Quelle  thread-stack.c

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
/*
 * thread-stack.c: Synthesize a thread's stack using call / return events
 * Copyright (c) 2014, Intel Corporation.
 */

#include <linux/rbtree.h>
#include <linux/list.h>
#include <linux/log2.h>
#include <linux/zalloc.h>
#include <errno.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include "thread.h"
#include "event.h"
#include "machine.h"
#include "env.h"
#include "debug.h"
#include "symbol.h"
#include "comm.h"
#include "call-path.h"
#include "thread-stack.h"

#define STACK_GROWTH 2048

/*
 * State of retpoline detection.
 *
 * RETPOLINE_NONE: no retpoline detection
 * X86_RETPOLINE_POSSIBLE: x86 retpoline possible
 * X86_RETPOLINE_DETECTED: x86 retpoline detected
 */
enum retpoline_state_t {
 RETPOLINE_NONE,
 X86_RETPOLINE_POSSIBLE,
 X86_RETPOLINE_DETECTED,
};

/**
 * struct thread_stack_entry - thread stack entry.
 * @ret_addr: return address
 * @timestamp: timestamp (if known)
 * @ref: external reference (e.g. db_id of sample)
 * @branch_count: the branch count when the entry was created
 * @insn_count: the instruction count when the entry was created
 * @cyc_count the cycle count when the entry was created
 * @db_id: id used for db-export
 * @cp: call path
 * @no_call: a 'call' was not seen
 * @trace_end: a 'call' but trace ended
 * @non_call: a branch but not a 'call' to the start of a different symbol
 */
struct thread_stack_entry {
 u64 ret_addr;
 u64 timestamp;
 u64 ref;
 u64 branch_count;
 u64 insn_count;
 u64 cyc_count;
 u64 db_id;
 struct call_path *cp;
 bool no_call;
 bool trace_end;
 bool non_call;
};

/**
 * struct thread_stack - thread stack constructed from 'call' and 'return'
 *                       branch samples.
 * @stack: array that holds the stack
 * @cnt: number of entries in the stack
 * @sz: current maximum stack size
 * @trace_nr: current trace number
 * @branch_count: running branch count
 * @insn_count: running  instruction count
 * @cyc_count running  cycle count
 * @kernel_start: kernel start address
 * @last_time: last timestamp
 * @crp: call/return processor
 * @comm: current comm
 * @arr_sz: size of array if this is the first element of an array
 * @rstate: used to detect retpolines
 * @br_stack_rb: branch stack (ring buffer)
 * @br_stack_sz: maximum branch stack size
 * @br_stack_pos: current position in @br_stack_rb
 * @mispred_all: mark all branches as mispredicted
 */
struct thread_stack {
 struct thread_stack_entry *stack;
 size_t cnt;
 size_t sz;
 u64 trace_nr;
 u64 branch_count;
 u64 insn_count;
 u64 cyc_count;
 u64 kernel_start;
 u64 last_time;
 struct call_return_processor *crp;
 struct comm *comm;
 unsigned int arr_sz;
 enum retpoline_state_t rstate;
 struct branch_stack *br_stack_rb;
 unsigned int br_stack_sz;
 unsigned int br_stack_pos;
 bool mispred_all;
};

/*
 * Assume pid == tid == 0 identifies the idle task as defined by
 * perf_session__register_idle_thread(). The idle task is really 1 task per cpu,
 * and therefore requires a stack for each cpu.
 */
static inline bool thread_stack__per_cpu(struct thread *thread)
{
 return !(thread__tid(thread) || thread__pid(thread));
}

static int thread_stack__grow(struct thread_stack *ts)
{
 struct thread_stack_entry *new_stack;
 size_t sz, new_sz;

 new_sz = ts->sz + STACK_GROWTH;
 sz = new_sz * sizeof(struct thread_stack_entry);

 new_stack = realloc(ts->stack, sz);
 if (!new_stack)
  return -ENOMEM;

 ts->stack = new_stack;
 ts->sz = new_sz;

 return 0;
}

static int thread_stack__init(struct thread_stack *ts, struct thread *thread,
         struct call_return_processor *crp,
         bool callstack, unsigned int br_stack_sz)
{
 int err;

 if (callstack) {
  err = thread_stack__grow(ts);
  if (err)
   return err;
 }

 if (br_stack_sz) {
  size_t sz = sizeof(struct branch_stack);

  sz += br_stack_sz * sizeof(struct branch_entry);
  ts->br_stack_rb = zalloc(sz);
  if (!ts->br_stack_rb)
   return -ENOMEM;
  ts->br_stack_sz = br_stack_sz;
 }

