err.no Git - linux-2.6/blob - drivers/oprofile/buffer_sync.c

   1 /**
   2  * @file buffer_sync.c
   3  *
   4  * @remark Copyright 2002 OProfile authors
   5  * @remark Read the file COPYING
   6  *
   7  * @author John Levon <levon@movementarian.org>
   8  *
   9  * This is the core of the buffer management. Each
  10  * CPU buffer is processed and entered into the
  11  * global event buffer. Such processing is necessary
  12  * in several circumstances, mentioned below.
  13  *
  14  * The processing does the job of converting the
  15  * transitory EIP value into a persistent dentry/offset
  16  * value that the profiler can record at its leisure.
  17  *
  18  * See fs/dcookies.c for a description of the dentry/offset
  19  * objects.
  20  */
  21
  22 #include <linux/mm.h>
  23 #include <linux/workqueue.h>
  24 #include <linux/notifier.h>
  25 #include <linux/dcookies.h>
  26 #include <linux/profile.h>
  27 #include <linux/module.h>
  28 #include <linux/fs.h>
  29 #include <linux/oprofile.h>
  30 #include <linux/sched.h>
  31
  32 #include "oprofile_stats.h"
  33 #include "event_buffer.h"
  34 #include "cpu_buffer.h"
  35 #include "buffer_sync.h"
  36
  37 static LIST_HEAD(dying_tasks);
  38 static LIST_HEAD(dead_tasks);
  39 static cpumask_t marked_cpus = CPU_MASK_NONE;
  40 static DEFINE_SPINLOCK(task_mortuary);
  41 static void process_task_mortuary(void);
  42
  43
  44 /* Take ownership of the task struct and place it on the
  45  * list for processing. Only after two full buffer syncs
  46  * does the task eventually get freed, because by then
  47  * we are sure we will not reference it again.
  48  * Can be invoked from softirq via RCU callback due to
  49  * call_rcu() of the task struct, hence the _irqsave.
  50  */
  51 static int task_free_notify(struct notifier_block * self, unsigned long val, void * data)
  52 {
  53         unsigned long flags;
  54         struct task_struct * task = data;
  55         spin_lock_irqsave(&task_mortuary, flags);
  56         list_add(&task->tasks, &dying_tasks);
  57         spin_unlock_irqrestore(&task_mortuary, flags);
  58         return NOTIFY_OK;
  59 }
  60
  61
  62 /* The task is on its way out. A sync of the buffer means we can catch
  63  * any remaining samples for this task.
  64  */
  65 static int task_exit_notify(struct notifier_block * self, unsigned long val, void * data)
  66 {
  67         /* To avoid latency problems, we only process the current CPU,
  68          * hoping that most samples for the task are on this CPU
  69          */
  70         sync_buffer(raw_smp_processor_id());
  71         return 0;
  72 }
  73
  74
  75 /* The task is about to try a do_munmap(). We peek at what it's going to
  76  * do, and if it's an executable region, process the samples first, so
  77  * we don't lose any. This does not have to be exact, it's a QoI issue
  78  * only.
  79  */
  80 static int munmap_notify(struct notifier_block * self, unsigned long val, void * data)
  81 {
  82         unsigned long addr = (unsigned long)data;
  83         struct mm_struct * mm = current->mm;
  84         struct vm_area_struct * mpnt;
  85
  86         down_read(&mm->mmap_sem);
  87
  88         mpnt = find_vma(mm, addr);
  89         if (mpnt && mpnt->vm_file && (mpnt->vm_flags & VM_EXEC)) {
  90                 up_read(&mm->mmap_sem);
  91                 /* To avoid latency problems, we only process the current CPU,
  92                  * hoping that most samples for the task are on this CPU
  93                  */
  94                 sync_buffer(raw_smp_processor_id());
  95                 return 0;
  96         }
  97
  98         up_read(&mm->mmap_sem);
  99         return 0;
 100 }
 101
 102
 103 /* We need to be told about new modules so we don't attribute to a previously
 104  * loaded module, or drop the samples on the floor.
