Quelle  timerlat_top.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
/*
 * Copyright (C) 2021 Red Hat Inc, Daniel Bristot de Oliveira <bristot@kernel.org>
 */

#define _GNU_SOURCE
#include <getopt.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <signal.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <time.h>
#include <errno.h>
#include <sched.h>
#include <pthread.h>

#include "timerlat.h"
#include "timerlat_aa.h"
#include "timerlat_u.h"
#include "timerlat_bpf.h"

struct timerlat_top_cpu {
 unsigned long long irq_count;
 unsigned long long thread_count;
 unsigned long long user_count;

 unsigned long long cur_irq;
 unsigned long long min_irq;
 unsigned long long sum_irq;
 unsigned long long max_irq;

 unsigned long long cur_thread;
 unsigned long long min_thread;
 unsigned long long sum_thread;
 unsigned long long max_thread;

 unsigned long long cur_user;
 unsigned long long min_user;
 unsigned long long sum_user;
 unsigned long long max_user;
};

struct timerlat_top_data {
 struct timerlat_top_cpu *cpu_data;
 int   nr_cpus;
};

/*
 * timerlat_free_top - free runtime data
 */
static void
timerlat_free_top(struct timerlat_top_data *data)
{
 free(data->cpu_data);
 free(data);
}

/*
 * timerlat_alloc_histogram - alloc runtime data
 */
static struct timerlat_top_data *timerlat_alloc_top(int nr_cpus)
{
 struct timerlat_top_data *data;
 int cpu;

 data = calloc(1, sizeof(*data));
 if (!data)
  return NULL;

 data->nr_cpus = nr_cpus;

 /* one set of histograms per CPU */
 data->cpu_data = calloc(1, sizeof(*data->cpu_data) * nr_cpus);
 if (!data->cpu_data)
  goto cleanup;

 /* set the min to max */
 for (cpu = 0; cpu < nr_cpus; cpu++) {
  data->cpu_data[cpu].min_irq = ~0;
  data->cpu_data[cpu].min_thread = ~0;
  data->cpu_data[cpu].min_user = ~0;
 }

 return data;

cleanup:
 timerlat_free_top(data);
 return NULL;
}

static void
timerlat_top_reset_sum(struct timerlat_top_cpu *summary)
{
 memset(summary, 0, sizeof(*summary));
 summary->min_irq = ~0;
 summary->min_thread = ~0;
 summary->min_user = ~0;
}

static void
timerlat_top_update_sum(struct osnoise_tool *tool, int cpu, struct timerlat_top_cpu *sum)
{
 struct timerlat_top_data *data = tool->data;
 struct timerlat_top_cpu *cpu_data = &data->cpu_data[cpu];

 sum->irq_count += cpu_data->irq_count;
 update_min(&sum->min_irq, &cpu_data->min_irq);
 update_sum(&sum->sum_irq, &cpu_data->sum_irq);
 update_max(&sum->max_irq, &cpu_data->max_irq);

 sum->thread_count += cpu_data->thread_count;
 update_min(&sum->min_thread, &cpu_data->min_thread);
 update_sum(&sum->sum_thread, &cpu_data->sum_thread);
 update_max(&sum->max_thread, &cpu_data->max_thread);

 sum->user_count += cpu_data->user_count;
 update_min(&sum->min_user, &cpu_data->min_user);
 update_sum(&sum->sum_user, &cpu_data->sum_user);
 update_max(&sum->max_user, &cpu_data->max_user);
}

/*
 * timerlat_hist_update - record a new timerlat occurent on cpu, updating data
 */
static void
timerlat_top_update(struct osnoise_tool *tool, int cpu,
      unsigned long long thread,
      unsigned long long latency)
{
 struct timerlat_params *params = tool->params;
 struct timerlat_top_data *data = tool->data;
 struct timerlat_top_cpu *cpu_data = &data->cpu_data[cpu];

 if (params->output_divisor)
  latency = latency / params->output_divisor;

 if (!thread) {
  cpu_data->irq_count++;
  cpu_data->cur_irq = latency;
  update_min(&cpu_data->min_irq, &latency);
  update_sum(&cpu_data->sum_irq, &latency);
  update_max(&cpu_data->max_irq, &latency);
 } else if (thread == 1) {
  cpu_data->thread_count++;
  cpu_data->cur_thread = latency;
  update_min(&cpu_data->min_thread, &latency);
  update_sum(&cpu_data->sum_thread, &latency);
  update_max(&cpu_data->max_thread, &latency);
 } else {
  cpu_data->user_count++;
  cpu_data->cur_user = latency;
  update_min(&cpu_data->min_user, &latency);
  update_sum(&cpu_data->sum_user, &latency);
  update_max(&cpu_data->max_user, &latency);
 }
}