 if (thread__maps(thread) && maps__machine(thread__maps(thread))) {
  struct machine *machine = maps__machine(thread__maps(thread));
  const char *arch = perf_env__arch(machine->env);

  ts->kernel_start = machine__kernel_start(machine);
  if (!strcmp(arch, "x86"))
   ts->rstate = X86_RETPOLINE_POSSIBLE;
 } else {
  ts->kernel_start = 1ULL << 63;
 }
 ts->crp = crp;

 return 0;
}

static struct thread_stack *thread_stack__new(struct thread *thread, int cpu,
           struct call_return_processor *crp,
           bool callstack,
           unsigned int br_stack_sz)
{
 struct thread_stack *ts = thread__ts(thread), *new_ts;
 unsigned int old_sz = ts ? ts->arr_sz : 0;
 unsigned int new_sz = 1;

 if (thread_stack__per_cpu(thread) && cpu > 0)
  new_sz = roundup_pow_of_two(cpu + 1);

 if (!ts || new_sz > old_sz) {
  new_ts = calloc(new_sz, sizeof(*ts));
  if (!new_ts)
   return NULL;
  if (ts)
   memcpy(new_ts, ts, old_sz * sizeof(*ts));
  new_ts->arr_sz = new_sz;
  free(thread__ts(thread));
  thread__set_ts(thread, new_ts);
  ts = new_ts;
 }

 if (thread_stack__per_cpu(thread) && cpu > 0 &&
     (unsigned int)cpu < ts->arr_sz)
  ts += cpu;

 if (!ts->stack &&
     thread_stack__init(ts, thread, crp, callstack, br_stack_sz))
  return NULL;

 return ts;
}

static struct thread_stack *thread__cpu_stack(struct thread *thread, int cpu)
{
 struct thread_stack *ts = thread__ts(thread);

 if (cpu < 0)
  cpu = 0;

 if (!ts || (unsigned int)cpu >= ts->arr_sz)
  return NULL;

 ts += cpu;

 if (!ts->stack)
  return NULL;

 return ts;
}

static inline struct thread_stack *thread__stack(struct thread *thread,
          int cpu)
{
 if (!thread)
  return NULL;

 if (thread_stack__per_cpu(thread))
  return thread__cpu_stack(thread, cpu);

 return thread__ts(thread);
}

static int thread_stack__push(struct thread_stack *ts, u64 ret_addr,
         bool trace_end)
{
 int err = 0;

 if (ts->cnt == ts->sz) {
  err = thread_stack__grow(ts);
  if (err) {
   pr_warning("Out of memory: discarding thread stack\n");
   ts->cnt = 0;
  }
 }

 ts->stack[ts->cnt].trace_end = trace_end;
 ts->stack[ts->cnt++].ret_addr = ret_addr;

 return err;
}

static void thread_stack__pop(struct thread_stack *ts, u64 ret_addr)
{
 size_t i;

 /*
 * In some cases there may be functions which are not seen to return.
 * For example when setjmp / longjmp has been used.  Or the perf context
 * switch in the kernel which doesn't stop and start tracing in exactly
 * the same code path.  When that happens the return address will be
 * further down the stack.  If the return address is not found at all,
 * we assume the opposite (i.e. this is a return for a call that wasn't
 * seen for some reason) and leave the stack alone.
 */
 for (i = ts->cnt; i; ) {
  if (ts->stack[--i].ret_addr == ret_addr) {
   ts->cnt = i;
   return;
  }
 }
}

static void thread_stack__pop_trace_end(struct thread_stack *ts)
{
 size_t i;

 for (i = ts->cnt; i; ) {
  if (ts->stack[--i].trace_end)
   ts->cnt = i;
  else
   return;
 }
}

static bool thread_stack__in_kernel(struct thread_stack *ts)
{
 if (!ts->cnt)
  return false;

 return ts->stack[ts->cnt - 1].cp->in_kernel;
}

static int thread_stack__call_return(struct thread *thread,
         struct thread_stack *ts, size_t idx,
         u64 timestamp, u64 ref, bool no_return)
{
 struct call_return_processor *crp = ts->crp;
 struct thread_stack_entry *tse;
 struct call_return cr = {
  .thread = thread,
  .comm = ts->comm,
  .db_id = 0,
 };
 u64 *parent_db_id;

 tse = &ts->stack[idx];
 cr.cp = tse->cp;
 cr.call_time = tse->timestamp;
 cr.return_time = timestamp;
 cr.branch_count = ts->branch_count - tse->branch_count;
 cr.insn_count = ts->insn_count - tse->insn_count;
 cr.cyc_count = ts->cyc_count - tse->cyc_count;
 cr.db_id = tse->db_id;
 cr.call_ref = tse->ref;
 cr.return_ref = ref;
 if (tse->no_call)
  cr.flags |= CALL_RETURN_NO_CALL;
 if (no_return)
  cr.flags |= CALL_RETURN_NO_RETURN;
 if (tse->non_call)
  cr.flags |= CALL_RETURN_NON_CALL;