 105  */
 106 static int module_load_notify(struct notifier_block * self, unsigned long val, void * data)
 107 {
 108 #ifdef CONFIG_MODULES
 109         if (val != MODULE_STATE_COMING)
 110                 return 0;
 111
 112         /* FIXME: should we process all CPU buffers ? */
 113         mutex_lock(&buffer_mutex);
 114         add_event_entry(ESCAPE_CODE);
 115         add_event_entry(MODULE_LOADED_CODE);
 116         mutex_unlock(&buffer_mutex);
 117 #endif
 118         return 0;
 119 }
 120
 121
 122 static struct notifier_block task_free_nb = {
 123         .notifier_call  = task_free_notify,
 124 };
 125
 126 static struct notifier_block task_exit_nb = {
 127         .notifier_call  = task_exit_notify,
 128 };
 129
 130 static struct notifier_block munmap_nb = {
 131         .notifier_call  = munmap_notify,
 132 };
 133
 134 static struct notifier_block module_load_nb = {
 135         .notifier_call = module_load_notify,
 136 };
 137
 138
 139 static void end_sync(void)
 140 {
 141         end_cpu_work();
 142         /* make sure we don't leak task structs */
 143         process_task_mortuary();
 144         process_task_mortuary();
 145 }
 146
 147
 148 int sync_start(void)
 149 {
 150         int err;
 151
 152         start_cpu_work();
 153
 154         err = task_handoff_register(&task_free_nb);
 155         if (err)
 156                 goto out1;
 157         err = profile_event_register(PROFILE_TASK_EXIT, &task_exit_nb);
 158         if (err)
 159                 goto out2;
 160         err = profile_event_register(PROFILE_MUNMAP, &munmap_nb);
 161         if (err)
 162                 goto out3;
 163         err = register_module_notifier(&module_load_nb);
 164         if (err)
 165                 goto out4;
 166
 167 out:
 168         return err;
 169 out4:
 170         profile_event_unregister(PROFILE_MUNMAP, &munmap_nb);
 171 out3:
 172         profile_event_unregister(PROFILE_TASK_EXIT, &task_exit_nb);
 173 out2:
 174         task_handoff_unregister(&task_free_nb);
 175 out1:
 176         end_sync();
 177         goto out;
 178 }
 179
 180
 181 void sync_stop(void)
 182 {
 183         unregister_module_notifier(&module_load_nb);
 184         profile_event_unregister(PROFILE_MUNMAP, &munmap_nb);
 185         profile_event_unregister(PROFILE_TASK_EXIT, &task_exit_nb);
 186         task_handoff_unregister(&task_free_nb);
 187         end_sync();
 188 }
 189
 190
 191 /* Optimisation. We can manage without taking the dcookie sem
 192  * because we cannot reach this code without at least one
 193  * dcookie user still being registered (namely, the reader
 194  * of the event buffer). */
 195 static inline unsigned long fast_get_dcookie(struct path *path)
 196 {
 197         unsigned long cookie;
 198
 199         if (path->dentry->d_cookie)
 200                 return (unsigned long)path->dentry;
 201         get_dcookie(path, &cookie);
 202         return cookie;
 203 }
 204
 205
 206 /* Look up the dcookie for the task's first VM_EXECUTABLE mapping,
 207  * which corresponds loosely to "application name". This is
 208  * not strictly necessary but allows oprofile to associate
 209  * shared-library samples with particular applications
 210  */
 211 static unsigned long get_exec_dcookie(struct mm_struct * mm)
 212 {
 213         unsigned long cookie = NO_COOKIE;
 214         struct vm_area_struct * vma;
 215
 216         if (!mm)
 217                 goto out;
 218
 219         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
 220                 if (!vma->vm_file)
 221                         continue;
 222                 if (!(vma->vm_flags & VM_EXECUTABLE))
 223                         continue;
 224                 cookie = fast_get_dcookie(&vma->vm_file->f_path);
 225                 break;
 226         }
 227
 228 out:
 229         return cookie;
 230 }
 231
 232
 233 /* Convert the EIP value of a sample into a persistent dentry/offset
 234  * pair that can then be added to the global event buffer. We make
 235  * sure to do this lookup before a mm->mmap modification happens so
 236  * we don't lose track.
