KVM: PPC: Book3S HV: Handle pending exceptions on guest entry with MSR_EE
[linux-block.git] / Documentation / trace / kprobes.rst
1 =======================
2 Kernel Probes (Kprobes)
3 =======================
4
5 :Author: Jim Keniston <jkenisto@us.ibm.com>
6 :Author: Prasanna S Panchamukhi <prasanna.panchamukhi@gmail.com>
7 :Author: Masami Hiramatsu <mhiramat@redhat.com>
8
9 .. CONTENTS
10
11   1. Concepts: Kprobes, and Return Probes
12   2. Architectures Supported
13   3. Configuring Kprobes
14   4. API Reference
15   5. Kprobes Features and Limitations
16   6. Probe Overhead
17   7. TODO
18   8. Kprobes Example
19   9. Kretprobes Example
20   10. Deprecated Features
21   Appendix A: The kprobes debugfs interface
22   Appendix B: The kprobes sysctl interface
23   Appendix C: References
24
25 Concepts: Kprobes and Return Probes
26 =========================================
27
28 Kprobes enables you to dynamically break into any kernel routine and
29 collect debugging and performance information non-disruptively. You
30 can trap at almost any kernel code address [1]_, specifying a handler
31 routine to be invoked when the breakpoint is hit.
32
33 .. [1] some parts of the kernel code can not be trapped, see
34        :ref:`kprobes_blacklist`)
35
36 There are currently two types of probes: kprobes, and kretprobes
37 (also called return probes).  A kprobe can be inserted on virtually
38 any instruction in the kernel.  A return probe fires when a specified
39 function returns.
40
41 In the typical case, Kprobes-based instrumentation is packaged as
42 a kernel module.  The module's init function installs ("registers")
43 one or more probes, and the exit function unregisters them.  A
44 registration function such as register_kprobe() specifies where
45 the probe is to be inserted and what handler is to be called when
46 the probe is hit.
47
48 There are also ``register_/unregister_*probes()`` functions for batch
49 registration/unregistration of a group of ``*probes``. These functions
50 can speed up unregistration process when you have to unregister
51 a lot of probes at once.
52
53 The next four subsections explain how the different types of
54 probes work and how jump optimization works.  They explain certain
55 things that you'll need to know in order to make the best use of
56 Kprobes -- e.g., the difference between a pre_handler and
57 a post_handler, and how to use the maxactive and nmissed fields of
58 a kretprobe.  But if you're in a hurry to start using Kprobes, you
59 can skip ahead to :ref:`kprobes_archs_supported`.
60
61 How Does a Kprobe Work?
62 -----------------------
63
64 When a kprobe is registered, Kprobes makes a copy of the probed
65 instruction and replaces the first byte(s) of the probed instruction
66 with a breakpoint instruction (e.g., int3 on i386 and x86_64).
67
68 When a CPU hits the breakpoint instruction, a trap occurs, the CPU's
69 registers are saved, and control passes to Kprobes via the
70 notifier_call_chain mechanism.  Kprobes executes the "pre_handler"
71 associated with the kprobe, passing the handler the addresses of the
72 kprobe struct and the saved registers.
73
74 Next, Kprobes single-steps its copy of the probed instruction.
75 (It would be simpler to single-step the actual instruction in place,
76 but then Kprobes would have to temporarily remove the breakpoint
77 instruction.  This would open a small time window when another CPU
78 could sail right past the probepoint.)
79
80 After the instruction is single-stepped, Kprobes executes the
81 "post_handler," if any, that is associated with the kprobe.
82 Execution then continues with the instruction following the probepoint.
83
84 Changing Execution Path
85 -----------------------
86
87 Since kprobes can probe into a running kernel code, it can change the
88 register set, including instruction pointer. This operation requires
89 maximum care, such as keeping the stack frame, recovering the execution
90 path etc. Since it operates on a running kernel and needs deep knowledge
91 of computer architecture and concurrent computing, you can easily shoot
92 your foot.