 /*
 * The parent db_id must be assigned before exporting the child. Note
 * it is not possible to export the parent first because its information
 * is not yet complete because its 'return' has not yet been processed.
 */
 parent_db_id = idx ? &(tse - 1)->db_id : NULL;

 return crp->process(&cr, parent_db_id, crp->data);
}

static int __thread_stack__flush(struct thread *thread, struct thread_stack *ts)
{
 struct call_return_processor *crp = ts->crp;
 int err;

 if (!crp) {
  ts->cnt = 0;
  ts->br_stack_pos = 0;
  if (ts->br_stack_rb)
   ts->br_stack_rb->nr = 0;
  return 0;
 }

 while (ts->cnt) {
  err = thread_stack__call_return(thread, ts, --ts->cnt,
      ts->last_time, 0, true);
  if (err) {
   pr_err("Error flushing thread stack!\n");
   ts->cnt = 0;
   return err;
  }
 }

 return 0;
}

int thread_stack__flush(struct thread *thread)
{
 struct thread_stack *ts = thread__ts(thread);
 unsigned int pos;
 int err = 0;

 if (ts) {
  for (pos = 0; pos < ts->arr_sz; pos++) {
   int ret = __thread_stack__flush(thread, ts + pos);

   if (ret)
    err = ret;
  }
 }

 return err;
}

static void thread_stack__update_br_stack(struct thread_stack *ts, u32 flags,
       u64 from_ip, u64 to_ip)
{
 struct branch_stack *bs = ts->br_stack_rb;
 struct branch_entry *be;

 if (!ts->br_stack_pos)
  ts->br_stack_pos = ts->br_stack_sz;

 ts->br_stack_pos -= 1;

 be              = &bs->entries[ts->br_stack_pos];
 be->from        = from_ip;
 be->to          = to_ip;
 be->flags.value = 0;
 be->flags.abort = !!(flags & PERF_IP_FLAG_TX_ABORT);
 be->flags.in_tx = !!(flags & PERF_IP_FLAG_IN_TX);
 /* No support for mispredict */
 be->flags.mispred = ts->mispred_all;

 if (bs->nr < ts->br_stack_sz)
  bs->nr += 1;
}

int thread_stack__event(struct thread *thread, int cpu, u32 flags, u64 from_ip,
   u64 to_ip, u16 insn_len, u64 trace_nr, bool callstack,
   unsigned int br_stack_sz, bool mispred_all)
{
 struct thread_stack *ts = thread__stack(thread, cpu);

 if (!thread)
  return -EINVAL;

 if (!ts) {
  ts = thread_stack__new(thread, cpu, NULL, callstack, br_stack_sz);
  if (!ts) {
   pr_warning("Out of memory: no thread stack\n");
   return -ENOMEM;
  }
  ts->trace_nr = trace_nr;
  ts->mispred_all = mispred_all;
 }

 /*
 * When the trace is discontinuous, the trace_nr changes.  In that case
 * the stack might be completely invalid.  Better to report nothing than
 * to report something misleading, so flush the stack.
 */
 if (trace_nr != ts->trace_nr) {
  if (ts->trace_nr)
   __thread_stack__flush(thread, ts);
  ts->trace_nr = trace_nr;
 }

 if (br_stack_sz)
  thread_stack__update_br_stack(ts, flags, from_ip, to_ip);

 /*
 * Stop here if thread_stack__process() is in use, or not recording call
 * stack.
 */
 if (ts->crp || !callstack)
  return 0;

 if (flags & PERF_IP_FLAG_CALL) {
  u64 ret_addr;

  if (!to_ip)
   return 0;
  ret_addr = from_ip + insn_len;
  if (ret_addr == to_ip)
   return 0; /* Zero-length calls are excluded */
  return thread_stack__push(ts, ret_addr,
       flags & PERF_IP_FLAG_TRACE_END);
 } else if (flags & PERF_IP_FLAG_TRACE_BEGIN) {
  /*
 * If the caller did not change the trace number (which would
 * have flushed the stack) then try to make sense of the stack.
 * Possibly, tracing began after returning to the current
 * address, so try to pop that. Also, do not expect a call made
 * when the trace ended, to return, so pop that.
 */
  thread_stack__pop(ts, to_ip);
  thread_stack__pop_trace_end(ts);
 } else if ((flags & PERF_IP_FLAG_RETURN) && from_ip) {
  thread_stack__pop(ts, to_ip);
 }