 237  */
 238 static unsigned long lookup_dcookie(struct mm_struct * mm, unsigned long addr, off_t * offset)
 239 {
 240         unsigned long cookie = NO_COOKIE;
 241         struct vm_area_struct * vma;
 242
 243         for (vma = find_vma(mm, addr); vma; vma = vma->vm_next) {
 244
 245                 if (addr < vma->vm_start || addr >= vma->vm_end)
 246                         continue;
 247
 248                 if (vma->vm_file) {
 249                         cookie = fast_get_dcookie(&vma->vm_file->f_path);
 250                         *offset = (vma->vm_pgoff << PAGE_SHIFT) + addr -
 251                                 vma->vm_start;
 252                 } else {
 253                         /* must be an anonymous map */
 254                         *offset = addr;
 255                 }
 256
 257                 break;
 258         }
 259
 260         if (!vma)
 261                 cookie = INVALID_COOKIE;
 262
 263         return cookie;
 264 }
 265
 266
 267 static unsigned long last_cookie = INVALID_COOKIE;
 268
 269 static void add_cpu_switch(int i)
 270 {
 271         add_event_entry(ESCAPE_CODE);
 272         add_event_entry(CPU_SWITCH_CODE);
 273         add_event_entry(i);
 274         last_cookie = INVALID_COOKIE;
 275 }
 276
 277 static void add_kernel_ctx_switch(unsigned int in_kernel)
 278 {
 279         add_event_entry(ESCAPE_CODE);
 280         if (in_kernel)
 281                 add_event_entry(KERNEL_ENTER_SWITCH_CODE);
 282         else
 283                 add_event_entry(KERNEL_EXIT_SWITCH_CODE);
 284 }
 285
 286 static void
 287 add_user_ctx_switch(struct task_struct const * task, unsigned long cookie)
 288 {
 289         add_event_entry(ESCAPE_CODE);
 290         add_event_entry(CTX_SWITCH_CODE);
 291         add_event_entry(task->pid);
 292         add_event_entry(cookie);
 293         /* Another code for daemon back-compat */
 294         add_event_entry(ESCAPE_CODE);
 295         add_event_entry(CTX_TGID_CODE);
 296         add_event_entry(task->tgid);
 297 }
 298
 299
 300 static void add_cookie_switch(unsigned long cookie)
 301 {
 302         add_event_entry(ESCAPE_CODE);
 303         add_event_entry(COOKIE_SWITCH_CODE);
 304         add_event_entry(cookie);
 305 }
 306
 307
 308 static void add_trace_begin(void)
 309 {
 310         add_event_entry(ESCAPE_CODE);
 311         add_event_entry(TRACE_BEGIN_CODE);
 312 }
 313
 314
 315 static void add_sample_entry(unsigned long offset, unsigned long event)
 316 {
 317         add_event_entry(offset);
 318         add_event_entry(event);
 319 }
 320
 321
 322 static int add_us_sample(struct mm_struct * mm, struct op_sample * s)
 323 {
 324         unsigned long cookie;
 325         off_t offset;
 326
 327         cookie = lookup_dcookie(mm, s->eip, &offset);
 328
 329         if (cookie == INVALID_COOKIE) {
 330                 atomic_inc(&oprofile_stats.sample_lost_no_mapping);
 331                 return 0;
 332         }
 333
 334         if (cookie != last_cookie) {
 335                 add_cookie_switch(cookie);
 336                 last_cookie = cookie;
 337         }
 338
 339         add_sample_entry(offset, s->event);
 340
 341         return 1;
 342 }
 343
 344
 345 /* Add a sample to the global event buffer. If possible the
 346  * sample is converted into a persistent dentry/offset pair
 347  * for later lookup from userspace.
 348  */
 349 static int
 350 add_sample(struct mm_struct * mm, struct op_sample * s, int in_kernel)
 351 {
 352         if (in_kernel) {
 353                 add_sample_entry(s->eip, s->event);
 354                 return 1;
 355         } else if (mm) {
 356                 return add_us_sample(mm, s);
 357         } else {
 358                 atomic_inc(&oprofile_stats.sample_lost_no_mm);
 359         }
 360         return 0;
 361 }
 362
 363
 364 static void release_mm(struct mm_struct * mm)
 365 {
 366         if (!mm)
 367                 return;
 368         up_read(&mm->mmap_sem);
 369         mmput(mm);
 370 }
 371
 372
 373 static struct mm_struct * take_tasks_mm(struct task_struct * task)
 374 {
 375         struct mm_struct * mm = get_task_mm(task);
 376         if (mm)
 377                 down_read(&mm->mmap_sem);
 378         return mm;
 379 }
 380
 381
 382 static inline int is_code(unsigned long val)
 383 {
 384         return val == ESCAPE_CODE;
 385 }
 386
 387
 388 /* "acquire" as many cpu buffer slots as we can */
 389 static unsigned long get_slots(struct oprofile_cpu_buffer * b)
 390 {
 391         unsigned long head = b->head_pos;
 392         unsigned long tail = b->tail_pos;
 393
 394         /*
 395          * Subtle. This resets the persistent last_task
 396          * and in_kernel values used for switching notes.
 397          * BUT, there is a small window between reading
 398          * head_pos, and this call, that means samples
 399          * can appear at the new head position, but not
 400          * be prefixed with the notes for switching
 401          * kernel mode or a task switch. This small hole
 402          * can lead to mis-attribution or samples where
 403          * we don't know if it's in the kernel or not,
 404          * at the start of an event buffer.