/*
 * timerlat_top_handler - this is the handler for timerlat tracer events
 */
static int
timerlat_top_handler(struct trace_seq *s, struct tep_record *record,
       struct tep_event *event, void *context)
{
 struct trace_instance *trace = context;
 struct timerlat_params *params;
 unsigned long long latency, thread;
 struct osnoise_tool *top;
 int cpu = record->cpu;

 top = container_of(trace, struct osnoise_tool, trace);
 params = top->params;

 if (!params->aa_only) {
  tep_get_field_val(s, event, "context", record, &thread, 1);
  tep_get_field_val(s, event, "timer_latency", record, &latency, 1);

  timerlat_top_update(top, cpu, thread, latency);
 }

 return 0;
}

/*
 * timerlat_top_bpf_pull_data - copy data from BPF maps into userspace
 */
static int timerlat_top_bpf_pull_data(struct osnoise_tool *tool)
{
 struct timerlat_top_data *data = tool->data;
 int i, err;
 long long value_irq[data->nr_cpus],
    value_thread[data->nr_cpus],
    value_user[data->nr_cpus];

 /* Pull summary */
 err = timerlat_bpf_get_summary_value(SUMMARY_CURRENT,
          value_irq, value_thread, value_user,
          data->nr_cpus);
 if (err)
  return err;
 for (i = 0; i < data->nr_cpus; i++) {
  data->cpu_data[i].cur_irq = value_irq[i];
  data->cpu_data[i].cur_thread = value_thread[i];
  data->cpu_data[i].cur_user = value_user[i];
 }

 err = timerlat_bpf_get_summary_value(SUMMARY_COUNT,
          value_irq, value_thread, value_user,
          data->nr_cpus);
 if (err)
  return err;
 for (i = 0; i < data->nr_cpus; i++) {
  data->cpu_data[i].irq_count = value_irq[i];
  data->cpu_data[i].thread_count = value_thread[i];
  data->cpu_data[i].user_count = value_user[i];
 }

 err = timerlat_bpf_get_summary_value(SUMMARY_MIN,
          value_irq, value_thread, value_user,
          data->nr_cpus);
 if (err)
  return err;
 for (i = 0; i < data->nr_cpus; i++) {
  data->cpu_data[i].min_irq = value_irq[i];
  data->cpu_data[i].min_thread = value_thread[i];
  data->cpu_data[i].min_user = value_user[i];
 }

 err = timerlat_bpf_get_summary_value(SUMMARY_MAX,
          value_irq, value_thread, value_user,
          data->nr_cpus);
 if (err)
  return err;
 for (i = 0; i < data->nr_cpus; i++) {
  data->cpu_data[i].max_irq = value_irq[i];
  data->cpu_data[i].max_thread = value_thread[i];
  data->cpu_data[i].max_user = value_user[i];
 }

 err = timerlat_bpf_get_summary_value(SUMMARY_SUM,
          value_irq, value_thread, value_user,
          data->nr_cpus);
 if (err)
  return err;
 for (i = 0; i < data->nr_cpus; i++) {
  data->cpu_data[i].sum_irq = value_irq[i];
  data->cpu_data[i].sum_thread = value_thread[i];
  data->cpu_data[i].sum_user = value_user[i];
 }

 return 0;
}

/*
 * timerlat_top_header - print the header of the tool output
 */
static void timerlat_top_header(struct timerlat_params *params, struct osnoise_tool *top)
{
 struct trace_seq *s = top->trace.seq;
 char duration[26];

 get_duration(top->start_time, duration, sizeof(duration));

 if (params->pretty_output)
  trace_seq_printf(s, "\033[2;37;40m");

 trace_seq_printf(s, " Timer Latency ");
 if (params->user_data)
  trace_seq_printf(s, " ");

 if (params->pretty_output)
  trace_seq_printf(s, "\033[0;0;0m");
 trace_seq_printf(s, "\n");

 trace_seq_printf(s, "%-6s | IRQ Timer Latency (%s) | Thread Timer Latency (%s)", duration,
   params->output_divisor == 1 ? "ns" : "us",
   params->output_divisor == 1 ? "ns" : "us");

 if (params->user_data) {
  trace_seq_printf(s, " | Ret user Timer Latency (%s)",
    params->output_divisor == 1 ? "ns" : "us");
 }

 trace_seq_printf(s, "\n");
 if (params->pretty_output)
  trace_seq_printf(s, "\033[2;30;47m");

 trace_seq_printf(s, "CPU COUNT | cur min avg max | cur min avg max");
 if (params->user_data)
  trace_seq_printf(s, " | cur min avg max");

 if (params->pretty_output)
  trace_seq_printf(s, "\033[0;0;0m");
 trace_seq_printf(s, "\n");
}

static const char *no_value = " -";