 return 0;
}

void thread_stack__set_trace_nr(struct thread *thread, int cpu, u64 trace_nr)
{
 struct thread_stack *ts = thread__stack(thread, cpu);

 if (!ts)
  return;

 if (trace_nr != ts->trace_nr) {
  if (ts->trace_nr)
   __thread_stack__flush(thread, ts);
  ts->trace_nr = trace_nr;
 }
}

static void __thread_stack__free(struct thread *thread, struct thread_stack *ts)
{
 __thread_stack__flush(thread, ts);
 zfree(&ts->stack);
 zfree(&ts->br_stack_rb);
}

static void thread_stack__reset(struct thread *thread, struct thread_stack *ts)
{
 unsigned int arr_sz = ts->arr_sz;

 __thread_stack__free(thread, ts);
 memset(ts, 0, sizeof(*ts));
 ts->arr_sz = arr_sz;
}

void thread_stack__free(struct thread *thread)
{
 struct thread_stack *ts = thread__ts(thread);
 unsigned int pos;

 if (ts) {
  for (pos = 0; pos < ts->arr_sz; pos++)
   __thread_stack__free(thread, ts + pos);
  free(thread__ts(thread));
  thread__set_ts(thread, NULL);
 }
}

static inline u64 callchain_context(u64 ip, u64 kernel_start)
{
 return ip < kernel_start ? PERF_CONTEXT_USER : PERF_CONTEXT_KERNEL;
}

void thread_stack__sample(struct thread *thread, int cpu,
     struct ip_callchain *chain,
     size_t sz, u64 ip, u64 kernel_start)
{
 struct thread_stack *ts = thread__stack(thread, cpu);
 u64 context = callchain_context(ip, kernel_start);
 u64 last_context;
 size_t i, j;

 if (sz < 2) {
  chain->nr = 0;
  return;
 }

 chain->ips[0] = context;
 chain->ips[1] = ip;

 if (!ts) {
  chain->nr = 2;
  return;
 }

 last_context = context;

 for (i = 2, j = 1; i < sz && j <= ts->cnt; i++, j++) {
  ip = ts->stack[ts->cnt - j].ret_addr;
  context = callchain_context(ip, kernel_start);
  if (context != last_context) {
   if (i >= sz - 1)
    break;
   chain->ips[i++] = context;
   last_context = context;
  }
  chain->ips[i] = ip;
 }

 chain->nr = i;
}

/*
 * Hardware sample records, created some time after the event occurred, need to
 * have subsequent addresses removed from the call chain.
 */
void thread_stack__sample_late(struct thread *thread, int cpu,
          struct ip_callchain *chain, size_t sz,
          u64 sample_ip, u64 kernel_start)
{
 struct thread_stack *ts = thread__stack(thread, cpu);
 u64 sample_context = callchain_context(sample_ip, kernel_start);
 u64 last_context, context, ip;
 size_t nr = 0, j;

 if (sz < 2) {
  chain->nr = 0;
  return;
 }

 if (!ts)
  goto out;

 /*
 * When tracing kernel space, kernel addresses occur at the top of the
 * call chain after the event occurred but before tracing stopped.
 * Skip them.
 */
 for (j = 1; j <= ts->cnt; j++) {
  ip = ts->stack[ts->cnt - j].ret_addr;
  context = callchain_context(ip, kernel_start);
  if (context == PERF_CONTEXT_USER ||
      (context == sample_context && ip == sample_ip))
   break;
 }

 last_context = sample_ip; /* Use sample_ip as an invalid context */

 for (; nr < sz && j <= ts->cnt; nr++, j++) {
  ip = ts->stack[ts->cnt - j].ret_addr;
  context = callchain_context(ip, kernel_start);
  if (context != last_context) {
   if (nr >= sz - 1)
    break;
   chain->ips[nr++] = context;
   last_context = context;
  }
  chain->ips[nr] = ip;
 }
out:
 if (nr) {
  chain->nr = nr;
 } else {
  chain->ips[0] = sample_context;
  chain->ips[1] = sample_ip;
  chain->nr = 2;
 }
}

void thread_stack__br_sample(struct thread *thread, int cpu,
        struct branch_stack *dst, unsigned int sz)
{
 struct thread_stack *ts = thread__stack(thread, cpu);
 const size_t bsz = sizeof(struct branch_entry);
 struct branch_stack *src;
 struct branch_entry *be;
 unsigned int nr;

 dst->nr = 0;

 if (!ts)
  return;

 src = ts->br_stack_rb;
 if (!src->nr)
  return;

 dst->nr = min((unsigned int)src->nr, sz);

 be = &dst->entries[0];
 nr = min(ts->br_stack_sz - ts->br_stack_pos, (unsigned int)dst->nr);
 memcpy(be, &src->entries[ts->br_stack_pos], bsz * nr);

 if (src->nr >= ts->br_stack_sz) {
  sz -= nr;
  be = &dst->entries[nr];
  nr = min(ts->br_stack_pos, sz);
  memcpy(be, &src->entries[0], bsz * ts->br_stack_pos);
 }
}