93
94 If you change the instruction pointer (and set up other related
95 registers) in pre_handler, you must return !0 so that kprobes stops
96 single stepping and just returns to the given address.
97 This also means post_handler should not be called anymore.
98
99 Note that this operation may be harder on some architectures which use
100 TOC (Table of Contents) for function call, since you have to setup a new
101 TOC for your function in your module, and recover the old one after
102 returning from it.
103
104 Return Probes
105 -------------
106
107 How Does a Return Probe Work?
108 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
109
110 When you call register_kretprobe(), Kprobes establishes a kprobe at
111 the entry to the function.  When the probed function is called and this
112 probe is hit, Kprobes saves a copy of the return address, and replaces
113 the return address with the address of a "trampoline."  The trampoline
114 is an arbitrary piece of code -- typically just a nop instruction.
115 At boot time, Kprobes registers a kprobe at the trampoline.
116
117 When the probed function executes its return instruction, control
118 passes to the trampoline and that probe is hit.  Kprobes' trampoline
119 handler calls the user-specified return handler associated with the
120 kretprobe, then sets the saved instruction pointer to the saved return
121 address, and that's where execution resumes upon return from the trap.
122
123 While the probed function is executing, its return address is
124 stored in an object of type kretprobe_instance.  Before calling
125 register_kretprobe(), the user sets the maxactive field of the
126 kretprobe struct to specify how many instances of the specified
127 function can be probed simultaneously.  register_kretprobe()
128 pre-allocates the indicated number of kretprobe_instance objects.
129
130 For example, if the function is non-recursive and is called with a
131 spinlock held, maxactive = 1 should be enough.  If the function is
132 non-recursive and can never relinquish the CPU (e.g., via a semaphore
133 or preemption), NR_CPUS should be enough.  If maxactive <= 0, it is
134 set to a default value: max(10, 2*NR_CPUS).
135
136 It's not a disaster if you set maxactive too low; you'll just miss
137 some probes.  In the kretprobe struct, the nmissed field is set to
138 zero when the return probe is registered, and is incremented every
139 time the probed function is entered but there is no kretprobe_instance
140 object available for establishing the return probe.
141
142 Kretprobe entry-handler
143 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
144
145 Kretprobes also provides an optional user-specified handler which runs
146 on function entry. This handler is specified by setting the entry_handler
147 field of the kretprobe struct. Whenever the kprobe placed by kretprobe at the
148 function entry is hit, the user-defined entry_handler, if any, is invoked.
149 If the entry_handler returns 0 (success) then a corresponding return handler
150 is guaranteed to be called upon function return. If the entry_handler
151 returns a non-zero error then Kprobes leaves the return address as is, and
152 the kretprobe has no further effect for that particular function instance.
153
154 Multiple entry and return handler invocations are matched using the unique
155 kretprobe_instance object associated with them. Additionally, a user
156 may also specify per return-instance private data to be part of each
157 kretprobe_instance object. This is especially useful when sharing private
158 data between corresponding user entry and return handlers. The size of each
159 private data object can be specified at kretprobe registration time by
160 setting the data_size field of the kretprobe struct. This data can be
161 accessed through the data field of each kretprobe_instance object.
162
163 In case probed function is entered but there is no kretprobe_instance
164 object available, then in addition to incrementing the nmissed count,
165 the user entry_handler invocation is also skipped.
166
167 .. _kprobes_jump_optimization:
168
169 How Does Jump Optimization Work?
170 --------------------------------
171
172 If your kernel is built with CONFIG_OPTPROBES=y (currently this flag
173 is automatically set 'y' on x86/x86-64, non-preemptive kernel) and
174 the "debug.kprobes_optimization" kernel parameter is set to 1 (see
175 sysctl(8)), Kprobes tries to reduce probe-hit overhead by using a jump
176 instruction instead of a breakpoint instruction at each probepoint.