 405          */
 406         cpu_buffer_reset(b);
 407
 408         if (head >= tail)
 409                 return head - tail;
 410
 411         return head + (b->buffer_size - tail);
 412 }
 413
 414
 415 static void increment_tail(struct oprofile_cpu_buffer * b)
 416 {
 417         unsigned long new_tail = b->tail_pos + 1;
 418
 419         rmb();
 420
 421         if (new_tail < b->buffer_size)
 422                 b->tail_pos = new_tail;
 423         else
 424                 b->tail_pos = 0;
 425 }
 426
 427
 428 /* Move tasks along towards death. Any tasks on dead_tasks
 429  * will definitely have no remaining references in any
 430  * CPU buffers at this point, because we use two lists,
 431  * and to have reached the list, it must have gone through
 432  * one full sync already.
 433  */
 434 static void process_task_mortuary(void)
 435 {
 436         unsigned long flags;
 437         LIST_HEAD(local_dead_tasks);
 438         struct task_struct * task;
 439         struct task_struct * ttask;
 440
 441         spin_lock_irqsave(&task_mortuary, flags);
 442
 443         list_splice_init(&dead_tasks, &local_dead_tasks);
 444         list_splice_init(&dying_tasks, &dead_tasks);
 445
 446         spin_unlock_irqrestore(&task_mortuary, flags);
 447
 448         list_for_each_entry_safe(task, ttask, &local_dead_tasks, tasks) {
 449                 list_del(&task->tasks);
 450                 free_task(task);
 451         }
 452 }
 453
 454
 455 static void mark_done(int cpu)
 456 {
 457         int i;
 458
 459         cpu_set(cpu, marked_cpus);
 460
 461         for_each_online_cpu(i) {
 462                 if (!cpu_isset(i, marked_cpus))
 463                         return;
 464         }
 465
 466         /* All CPUs have been processed at least once,
 467          * we can process the mortuary once
 468          */
 469         process_task_mortuary();
 470
 471         cpus_clear(marked_cpus);
 472 }
 473
 474
 475 /* FIXME: this is not sufficient if we implement syscall barrier backtrace
 476  * traversal, the code switch to sb_sample_start at first kernel enter/exit
 477  * switch so we need a fifth state and some special handling in sync_buffer()
 478  */
 479 typedef enum {
 480         sb_bt_ignore = -2,
 481         sb_buffer_start,
 482         sb_bt_start,
 483         sb_sample_start,
 484 } sync_buffer_state;
 485
 486 /* Sync one of the CPU's buffers into the global event buffer.
 487  * Here we need to go through each batch of samples punctuated
 488  * by context switch notes, taking the task's mmap_sem and doing
 489  * lookup in task->mm->mmap to convert EIP into dcookie/offset
 490  * value.
 491  */
 492 void sync_buffer(int cpu)
 493 {
 494         struct oprofile_cpu_buffer *cpu_buf = &per_cpu(cpu_buffer, cpu);
 495         struct mm_struct *mm = NULL;
 496         struct task_struct * new;
 497         unsigned long cookie = 0;
 498         int in_kernel = 1;
 499         unsigned int i;
 500         sync_buffer_state state = sb_buffer_start;
 501         unsigned long available;
 502
 503         mutex_lock(&buffer_mutex);
 504
 505         add_cpu_switch(cpu);
 506
 507         /* Remember, only we can modify tail_pos */
 508
 509         available = get_slots(cpu_buf);
 510
 511         for (i = 0; i < available; ++i) {
 512                 struct op_sample * s = &cpu_buf->buffer[cpu_buf->tail_pos];
 513
 514                 if (is_code(s->eip)) {
 515                         if (s->event <= CPU_IS_KERNEL) {
 516                                 /* kernel/userspace switch */
 517                                 in_kernel = s->event;
 518                                 if (state == sb_buffer_start)
 519                                         state = sb_sample_start;
 520                                 add_kernel_ctx_switch(s->event);
 521                         } else if (s->event == CPU_TRACE_BEGIN) {
 522                                 state = sb_bt_start;
 523                                 add_trace_begin();
 524                         } else {
 525                                 struct mm_struct * oldmm = mm;
 526
 527                                 /* userspace context switch */
 528                                 new = (struct task_struct *)s->event;
 529
 530                                 release_mm(oldmm);
 531                                 mm = take_tasks_mm(new);
 532                                 if (mm != oldmm)
 533                                         cookie = get_exec_dcookie(mm);
 534                                 add_user_ctx_switch(new, cookie);
 535                         }
 536                 } else {
 537                         if (state >= sb_bt_start &&
 538                             !add_sample(mm, s, in_kernel)) {
 539                                 if (state == sb_bt_start) {
 540                                         state = sb_bt_ignore;
 541                                         atomic_inc(&oprofile_stats.bt_lost_no_mapping);
 542                                 }
 543                         }
 544                 }
 545
 546                 increment_tail(cpu_buf);
 547         }
 548         release_mm(mm);
 549
 550         mark_done(cpu);
 551
 552         mutex_unlock(&buffer_mutex);
 553 }