/* Start of user space branch entries */
static bool us_start(struct branch_entry *be, u64 kernel_start, bool *start)
{
 if (!*start)
  *start = be->to && be->to < kernel_start;

 return *start;
}

/*
 * Start of branch entries after the ip fell in between 2 branches, or user
 * space branch entries.
 */
static bool ks_start(struct branch_entry *be, u64 sample_ip, u64 kernel_start,
       bool *start, struct branch_entry *nb)
{
 if (!*start) {
  *start = (nb && sample_ip >= be->to && sample_ip <= nb->from) ||
    be->from < kernel_start ||
    (be->to && be->to < kernel_start);
 }

 return *start;
}

/*
 * Hardware sample records, created some time after the event occurred, need to
 * have subsequent addresses removed from the branch stack.
 */
void thread_stack__br_sample_late(struct thread *thread, int cpu,
      struct branch_stack *dst, unsigned int sz,
      u64 ip, u64 kernel_start)
{
 struct thread_stack *ts = thread__stack(thread, cpu);
 struct branch_entry *d, *s, *spos, *ssz;
 struct branch_stack *src;
 unsigned int nr = 0;
 bool start = false;

 dst->nr = 0;

 if (!ts)
  return;

 src = ts->br_stack_rb;
 if (!src->nr)
  return;

 spos = &src->entries[ts->br_stack_pos];
 ssz  = &src->entries[ts->br_stack_sz];

 d = &dst->entries[0];
 s = spos;

 if (ip < kernel_start) {
  /*
 * User space sample: start copying branch entries when the
 * branch is in user space.
 */
  for (s = spos; s < ssz && nr < sz; s++) {
   if (us_start(s, kernel_start, &start)) {
    *d++ = *s;
    nr += 1;
   }
  }

  if (src->nr >= ts->br_stack_sz) {
   for (s = &src->entries[0]; s < spos && nr < sz; s++) {
    if (us_start(s, kernel_start, &start)) {
     *d++ = *s;
     nr += 1;
    }
   }
  }
 } else {
  struct branch_entry *nb = NULL;

  /*
 * Kernel space sample: start copying branch entries when the ip
 * falls in between 2 branches (or the branch is in user space
 * because then the start must have been missed).
 */
  for (s = spos; s < ssz && nr < sz; s++) {
   if (ks_start(s, ip, kernel_start, &start, nb)) {
    *d++ = *s;
    nr += 1;
   }
   nb = s;
  }

  if (src->nr >= ts->br_stack_sz) {
   for (s = &src->entries[0]; s < spos && nr < sz; s++) {
    if (ks_start(s, ip, kernel_start, &start, nb)) {
     *d++ = *s;
     nr += 1;
    }
    nb = s;
   }
  }
 }

 dst->nr = nr;
}

struct call_return_processor *
call_return_processor__new(int (*process)(struct call_return *cr, u64 *parent_db_id, void *data),
      void *data)
{
 struct call_return_processor *crp;

 crp = zalloc(sizeof(struct call_return_processor));
 if (!crp)
  return NULL;
 crp->cpr = call_path_root__new();
 if (!crp->cpr)
  goto out_free;
 crp->process = process;
 crp->data = data;
 return crp;

out_free:
 free(crp);
 return NULL;
}

void call_return_processor__free(struct call_return_processor *crp)
{
 if (crp) {
  call_path_root__free(crp->cpr);
  free(crp);
 }
}

static int thread_stack__push_cp(struct thread_stack *ts, u64 ret_addr,
     u64 timestamp, u64 ref, struct call_path *cp,
     bool no_call, bool trace_end)
{
 struct thread_stack_entry *tse;
 int err;

 if (!cp)
  return -ENOMEM;

 if (ts->cnt == ts->sz) {
  err = thread_stack__grow(ts);
  if (err)
   return err;
 }