177
178 Init a Kprobe
179 ^^^^^^^^^^^^^
180
181 When a probe is registered, before attempting this optimization,
182 Kprobes inserts an ordinary, breakpoint-based kprobe at the specified
183 address. So, even if it's not possible to optimize this particular
184 probepoint, there'll be a probe there.
185
186 Safety Check
187 ^^^^^^^^^^^^
188
189 Before optimizing a probe, Kprobes performs the following safety checks:
190
191 - Kprobes verifies that the region that will be replaced by the jump
192   instruction (the "optimized region") lies entirely within one function.
193   (A jump instruction is multiple bytes, and so may overlay multiple
194   instructions.)
195
196 - Kprobes analyzes the entire function and verifies that there is no
197   jump into the optimized region.  Specifically:
198
199   - the function contains no indirect jump;
200   - the function contains no instruction that causes an exception (since
201     the fixup code triggered by the exception could jump back into the
202     optimized region -- Kprobes checks the exception tables to verify this);
203   - there is no near jump to the optimized region (other than to the first
204     byte).
205
206 - For each instruction in the optimized region, Kprobes verifies that
207   the instruction can be executed out of line.
208
209 Preparing Detour Buffer
210 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
211
212 Next, Kprobes prepares a "detour" buffer, which contains the following
213 instruction sequence:
214
215 - code to push the CPU's registers (emulating a breakpoint trap)
216 - a call to the trampoline code which calls user's probe handlers.
217 - code to restore registers
218 - the instructions from the optimized region
219 - a jump back to the original execution path.
220
221 Pre-optimization
222 ^^^^^^^^^^^^^^^^
223
224 After preparing the detour buffer, Kprobes verifies that none of the
225 following situations exist:
226
227 - The probe has a post_handler.
228 - Other instructions in the optimized region are probed.
229 - The probe is disabled.
230
231 In any of the above cases, Kprobes won't start optimizing the probe.
232 Since these are temporary situations, Kprobes tries to start
233 optimizing it again if the situation is changed.
234
235 If the kprobe can be optimized, Kprobes enqueues the kprobe to an
236 optimizing list, and kicks the kprobe-optimizer workqueue to optimize
237 it.  If the to-be-optimized probepoint is hit before being optimized,
238 Kprobes returns control to the original instruction path by setting
239 the CPU's instruction pointer to the copied code in the detour buffer
240 -- thus at least avoiding the single-step.
241
242 Optimization
243 ^^^^^^^^^^^^
244
245 The Kprobe-optimizer doesn't insert the jump instruction immediately;
246 rather, it calls synchronize_rcu() for safety first, because it's
247 possible for a CPU to be interrupted in the middle of executing the
248 optimized region [3]_.  As you know, synchronize_rcu() can ensure
249 that all interruptions that were active when synchronize_rcu()
250 was called are done, but only if CONFIG_PREEMPT=n.  So, this version
251 of kprobe optimization supports only kernels with CONFIG_PREEMPT=n [4]_.
252
253 After that, the Kprobe-optimizer calls stop_machine() to replace
254 the optimized region with a jump instruction to the detour buffer,
255 using text_poke_smp().
256
257 Unoptimization
258 ^^^^^^^^^^^^^^
259
260 When an optimized kprobe is unregistered, disabled, or blocked by
261 another kprobe, it will be unoptimized.  If this happens before
262 the optimization is complete, the kprobe is just dequeued from the
263 optimized list.  If the optimization has been done, the jump is
264 replaced with the original code (except for an int3 breakpoint in
265 the first byte) by using text_poke_smp().
266
267 .. [3] Please imagine that the 2nd instruction is interrupted and then
268    the optimizer replaces the 2nd instruction with the jump *address*
269    while the interrupt handler is running. When the interrupt
270    returns to original address, there is no valid instruction,
271    and it causes an unexpected result.
272
273 .. [4] This optimization-safety checking may be replaced with the
274    stop-machine method that ksplice uses for supporting a CONFIG_PREEMPT=y
275    kernel.