/*
 * timerlat_top_print - prints the output of a given CPU
 */
static void timerlat_top_print(struct osnoise_tool *top, int cpu)
{

 struct timerlat_params *params = top->params;
 struct timerlat_top_data *data = top->data;
 struct timerlat_top_cpu *cpu_data = &data->cpu_data[cpu];
 struct trace_seq *s = top->trace.seq;

 /*
 * Skip if no data is available: is this cpu offline?
 */
 if (!cpu_data->irq_count && !cpu_data->thread_count)
  return;

 /*
 * Unless trace is being lost, IRQ counter is always the max.
 */
 trace_seq_printf(s, "%3d #%-9llu |", cpu, cpu_data->irq_count);

 if (!cpu_data->irq_count) {
  trace_seq_printf(s, "%s %s %s %s |", no_value, no_value, no_value, no_value);
 } else {
  trace_seq_printf(s, "%9llu ", cpu_data->cur_irq);
  trace_seq_printf(s, "%9llu ", cpu_data->min_irq);
  trace_seq_printf(s, "%9llu ", cpu_data->sum_irq / cpu_data->irq_count);
  trace_seq_printf(s, "%9llu |", cpu_data->max_irq);
 }

 if (!cpu_data->thread_count) {
  trace_seq_printf(s, "%s %s %s %s", no_value, no_value, no_value, no_value);
 } else {
  trace_seq_printf(s, "%9llu ", cpu_data->cur_thread);
  trace_seq_printf(s, "%9llu ", cpu_data->min_thread);
  trace_seq_printf(s, "%9llu ",
    cpu_data->sum_thread / cpu_data->thread_count);
  trace_seq_printf(s, "%9llu", cpu_data->max_thread);
 }

 if (!params->user_data) {
  trace_seq_printf(s, "\n");
  return;
 }

 trace_seq_printf(s, " |");

 if (!cpu_data->user_count) {
  trace_seq_printf(s, "%s %s %s %s\n", no_value, no_value, no_value, no_value);
 } else {
  trace_seq_printf(s, "%9llu ", cpu_data->cur_user);
  trace_seq_printf(s, "%9llu ", cpu_data->min_user);
  trace_seq_printf(s, "%9llu ",
    cpu_data->sum_user / cpu_data->user_count);
  trace_seq_printf(s, "%9llu\n", cpu_data->max_user);
 }
}

/*
 * timerlat_top_print_sum - prints the summary output
 */
static void
timerlat_top_print_sum(struct osnoise_tool *top, struct timerlat_top_cpu *summary)
{
 const char *split = "----------------------------------------";
 struct timerlat_params *params = top->params;
 unsigned long long count = summary->irq_count;
 struct trace_seq *s = top->trace.seq;
 int e = 0;

 /*
 * Skip if no data is available: is this cpu offline?
 */
 if (!summary->irq_count && !summary->thread_count)
  return;

 while (count > 999999) {
  e++;
  count /= 10;
 }

 trace_seq_printf(s, "%.*s|%.*s|%.*s", 15, split, 40, split, 39, split);
 if (params->user_data)
  trace_seq_printf(s, "-|%.*s", 39, split);
 trace_seq_printf(s, "\n");

 trace_seq_printf(s, "ALL #%-6llu e%d |", count, e);

 if (!summary->irq_count) {
  trace_seq_printf(s, " %s %s %s |", no_value, no_value, no_value);
 } else {
  trace_seq_printf(s, " ");
  trace_seq_printf(s, "%9llu ", summary->min_irq);
  trace_seq_printf(s, "%9llu ", summary->sum_irq / summary->irq_count);
  trace_seq_printf(s, "%9llu |", summary->max_irq);
 }

 if (!summary->thread_count) {
  trace_seq_printf(s, "%s %s %s %s", no_value, no_value, no_value, no_value);
 } else {
  trace_seq_printf(s, " ");
  trace_seq_printf(s, "%9llu ", summary->min_thread);
  trace_seq_printf(s, "%9llu ",
    summary->sum_thread / summary->thread_count);
  trace_seq_printf(s, "%9llu", summary->max_thread);
 }

 if (!params->user_data) {
  trace_seq_printf(s, "\n");
  return;
 }

 trace_seq_printf(s, " |");

 if (!summary->user_count) {
  trace_seq_printf(s, " %s %s %s |", no_value, no_value, no_value);
 } else {
  trace_seq_printf(s, " ");
  trace_seq_printf(s, "%9llu ", summary->min_user);
  trace_seq_printf(s, "%9llu ",
    summary->sum_user / summary->user_count);
  trace_seq_printf(s, "%9llu\n", summary->max_user);
 }
}