 tse = &ts->stack[ts->cnt++];
 tse->ret_addr = ret_addr;
 tse->timestamp = timestamp;
 tse->ref = ref;
 tse->branch_count = ts->branch_count;
 tse->insn_count = ts->insn_count;
 tse->cyc_count = ts->cyc_count;
 tse->cp = cp;
 tse->no_call = no_call;
 tse->trace_end = trace_end;
 tse->non_call = false;
 tse->db_id = 0;

 return 0;
}

static int thread_stack__pop_cp(struct thread *thread, struct thread_stack *ts,
    u64 ret_addr, u64 timestamp, u64 ref,
    struct symbol *sym)
{
 int err;

 if (!ts->cnt)
  return 1;

 if (ts->cnt == 1) {
  struct thread_stack_entry *tse = &ts->stack[0];

  if (tse->cp->sym == sym)
   return thread_stack__call_return(thread, ts, --ts->cnt,
        timestamp, ref, false);
 }

 if (ts->stack[ts->cnt - 1].ret_addr == ret_addr &&
     !ts->stack[ts->cnt - 1].non_call) {
  return thread_stack__call_return(thread, ts, --ts->cnt,
       timestamp, ref, false);
 } else {
  size_t i = ts->cnt - 1;

  while (i--) {
   if (ts->stack[i].ret_addr != ret_addr ||
       ts->stack[i].non_call)
    continue;
   i += 1;
   while (ts->cnt > i) {
    err = thread_stack__call_return(thread, ts,
        --ts->cnt,
        timestamp, ref,
        true);
    if (err)
     return err;
   }
   return thread_stack__call_return(thread, ts, --ts->cnt,
        timestamp, ref, false);
  }
 }

 return 1;
}

static int thread_stack__bottom(struct thread_stack *ts,
    struct perf_sample *sample,
    struct addr_location *from_al,
    struct addr_location *to_al, u64 ref)
{
 struct call_path_root *cpr = ts->crp->cpr;
 struct call_path *cp;
 struct symbol *sym;
 u64 ip;

 if (sample->ip) {
  ip = sample->ip;
  sym = from_al->sym;
 } else if (sample->addr) {
  ip = sample->addr;
  sym = to_al->sym;
 } else {
  return 0;
 }

 cp = call_path__findnew(cpr, &cpr->call_path, sym, ip,
    ts->kernel_start);

 return thread_stack__push_cp(ts, ip, sample->time, ref, cp,
         true, false);
}

static int thread_stack__pop_ks(struct thread *thread, struct thread_stack *ts,
    struct perf_sample *sample, u64 ref)
{
 u64 tm = sample->time;
 int err;

 /* Return to userspace, so pop all kernel addresses */
 while (thread_stack__in_kernel(ts)) {
  err = thread_stack__call_return(thread, ts, --ts->cnt,
      tm, ref, true);
  if (err)
   return err;
 }

 return 0;
}

static int thread_stack__no_call_return(struct thread *thread,
     struct thread_stack *ts,
     struct perf_sample *sample,
     struct addr_location *from_al,
     struct addr_location *to_al, u64 ref)
{
 struct call_path_root *cpr = ts->crp->cpr;
 struct call_path *root = &cpr->call_path;
 struct symbol *fsym = from_al->sym;
 struct symbol *tsym = to_al->sym;
 struct call_path *cp, *parent;
 u64 ks = ts->kernel_start;
 u64 addr = sample->addr;
 u64 tm = sample->time;
 u64 ip = sample->ip;
 int err;

 if (ip >= ks && addr < ks) {
  /* Return to userspace, so pop all kernel addresses */
  err = thread_stack__pop_ks(thread, ts, sample, ref);
  if (err)
   return err;

  /* If the stack is empty, push the userspace address */
  if (!ts->cnt) {
   cp = call_path__findnew(cpr, root, tsym, addr, ks);
   return thread_stack__push_cp(ts, 0, tm, ref, cp, true,
           false);
  }
 } else if (thread_stack__in_kernel(ts) && ip < ks) {
  /* Return to userspace, so pop all kernel addresses */
  err = thread_stack__pop_ks(thread, ts, sample, ref);
  if (err)
   return err;
 }

 if (ts->cnt)
  parent = ts->stack[ts->cnt - 1].cp;
 else
  parent = root;

 if (parent->sym == from_al->sym) {
  /*
 * At the bottom of the stack, assume the missing 'call' was
 * before the trace started. So, pop the current symbol and push
 * the 'to' symbol.
 */
  if (ts->cnt == 1) {
   err = thread_stack__call_return(thread, ts, --ts->cnt,
       tm, ref, false);
   if (err)
    return err;
  }

  if (!ts->cnt) {
   cp = call_path__findnew(cpr, root, tsym, addr, ks);