276
277 NOTE for geeks:
278 The jump optimization changes the kprobe's pre_handler behavior.
279 Without optimization, the pre_handler can change the kernel's execution
280 path by changing regs->ip and returning 1.  However, when the probe
281 is optimized, that modification is ignored.  Thus, if you want to
282 tweak the kernel's execution path, you need to suppress optimization,
283 using one of the following techniques:
284
285 - Specify an empty function for the kprobe's post_handler.
286
287 or
288
289 - Execute 'sysctl -w debug.kprobes_optimization=n'
290
291 .. _kprobes_blacklist:
292
293 Blacklist
294 ---------
295
296 Kprobes can probe most of the kernel except itself. This means
297 that there are some functions where kprobes cannot probe. Probing
298 (trapping) such functions can cause a recursive trap (e.g. double
299 fault) or the nested probe handler may never be called.
300 Kprobes manages such functions as a blacklist.
301 If you want to add a function into the blacklist, you just need
302 to (1) include linux/kprobes.h and (2) use NOKPROBE_SYMBOL() macro
303 to specify a blacklisted function.
304 Kprobes checks the given probe address against the blacklist and
305 rejects registering it, if the given address is in the blacklist.
306
307 .. _kprobes_archs_supported:
308
309 Architectures Supported
310 =======================
311
312 Kprobes and return probes are implemented on the following
313 architectures:
314
315 - i386 (Supports jump optimization)
316 - x86_64 (AMD-64, EM64T) (Supports jump optimization)
317 - ppc64
318 - sparc64 (Return probes not yet implemented.)
319 - arm
320 - ppc
321 - mips
322 - s390
323 - parisc
324
325 Configuring Kprobes
326 ===================
327
328 When configuring the kernel using make menuconfig/xconfig/oldconfig,
329 ensure that CONFIG_KPROBES is set to "y", look for "Kprobes" under
330 "General architecture-dependent options".
331
332 So that you can load and unload Kprobes-based instrumentation modules,
333 make sure "Loadable module support" (CONFIG_MODULES) and "Module
334 unloading" (CONFIG_MODULE_UNLOAD) are set to "y".
335
336 Also make sure that CONFIG_KALLSYMS and perhaps even CONFIG_KALLSYMS_ALL
337 are set to "y", since kallsyms_lookup_name() is used by the in-kernel
338 kprobe address resolution code.
339
340 If you need to insert a probe in the middle of a function, you may find
341 it useful to "Compile the kernel with debug info" (CONFIG_DEBUG_INFO),
342 so you can use "objdump -d -l vmlinux" to see the source-to-object
343 code mapping.
344
345 API Reference
346 =============
347
348 The Kprobes API includes a "register" function and an "unregister"
349 function for each type of probe. The API also includes "register_*probes"
350 and "unregister_*probes" functions for (un)registering arrays of probes.
351 Here are terse, mini-man-page specifications for these functions and
352 the associated probe handlers that you'll write. See the files in the
353 samples/kprobes/ sub-directory for examples.
354
355 register_kprobe
356 ---------------
357
358 ::
359
360         #include <linux/kprobes.h>
361         int register_kprobe(struct kprobe *kp);
362
363 Sets a breakpoint at the address kp->addr.  When the breakpoint is hit, Kprobes
364 calls kp->pre_handler.  After the probed instruction is single-stepped, Kprobe
365 calls kp->post_handler.  Any or all handlers can be NULL. If kp->flags is set
366 KPROBE_FLAG_DISABLED, that kp will be registered but disabled, so, its handlers
367 aren't hit until calling enable_kprobe(kp).
368
369 .. note::
370
371    1. With the introduction of the "symbol_name" field to struct kprobe,
372       the probepoint address resolution will now be taken care of by the kernel.
373       The following will now work::
374
375         kp.symbol_name = "symbol_name";
376
377       (64-bit powerpc intricacies such as function descriptors are handled
378       transparently)
379
380    2. Use the "offset" field of struct kprobe if the offset into the symbol
381       to install a probepoint is known. This field is used to calculate the
382       probepoint.