/*
 * clear_terminal - clears the output terminal
 */
static void clear_terminal(struct trace_seq *seq)
{
 if (!config_debug)
  trace_seq_printf(seq, "\033c");
}

/*
 * timerlat_print_stats - print data for all cpus
 */
static void
timerlat_print_stats(struct timerlat_params *params, struct osnoise_tool *top)
{
 struct trace_instance *trace = &top->trace;
 struct timerlat_top_cpu summary;
 static int nr_cpus = -1;
 int i;

 if (params->aa_only)
  return;

 if (nr_cpus == -1)
  nr_cpus = sysconf(_SC_NPROCESSORS_CONF);

 if (!params->quiet)
  clear_terminal(trace->seq);

 timerlat_top_reset_sum(&summary);

 timerlat_top_header(params, top);

 for (i = 0; i < nr_cpus; i++) {
  if (params->cpus && !CPU_ISSET(i, ¶ms->monitored_cpus))
   continue;
  timerlat_top_print(top, i);
  timerlat_top_update_sum(top, i, &summary);
 }

 timerlat_top_print_sum(top, &summary);

 trace_seq_do_printf(trace->seq);
 trace_seq_reset(trace->seq);
 osnoise_report_missed_events(top);
}

/*
 * timerlat_top_usage - prints timerlat top usage message
 */
static void timerlat_top_usage(char *usage)
{
 int i;

 static const char *const msg[] = {
  "",
  " usage: rtla timerlat [top] [-h] [-q] [-a us] [-d s] [-D] [-n] [-p us] [-i us] [-T us] [-s us] \\",
  " [[-t[file]] [-e sys[:event]] [--filter ] [--trigger ] [-c cpu-list] [-H cpu-list]\\",
  " [-P priority] [--dma-latency us] [--aa-only us] [-C[=cgroup_name]] [-u|-k] [--warm-up s] [--deepest-idle-state n]",
  "",
  " -h/--help: print this menu",
  " -a/--auto: set automatic trace mode, stopping the session if argument in us latency is hit",
  " --aa-only us: stop if latency is hit, only printing the auto analysis (reduces CPU usage)",
  " -p/--period us: timerlat period in us",
  " -i/--irq us: stop trace if the irq latency is higher than the argument in us",
  " -T/--thread us: stop trace if the thread latency is higher than the argument in us",
  " -s/--stack us: save the stack trace at the IRQ if a thread latency is higher than the argument in us",
  " -c/--cpus cpus: run the tracer only on the given cpus",
  " -H/--house-keeping cpus: run rtla control threads only on the given cpus",
  " -C/--cgroup[=cgroup_name]: set cgroup, if no cgroup_name is passed, the rtla's cgroup will be inherited",
  " -d/--duration time[s|m|h|d]: duration of the session",
  " -D/--debug: print debug info",
  " --dump-tasks: prints the task running on all CPUs if stop conditions are met (depends on !--no-aa)",
  " -t/--trace[file]: save the stopped trace to [file|timerlat_trace.txt]",
  " -e/--event : enable the in the trace instance, multiple -e are allowed",
  " --filter : enable a trace event filter to the previous -e event",
  " --trigger : enable a trace event trigger to the previous -e event",
  " -n/--nano: display data in nanoseconds",
  " --no-aa: disable auto-analysis, reducing rtla timerlat cpu usage",
  " -q/--quiet print only a summary at the end",
  " --dma-latency us: set /dev/cpu_dma_latency latency to reduce exit from idle latency",
  " -P/--priority o:prio|r:prio|f:prio|d:runtime:period : set scheduling parameters",
  " o:prio - use SCHED_OTHER with prio",
  " r:prio - use SCHED_RR with prio",
  " f:prio - use SCHED_FIFO with prio",
  " d:runtime[us|ms|s]:period[us|ms|s] - use SCHED_DEADLINE with runtime and period",
  " in nanoseconds",
  " -u/--user-threads: use rtla user-space threads instead of kernel-space timerlat threads",
  " -k/--kernel-threads: use timerlat kernel-space threads instead of rtla user-space threads",
  " -U/--user-load: enable timerlat for user-defined user-space workload",
  " --warm-up s: let the workload run for s seconds before collecting data",
  " --trace-buffer-size kB: set the per-cpu trace buffer size in kB",
  " --deepest-idle-state n: only go down to idle state n on cpus used by timerlat to reduce exit from idle latency",
  " --on-threshold : define action to be executed at latency threshold, multiple are allowed",
  " --on-end: define action to be executed at measurement end, multiple are allowed",
  NULL,
 };