   return thread_stack__push_cp(ts, addr, tm, ref, cp,
           true, false);
  }

  /*
 * Otherwise assume the 'return' is being used as a jump (e.g.
 * retpoline) and just push the 'to' symbol.
 */
  cp = call_path__findnew(cpr, parent, tsym, addr, ks);

  err = thread_stack__push_cp(ts, 0, tm, ref, cp, true, false);
  if (!err)
   ts->stack[ts->cnt - 1].non_call = true;

  return err;
 }

 /*
 * Assume 'parent' has not yet returned, so push 'to', and then push and
 * pop 'from'.
 */

 cp = call_path__findnew(cpr, parent, tsym, addr, ks);

 err = thread_stack__push_cp(ts, addr, tm, ref, cp, true, false);
 if (err)
  return err;

 cp = call_path__findnew(cpr, cp, fsym, ip, ks);

 err = thread_stack__push_cp(ts, ip, tm, ref, cp, true, false);
 if (err)
  return err;

 return thread_stack__call_return(thread, ts, --ts->cnt, tm, ref, false);
}

static int thread_stack__trace_begin(struct thread *thread,
         struct thread_stack *ts, u64 timestamp,
         u64 ref)
{
 struct thread_stack_entry *tse;
 int err;

 if (!ts->cnt)
  return 0;

 /* Pop trace end */
 tse = &ts->stack[ts->cnt - 1];
 if (tse->trace_end) {
  err = thread_stack__call_return(thread, ts, --ts->cnt,
      timestamp, ref, false);
  if (err)
   return err;
 }

 return 0;
}

static int thread_stack__trace_end(struct thread_stack *ts,
       struct perf_sample *sample, u64 ref)
{
 struct call_path_root *cpr = ts->crp->cpr;
 struct call_path *cp;
 u64 ret_addr;

 /* No point having 'trace end' on the bottom of the stack */
 if (!ts->cnt || (ts->cnt == 1 && ts->stack[0].ref == ref))
  return 0;

 cp = call_path__findnew(cpr, ts->stack[ts->cnt - 1].cp, NULL, 0,
    ts->kernel_start);

 ret_addr = sample->ip + sample->insn_len;

 return thread_stack__push_cp(ts, ret_addr, sample->time, ref, cp,
         false, true);
}

static bool is_x86_retpoline(const char *name)
{
 return strstr(name, "__x86_indirect_thunk_") == name;
}

/*
 * x86 retpoline functions pollute the call graph. This function removes them.
 * This does not handle function return thunks, nor is there any improvement
 * for the handling of inline thunks or extern thunks.
 */
static int thread_stack__x86_retpoline(struct thread_stack *ts,
           struct perf_sample *sample,
           struct addr_location *to_al)
{
 struct thread_stack_entry *tse = &ts->stack[ts->cnt - 1];
 struct call_path_root *cpr = ts->crp->cpr;
 struct symbol *sym = tse->cp->sym;
 struct symbol *tsym = to_al->sym;
 struct call_path *cp;

 if (sym && is_x86_retpoline(sym->name)) {
  /*
 * This is a x86 retpoline fn. It pollutes the call graph by
 * showing up everywhere there is an indirect branch, but does
 * not itself mean anything. Here the top-of-stack is removed,
 * by decrementing the stack count, and then further down, the
 * resulting top-of-stack is replaced with the actual target.
 * The result is that the retpoline functions will no longer
 * appear in the call graph. Note this only affects the call
 * graph, since all the original branches are left unchanged.
 */
  ts->cnt -= 1;
  sym = ts->stack[ts->cnt - 2].cp->sym;
  if (sym && sym == tsym && to_al->addr != tsym->start) {
   /*
 * Target is back to the middle of the symbol we came
 * from so assume it is an indirect jmp and forget it
 * altogether.
 */
   ts->cnt -= 1;
   return 0;
  }
 } else if (sym && sym == tsym) {
  /*
 * Target is back to the symbol we came from so assume it is an
 * indirect jmp and forget it altogether.
 */
  ts->cnt -= 1;
  return 0;
 }

 cp = call_path__findnew(cpr, ts->stack[ts->cnt - 2].cp, tsym,
    sample->addr, ts->kernel_start);
 if (!cp)
  return -ENOMEM;

