the caret ('^') for an error always appears at the beginning of
230 the filter string; the error message should still be useful though
231 even without more accurate position info.
232
233 5.3 Clearing filters
234 --------------------
235
236 To clear the filter for an event, write a '0' to the event's filter
237 file.
238
239 To clear the filters for all events in a subsystem, write a '0' to the
240 subsystem's filter file.
241
242 5.3 Subsystem filters
243 ---------------------
244
245 For convenience, filters for every event in a subsystem can be set or
246 cleared as a group by writing a filter expression into the filter file
247 at the root of the subsystem.  Note however, that if a filter for any
248 event within the subsystem lacks a field specified in the subsystem
249 filter, or if the filter can't be applied for any other reason, the
250 filter for that event will retain its previous setting.  This can
251 result in an unintended mixture of filters which could lead to
252 confusing (to the user who might think different filters are in
253 effect) trace output.  Only filters that reference just the common
254 fields can be guaranteed to propagate successfully to all events.
255
256 Here are a few subsystem filter examples that also illustrate the
257 above points:
258
259 Clear the filters on all events in the sched subsystem::
260
261         # cd /sys/kernel/debug/tracing/events/sched
262         # echo 0 > filter
263         # cat sched_switch/filter
264         none
265         # cat sched_wakeup/filter
266         none
267
268 Set a filter using only common fields for all events in the sched
269 subsystem (all events end up with the same filter)::
270
271         # cd /sys/kernel/debug/tracing/events/sched
272         # echo common_pid == 0 > filter
273         # cat sched_switch/filter
274         common_pid == 0
275         # cat sched_wakeup/filter
276         common_pid == 0
277
278 Attempt to set a filter using a non-common field for all events in the
279 sched subsystem (all events but those that have a prev_pid field retain
280 their old filters)::
281
282         # cd /sys/kernel/debug/tracing/events/sched
283         # echo prev_pid == 0 > filter
284         # cat sched_switch/filter
285         prev_pid == 0
286         # cat sched_wakeup/filter
287         common_pid == 0
288
289 5.4 PID filtering
290 -----------------
291
292 The set_event_pid file in the same directory as the top events directory
293 exists, will filter all events from tracing any task that does not have the
294 PID listed in the set_event_pid file.
295 ::
296
297         # cd /sys/kernel/debug/tracing
298         # echo $$ > set_event_pid
299         # echo 1 > events/enable
300
301 Will only trace events for the current task.
302
303 To add more PIDs without losing the PIDs already included, use '>>'.
304 ::
305
306         # echo 123 244 1 >> set_event_pid
307
308
309 6. Event triggers
310 =================
311
312 Trace events can be made to conditionally invoke trigger 'commands'
313 which can take various forms and are described in detail below;
314 examples would be enabling or disabling other trace events or invoking
315 a stack trace whenever the trace event is hit.  Whenever a trace event
316 with attached triggers is invoked, the set of trigger commands
317 associated with that event is invoked.  Any given trigger can
318 additionally have an event filter of the same form as described in
319 section 5 (Event filtering) associated with it - the command will only
320 be invoked if the event being invoked passes the associated filter.
321 If no filter is associated with the trigger, it always passes.
322
323 Triggers are added to and removed from a particular event by writing
324 trigger expressions to the 'trigger' file for the given event.
325
326 A given event can have any number of triggers associated with it,
327 subject to any restrictions that individual commands may have in that
328 regard.
329
330 Event triggers are implemented on top of "soft" mode, which means that
331 whenever a trace event has one or more triggers associated with it,
332 the event is activated even if it isn't actually enabled, but is
333 disabled in a "soft" mode.  That is, the tracepoint will be called,
334 but just will not be traced, unless of course it's actually enabled.
335 This scheme allows triggers to be invoked even for events that aren't
336 enabled, and also allows the current event filter implementation to be
337 used for conditionally invoking triggers.
338
339 The syntax for event triggers is roughly based on the syntax for
340 set_ftrace_filter 'ftrace filter commands' (see the 'Filter commands'
341 section of Documentation/trace/ftrace.txt), but there are major
342 differences and the implementation isn't currently tied to it in any
343 way, so beware about making generalizations between the two.
344
345 6.1 Expression syntax
346 ---------------------
347
348 Triggers are added by echoing the command to the 'trigger' file::
349
350   # echo 'command[:count] [if filter]' > trigger
351
352 Triggers are removed by echoing the same command but starting with '!'
353 to the 'trigger' file::
354
355   # echo '!command[:count] [if filter]' > trigger
356
357 The [if filter] part isn't used in matching commands when removing, so
358 leaving that off in a '!' command will accomplish the same thing as
359 having it in.
360
361 The filter syntax is the same as that described in the 'Event
362 filtering' section above.
363
364 For ease of use, writing to the trigger file using '>' currently just
365 adds or removes a single trigger and there's no explicit '>>' support
366 ('>' actually behaves like '>>') or truncation support to remove all
367 triggers (you have to use '!' for each one added.)
368
369 6.2 Supported trigger commands
370 ------------------------------
371
372 The following commands are supported:
373
374 - enable_event/disable_event
375
376   These commands can enable or disable another trace event whenever
377   the triggering event is hit.  When these commands are registered,
378   the other trace event is activated, but disabled in a "soft" mode.
379   That is, the tracepoint will be called, but just will not be traced.
380   The event tracepoint stays in this mode as long as there's a trigger
381   in effect that can trigger it.