383
384    3. Specify either the kprobe "symbol_name" OR the "addr". If both are
385       specified, kprobe registration will fail with -EINVAL.
386
387    4. With CISC architectures (such as i386 and x86_64), the kprobes code
388       does not validate if the kprobe.addr is at an instruction boundary.
389       Use "offset" with caution.
390
391 register_kprobe() returns 0 on success, or a negative errno otherwise.
392
393 User's pre-handler (kp->pre_handler)::
394
395         #include <linux/kprobes.h>
396         #include <linux/ptrace.h>
397         int pre_handler(struct kprobe *p, struct pt_regs *regs);
398
399 Called with p pointing to the kprobe associated with the breakpoint,
400 and regs pointing to the struct containing the registers saved when
401 the breakpoint was hit.  Return 0 here unless you're a Kprobes geek.
402
403 User's post-handler (kp->post_handler)::
404
405         #include <linux/kprobes.h>
406         #include <linux/ptrace.h>
407         void post_handler(struct kprobe *p, struct pt_regs *regs,
408                           unsigned long flags);
409
410 p and regs are as described for the pre_handler.  flags always seems
411 to be zero.
412
413 register_kretprobe
414 ------------------
415
416 ::
417
418         #include <linux/kprobes.h>
419         int register_kretprobe(struct kretprobe *rp);
420
421 Establishes a return probe for the function whose address is
422 rp->kp.addr.  When that function returns, Kprobes calls rp->handler.
423 You must set rp->maxactive appropriately before you call
424 register_kretprobe(); see "How Does a Return Probe Work?" for details.
425
426 register_kretprobe() returns 0 on success, or a negative errno
427 otherwise.
428
429 User's return-probe handler (rp->handler)::
430
431         #include <linux/kprobes.h>
432         #include <linux/ptrace.h>
433         int kretprobe_handler(struct kretprobe_instance *ri,
434                               struct pt_regs *regs);
435
436 regs is as described for kprobe.pre_handler.  ri points to the
437 kretprobe_instance object, of which the following fields may be
438 of interest:
439
440 - ret_addr: the return address
441 - rp: points to the corresponding kretprobe object
442 - task: points to the corresponding task struct
443 - data: points to per return-instance private data; see "Kretprobe
444         entry-handler" for details.
445
446 The regs_return_value(regs) macro provides a simple abstraction to
447 extract the return value from the appropriate register as defined by
448 the architecture's ABI.
449
450 The handler's return value is currently ignored.
451
452 unregister_*probe
453 ------------------
454
455 ::
456
457         #include <linux/kprobes.h>
458         void unregister_kprobe(struct kprobe *kp);
459         void unregister_kretprobe(struct kretprobe *rp);
460
461 Removes the specified probe.  The unregister function can be called
462 at any time after the probe has been registered.
463
464 .. note::
465
466    If the functions find an incorrect probe (ex. an unregistered probe),
467    they clear the addr field of the probe.
468
469 register_*probes
470 ----------------
471
472 ::
473
474         #include <linux/kprobes.h>
475         int register_kprobes(struct kprobe **kps, int num);
476         int register_kretprobes(struct kretprobe **rps, int num);
477
478 Registers each of the num probes in the specified array.  If any
479 error occurs during registration, all probes in the array, up to
480 the bad probe, are safely unregistered before the register_*probes
481 function returns.
482
483 - kps/rps: an array of pointers to ``*probe`` data structures
484 - num: the number of the array entries.
485
486 .. note::
487
488    You have to allocate(or define) an array of pointers and set all
489    of the array entries before using these functions.
490
491 unregister_*probes
492 ------------------
493
494 ::
495
496         #include <linux/kprobes.h>
497         void unregister_kprobes(struct kprobe **kps, int num);
498         void unregister_kretprobes(struct kretprobe **rps, int num);
499
500 Removes each of the num probes in the specified array at once.
501
502 .. note::
503
504    If the functions find some incorrect probes (ex. unregistered
505    probes) in the specified array, they clear the addr field of those
506    incorrect probes. However, other probes in the array are
507    unregistered correctly.