 /* Replace the top-of-stack with the actual target */
 ts->stack[ts->cnt - 1].cp = cp;

 return 0;
}

int thread_stack__process(struct thread *thread, struct comm *comm,
     struct perf_sample *sample,
     struct addr_location *from_al,
     struct addr_location *to_al, u64 ref,
     struct call_return_processor *crp)
{
 struct thread_stack *ts = thread__stack(thread, sample->cpu);
 enum retpoline_state_t rstate;
 int err = 0;

 if (ts && !ts->crp) {
  /* Supersede thread_stack__event() */
  thread_stack__reset(thread, ts);
  ts = NULL;
 }

 if (!ts) {
  ts = thread_stack__new(thread, sample->cpu, crp, true, 0);
  if (!ts)
   return -ENOMEM;
  ts->comm = comm;
 }

 rstate = ts->rstate;
 if (rstate == X86_RETPOLINE_DETECTED)
  ts->rstate = X86_RETPOLINE_POSSIBLE;

 /* Flush stack on exec */
 if (ts->comm != comm && thread__pid(thread) == thread__tid(thread)) {
  err = __thread_stack__flush(thread, ts);
  if (err)
   return err;
  ts->comm = comm;
 }

 /* If the stack is empty, put the current symbol on the stack */
 if (!ts->cnt) {
  err = thread_stack__bottom(ts, sample, from_al, to_al, ref);
  if (err)
   return err;
 }

 ts->branch_count += 1;
 ts->insn_count += sample->insn_cnt;
 ts->cyc_count += sample->cyc_cnt;
 ts->last_time = sample->time;

 if (sample->flags & PERF_IP_FLAG_CALL) {
  bool trace_end = sample->flags & PERF_IP_FLAG_TRACE_END;
  struct call_path_root *cpr = ts->crp->cpr;
  struct call_path *cp;
  u64 ret_addr;

  if (!sample->ip || !sample->addr)
   return 0;

  ret_addr = sample->ip + sample->insn_len;
  if (ret_addr == sample->addr)
   return 0; /* Zero-length calls are excluded */

  cp = call_path__findnew(cpr, ts->stack[ts->cnt - 1].cp,
     to_al->sym, sample->addr,
     ts->kernel_start);
  err = thread_stack__push_cp(ts, ret_addr, sample->time, ref,
         cp, false, trace_end);

  /*
 * A call to the same symbol but not the start of the symbol,
 * may be the start of a x86 retpoline.
 */
  if (!err && rstate == X86_RETPOLINE_POSSIBLE && to_al->sym &&
      from_al->sym == to_al->sym &&
      to_al->addr != to_al->sym->start)
   ts->rstate = X86_RETPOLINE_DETECTED;

 } else if (sample->flags & PERF_IP_FLAG_RETURN) {
  if (!sample->addr) {
   u32 return_from_kernel = PERF_IP_FLAG_SYSCALLRET |
       PERF_IP_FLAG_INTERRUPT;

   if (!(sample->flags & return_from_kernel))
    return 0;

   /* Pop kernel stack */
   return thread_stack__pop_ks(thread, ts, sample, ref);
  }

  if (!sample->ip)
   return 0;

  /* x86 retpoline 'return' doesn't match the stack */
  if (rstate == X86_RETPOLINE_DETECTED && ts->cnt > 2 &&
      ts->stack[ts->cnt - 1].ret_addr != sample->addr)
   return thread_stack__x86_retpoline(ts, sample, to_al);

  err = thread_stack__pop_cp(thread, ts, sample->addr,
        sample->time, ref, from_al->sym);
  if (err) {
   if (err < 0)
    return err;
   err = thread_stack__no_call_return(thread, ts, sample,
          from_al, to_al, ref);
  }
 } else if (sample->flags & PERF_IP_FLAG_TRACE_BEGIN) {
  err = thread_stack__trace_begin(thread, ts, sample->time, ref);
 } else if (sample->flags & PERF_IP_FLAG_TRACE_END) {
  err = thread_stack__trace_end(ts, sample, ref);
 } else if (sample->flags & PERF_IP_FLAG_BRANCH &&
     from_al->sym != to_al->sym && to_al->sym &&
     to_al->addr == to_al->sym->start) {
  struct call_path_root *cpr = ts->crp->cpr;
  struct call_path *cp;

  /*
 * The compiler might optimize a call/ret combination by making
 * it a jmp. Make that visible by recording on the stack a
 * branch to the start of a different symbol. Note, that means
 * when a ret pops the stack, all jmps must be popped off first.
 */
  cp = call_path__findnew(cpr, ts->stack[ts->cnt - 1].cp,
     to_al->sym, sample->addr,
     ts->kernel_start);
  err = thread_stack__push_cp(ts, 0, sample->time, ref, cp, false,
         false);
  if (!err)
   ts->stack[ts->cnt - 1].non_call = true;
 }

 return err;
}

size_t thread_stack__depth(struct thread *thread, int cpu)
{
 struct thread_stack *ts = thread__stack(thread, cpu);

 if (!ts)
  return 0;
 return ts->cnt;
}