382
383   For example, the following trigger causes kmalloc events to be
384   traced when a read system call is entered, and the :1 at the end
385   specifies that this enablement happens only once::
386
387           # echo 'enable_event:kmem:kmalloc:1' > \
388               /sys/kernel/debug/tracing/events/syscalls/sys_enter_read/trigger
389
390   The following trigger causes kmalloc events to stop being traced
391   when a read system call exits.  This disablement happens on every
392   read system call exit::
393
394           # echo 'disable_event:kmem:kmalloc' > \
395               /sys/kernel/debug/tracing/events/syscalls/sys_exit_read/trigger
396
397   The format is::
398
399       enable_event:<system>:<event>[:count]
400       disable_event:<system>:<event>[:count]
401
402   To remove the above commands::
403
404           # echo '!enable_event:kmem:kmalloc:1' > \
405               /sys/kernel/debug/tracing/events/syscalls/sys_enter_read/trigger
406
407           # echo '!disable_event:kmem:kmalloc' > \
408               /sys/kernel/debug/tracing/events/syscalls/sys_exit_read/trigger
409
410   Note that there can be any number of enable/disable_event triggers
411   per triggering event, but there can only be one trigger per
412   triggered event. e.g. sys_enter_read can have triggers enabling both
413   kmem:kmalloc and sched:sched_switch, but can't have two kmem:kmalloc
414   versions such as kmem:kmalloc and kmem:kmalloc:1 or 'kmem:kmalloc if
415   bytes_req == 256' and 'kmem:kmalloc if bytes_alloc == 256' (they
416   could be combined into a single filter on kmem:kmalloc though).
417
418 - stacktrace
419
420   This command dumps a stacktrace in the trace buffer whenever the
421   triggering event occurs.
422
423   For example, the following trigger dumps a stacktrace every time the
424   kmalloc tracepoint is hit::
425
426           # echo 'stacktrace' > \
427                 /sys/kernel/debug/tracing/events/kmem/kmalloc/trigger
428
429   The following trigger dumps a stacktrace the first 5 times a kmalloc
430   request happens with a size >= 64K::
431
432           # echo 'stacktrace:5 if bytes_req >= 65536' > \
433                 /sys/kernel/debug/tracing/events/kmem/kmalloc/trigger
434
435   The format is::
436
437       stacktrace[:count]
438
439   To remove the above commands::
440
441           # echo '!stacktrace' > \
442                 /sys/kernel/debug/tracing/events/kmem/kmalloc/trigger
443
444           # echo '!stacktrace:5 if bytes_req >= 65536' > \
445                 /sys/kernel/debug/tracing/events/kmem/kmalloc/trigger
446
447   The latter can also be removed more simply by the following (without
448   the filter)::
449
450           # echo '!stacktrace:5' > \
451                 /sys/kernel/debug/tracing/events/kmem/kmalloc/trigger
452
453   Note that there can be only one stacktrace trigger per triggering
454   event.
455
456 - snapshot
457
458   This command causes a snapshot to be triggered whenever the
459   triggering event occurs.
460
461   The following command creates a snapshot every time a block request
462   queue is unplugged with a depth > 1.  If you were tracing a set of
463   events or functions at the time, the snapshot trace buffer would
464   capture those events when the trigger event occurred::
465
466           # echo 'snapshot if nr_rq > 1' > \
467                 /sys/kernel/debug/tracing/events/block/block_unplug/trigger
468
469   To only snapshot once::
470
471           # echo 'snapshot:1 if nr_rq > 1' > \
472                 /sys/kernel/debug/tracing/events/block/block_unplug/trigger
473
474   To remove the above commands::
475
476           # echo '!snapshot if nr_rq > 1' > \
477                 /sys/kernel/debug/tracing/events/block/block_unplug/trigger
478
479           # echo '!snapshot:1 if nr_rq > 1' > \
480                 /sys/kernel/debug/tracing/events/block/block_unplug/trigger
481
482   Note that there can be only one snapshot trigger per triggering
483   event.
484
485 - traceon/traceoff
486
487   These commands turn tracing on and off when the specified events are
488   hit. The parameter determines how many times the tracing system is
489   turned on and off. If unspecified, there is no limit.
490
491   The following command turns tracing off the first time a block
492   request queue is unplugged with a depth > 1.  If you were tracing a
493   set of events or functions at the time, you could then examine the
494   trace buffer to see the sequence of events that led up to the
495   trigger event::
496
497           # echo 'traceoff:1 if nr_rq > 1' > \
498                 /sys/kernel/debug/tracing/events/block/block_unplug/trigger
499
500   To always disable tracing when nr_rq  > 1::
501
502           # echo 'traceoff if nr_rq > 1' > \
503                 /sys/kernel/debug/tracing/events/block/block_unplug/trigger
504
505   To remove the above commands::
506
507           # echo '!traceoff:1 if nr_rq > 1' > \
508                 /sys/kernel/debug/tracing/events/block/block_unplug/trigger
509
510           # echo '!traceoff if nr_rq > 1' > \
511                 /sys/kernel/debug/tracing/events/block/block_unplug/trigger
512
513   Note that there can be only one traceon or traceoff trigger per
514   triggering event.
515
516 - hist
517
518   This command aggregates event hits into a hash table keyed on one or
519   more trace event format fields (or stacktrace) and a set of running
520   totals derived from one or more trace event format fields and/or
521   event counts (hitcount).
522
523   See Documentation/trace/histogram.txt for details and examples.