508
509 disable_*probe
510 --------------
511
512 ::
513
514         #include <linux/kprobes.h>
515         int disable_kprobe(struct kprobe *kp);
516         int disable_kretprobe(struct kretprobe *rp);
517
518 Temporarily disables the specified ``*probe``. You can enable it again by using
519 enable_*probe(). You must specify the probe which has been registered.
520
521 enable_*probe
522 -------------
523
524 ::
525
526         #include <linux/kprobes.h>
527         int enable_kprobe(struct kprobe *kp);
528         int enable_kretprobe(struct kretprobe *rp);
529
530 Enables ``*probe`` which has been disabled by disable_*probe(). You must specify
531 the probe which has been registered.
532
533 Kprobes Features and Limitations
534 ================================
535
536 Kprobes allows multiple probes at the same address. Also,
537 a probepoint for which there is a post_handler cannot be optimized.
538 So if you install a kprobe with a post_handler, at an optimized
539 probepoint, the probepoint will be unoptimized automatically.
540
541 In general, you can install a probe anywhere in the kernel.
542 In particular, you can probe interrupt handlers.  Known exceptions
543 are discussed in this section.
544
545 The register_*probe functions will return -EINVAL if you attempt
546 to install a probe in the code that implements Kprobes (mostly
547 kernel/kprobes.c and ``arch/*/kernel/kprobes.c``, but also functions such
548 as do_page_fault and notifier_call_chain).
549
550 If you install a probe in an inline-able function, Kprobes makes
551 no attempt to chase down all inline instances of the function and
552 install probes there.  gcc may inline a function without being asked,
553 so keep this in mind if you're not seeing the probe hits you expect.
554
555 A probe handler can modify the environment of the probed function
556 -- e.g., by modifying kernel data structures, or by modifying the
557 contents of the pt_regs struct (which are restored to the registers
558 upon return from the breakpoint).  So Kprobes can be used, for example,
559 to install a bug fix or to inject faults for testing.  Kprobes, of
560 course, has no way to distinguish the deliberately injected faults
561 from the accidental ones.  Don't drink and probe.
562
563 Kprobes makes no attempt to prevent probe handlers from stepping on
564 each other -- e.g., probing printk() and then calling printk() from a
565 probe handler.  If a probe handler hits a probe, that second probe's
566 handlers won't be run in that instance, and the kprobe.nmissed member
567 of the second probe will be incremented.
568
569 As of Linux v2.6.15-rc1, multiple handlers (or multiple instances of
570 the same handler) may run concurrently on different CPUs.
571
572 Kprobes does not use mutexes or allocate memory except during
573 registration and unregistration.
574
575 Probe handlers are run with preemption disabled or interrupt disabled,
576 which depends on the architecture and optimization state.  (e.g.,
577 kretprobe handlers and optimized kprobe handlers run without interrupt
578 disabled on x86/x86-64).  In any case, your handler should not yield
579 the CPU (e.g., by attempting to acquire a semaphore, or waiting I/O).
580
581 Since a return probe is implemented by replacing the return
582 address with the trampoline's address, stack backtraces and calls
583 to __builtin_return_address() will typically yield the trampoline's
584 address instead of the real return address for kretprobed functions.
585 (As far as we can tell, __builtin_return_address() is used only
586 for instrumentation and error reporting.)
587
588 If the number of times a function is called does not match the number
589 of times it returns, registering a return probe on that function may
590 produce undesirable results. In such a case, a line:
591 kretprobe BUG!: Processing kretprobe d000000000041aa8 @ c00000000004f48c
592 gets printed. With this information, one will be able to correlate the
593 exact instance of the kretprobe that caused the problem. We have the
594 do_exit() case covered. do_execve() and do_fork() are not an issue.
595 We're unaware of other specific cases where this could be a problem.
596
597 If, upon entry to or exit from a function, the CPU is running on
598 a stack other than that of the current task, registering a return
599 probe on that function may produce undesirable results.  For this
600 reason, Kprobes doesn't support return probes (or kprobes)
601 on the x86_64 version of __switch_to(); the registration functions
602 return -EINVAL.
603
604 On x86/x86-64, since the Jump Optimization of Kprobes modifies
605 instructions widely, there are some limitations to optimization. To
606 explain it, we introduce some terminology. Imagine a 3-instruction
607 sequence consisting of a two 2-byte instructions and one 3-byte
608 instruction.
609
610 ::
611
612                 IA
613                 |
614         [-2][-1][0][1][2][3][4][5][6][7]
615                 [ins1][ins2][  ins3 ]
616                 [<-     DCR       ->]
617                 [<- JTPR ->]
618
619         ins1: 1st Instruction
620         ins2: 2nd Instruction
621         ins3: 3rd Instruction
622         IA:  Insertion Address
623         JTPR: Jump Target Prohibition Region
624         DCR: Detoured Code Region
625
626 The instructions in DCR are copied to the out-of-line buffer
627 of the kprobe, because the bytes in DCR are replaced by
628 a 5-byte jump instruction. So there are several limitations.
629
630 a) The instructions in DCR must be relocatable.
631 b) The instructions in DCR must not include a call instruction.
632 c) JTPR must not be targeted by any jump or call instruction.
633 d) DCR must not straddle the border between functions.
634
635 Anyway, these limitations are checked by the in-kernel instruction
636 decoder, so you don't need to worry about that.
637
638 Probe Overhead
639 ==============
640
641 On a typical CPU in use in 2005, a kprobe hit takes 0.5 to 1.0
642 microseconds to process.  Specifically, a benchmark that hits the same
643 probepoint repeatedly, firing a simple handler each time, reports 1-2
644 million hits per second, depending on the architecture.  A return-probe
645 hit typically takes 50-75% longer than a kprobe hit.
646 When you have a return probe set on a function, adding a kprobe at
647 the entry to that function adds essentially no overhead.
648
649 Here are sample overhead figures (in usec) for different architectures::
650
651   k = kprobe; r = return probe; kr = kprobe + return probe
652   on same function
653
654   i386: Intel Pentium M, 1495 MHz, 2957.31 bogomips
655   k = 0.57 usec; r = 0.92; kr = 0.99
656
657   x86_64: AMD Opteron 246, 1994 MHz, 3971.48 bogomips
658   k = 0.49 usec; r = 0.80; kr = 0.82
659
660   ppc64: POWER5 (gr), 1656 MHz (SMT disabled, 1 virtual CPU per physical CPU)
661   k = 0.77 usec; r = 1.26; kr = 1.45
662
663 Optimized Probe Overhead
664 ------------------------
665
666 Typically, an optimized kprobe hit takes 0.07 to 0.1 microseconds to
667 process. Here are sample overhead figures (in usec) for x86 architectures::
668
669   k = unoptimized kprobe, b = boosted (single-step skipped), o = optimized kprobe,
670   r = unoptimized kretprobe, rb = boosted kretprobe, ro = optimized kretprobe.
671
672   i386: Intel(R) Xeon(R) E5410, 2.33GHz, 4656.90 bogomips
673   k = 0.80 usec; b = 0.33; o = 0.05; r = 1.10; rb = 0.61; ro = 0.33
674
675   x86-64: Intel(R) Xeon(R) E5410, 2.33GHz, 4656.90 bogomips
676   k = 0.99 usec; b = 0.43; o = 0.06; r = 1.24; rb = 0.68; ro = 0.30
677
678 TODO
679 ====
680
681 a. SystemTap (http://sourceware.org/systemtap): Provides a simplified
682    programming interface for probe-based instrumentation.  Try it out.
683 b. Kernel return probes for sparc64.
684 c. Support for other architectures.
685 d. User-space probes.
686 e. Watchpoint probes (which fire on data references).
687
688 Kprobes Example
689 ===============
690
691 See samples/kprobes/kprobe_example.c
692
693 Kretprobes Example
694 ==================
695
696 See samples/kprobes/kretprobe_example.c
697
698 Deprecated Features
699 ===================
700
701 Jprobes is now a deprecated feature. People who are depending on it should
702 migrate to other tracing features or use older kernels. Please consider to
703 migrate your tool to one of the following options:
704
705 - Use trace-event to trace target function with arguments.
706
707   trace-event is a low-overhead (and almost no visible overhead if it
708   is off) statically defined event interface. You can define new events
709   and trace it via ftrace or any other tracing tools.
710
711   See the following urls:
712
713     - https://lwn.net/Articles/379903/
714     - https://lwn.net/Articles/381064/
715     - https://lwn.net/Articles/383362/
716
717 - Use ftrace dynamic events (kprobe event) with perf-probe.
718
719   If you build your kernel with debug info (CONFIG_DEBUG_INFO=y), you can
720   find which register/stack is assigned to which local variable or arguments
721   by using perf-probe and set up new event to trace it.
722
723   See following documents:
724
725   - Documentation/trace/kprobetrace.rst
726   - Documentation/trace/events.rst
727   - tools/perf/Documentation/perf-probe.txt
728
729
730 The kprobes debugfs interface
731 =============================
732
733
734 With recent kernels (> 2.6.20) the list of registered kprobes is visible
735 under the /sys/kernel/debug/kprobes/ directory (assuming debugfs is mounted at //sys/kernel/debug).
736
737 /sys/kernel/debug/kprobes/list: Lists all registered probes on the system::
738
739         c015d71a  k  vfs_read+0x0
740         c03dedc5  r  tcp_v4_rcv+0x0
741
742 The first column provides the kernel address where the probe is inserted.
743 The second column identifies the type of probe (k - kprobe and r - kretprobe)
744 while the third column specifies the symbol+offset of the probe.
745 If the probed function belongs to a module, the module name is also
746 specified. Following columns show probe status. If the probe is on
747 a virtual address that is no longer valid (module init sections, module
748 virtual addresses that correspond to modules that've been unloaded),
749 such probes are marked with [GONE]. If the probe is temporarily disabled,
750 such probes are marked with [DISABLED]. If the probe is optimized, it is
751 marked with [OPTIMIZED]. If the probe is ftrace-based, it is marked with
752 [FTRACE].
753
754 /sys/kernel/debug/kprobes/enabled: Turn kprobes ON/OFF forcibly.
755
756 Provides a knob to globally and forcibly turn registered kprobes ON or OFF.
757 By default, all kprobes are enabled. By echoing "0" to this file, all
758 registered probes will be disarmed, till such time a "1" is echoed to this
759 file. Note that this knob just disarms and arms all kprobes and doesn't
760 change each probe's disabling state. This means that disabled kprobes (marked
761 [DISABLED]) will be not enabled if you turn ON all kprobes by this knob.
762
763
764 The kprobes sysctl interface
765 ============================
766
767 /proc/sys/debug/kprobes-optimization: Turn kprobes optimization ON/OFF.
768
769 When CONFIG_OPTPROBES=y, this sysctl interface appears and it provides
770 a knob to globally and forcibly turn jump optimization (see section
771 :ref:`kprobes_jump_optimization`) ON or OFF. By default, jump optimization
772 is allowed (ON). If you echo "0" to this file or set
773 "debug.kprobes_optimization" to 0 via sysctl, all optimized probes will be
774 unoptimized, and any new probes registered after that will not be optimized.
775
776 Note that this knob *changes* the optimized state. This means that optimized
777 probes (marked [OPTIMIZED]) will be unoptimized ([OPTIMIZED] tag will be
778 removed). If the knob is turned on, they will be optimized again.
779
780 References
781 ==========
782
783 For additional information on Kprobes, refer to the following URLs:
784
785 - https://lwn.net/Articles/132196/
786 - https://www.kernel.org/doc/ols/2006/ols2006v2-pages-109-124.pdf
787