 if (usage)
  fprintf(stderr, "%s\n", usage);

 fprintf(stderr, "rtla timerlat top: a per-cpu summary of the timer latency (version %s)\n",
   VERSION);

 for (i = 0; msg[i]; i++)
  fprintf(stderr, "%s\n", msg[i]);

 if (usage)
  exit(EXIT_FAILURE);

 exit(EXIT_SUCCESS);
}

/*
 * timerlat_top_parse_args - allocs, parse and fill the cmd line parameters
 */
static struct timerlat_params
*timerlat_top_parse_args(int argc, char **argv)
{
 struct timerlat_params *params;
 struct trace_events *tevent;
 long long auto_thresh;
 int retval;
 int c;
 char *trace_output = NULL;

 params = calloc(1, sizeof(*params));
 if (!params)
  exit(1);

 actions_init(¶ms->threshold_actions);
 actions_init(¶ms->end_actions);

 /* disabled by default */
 params->dma_latency = -1;

 /* disabled by default */
 params->deepest_idle_state = -2;

 /* display data in microseconds */
 params->output_divisor = 1000;

 /* default to BPF mode */
 params->mode = TRACING_MODE_BPF;

 while (1) {
  static struct option long_options[] = {
   {"auto",  required_argument, 0, 'a'},
   {"cpus",  required_argument, 0, 'c'},
   {"cgroup",  optional_argument, 0, 'C'},
   {"debug",  no_argument,  0, 'D'},
   {"duration",  required_argument, 0, 'd'},
   {"event",  required_argument, 0, 'e'},
   {"help",  no_argument,  0, 'h'},
   {"house-keeping", required_argument, 0, 'H'},
   {"irq",   required_argument, 0, 'i'},
   {"nano",  no_argument,  0, 'n'},
   {"period",  required_argument, 0, 'p'},
   {"priority",  required_argument, 0, 'P'},
   {"quiet",  no_argument,  0, 'q'},
   {"stack",  required_argument, 0, 's'},
   {"thread",  required_argument, 0, 'T'},
   {"trace",  optional_argument, 0, 't'},
   {"user-threads", no_argument,  0, 'u'},
   {"kernel-threads", no_argument,  0, 'k'},
   {"user-load",  no_argument,  0, 'U'},
   {"trigger",  required_argument, 0, '0'},
   {"filter",  required_argument, 0, '1'},
   {"dma-latency",  required_argument, 0, '2'},
   {"no-aa",  no_argument,  0, '3'},
   {"dump-tasks",  no_argument,  0, '4'},
   {"aa-only",  required_argument, 0, '5'},
   {"warm-up",  required_argument, 0, '6'},
   {"trace-buffer-size", required_argument, 0, '7'},
   {"deepest-idle-state", required_argument, 0, '8'},
   {"on-threshold", required_argument, 0, '9'},
   {"on-end",  required_argument, 0, '\1'},
   {0, 0, 0, 0}
  };

  /* getopt_long stores the option index here. */
  int option_index = 0;

  c = getopt_long(argc, argv, "a:c:C::d:De:hH:i:knp:P:qs:t::T:uU0:1:2:345:6:7:",
     long_options, &option_index);

  /* detect the end of the options. */
  if (c == -1)
   break;

  switch (c) {
  case 'a':
   auto_thresh = get_llong_from_str(optarg);

   /* set thread stop to auto_thresh */
   params->stop_total_us = auto_thresh;
   params->stop_us = auto_thresh;

   /* get stack trace */
   params->print_stack = auto_thresh;

   /* set trace */
   trace_output = "timerlat_trace.txt";

   break;
  case '5':
   /* it is here because it is similar to -a */
   auto_thresh = get_llong_from_str(optarg);

   /* set thread stop to auto_thresh */
   params->stop_total_us = auto_thresh;
   params->stop_us = auto_thresh;

   /* get stack trace */
   params->print_stack = auto_thresh;

   /* set aa_only to avoid parsing the trace */
   params->aa_only = 1;
   break;
  case 'c':
   retval = parse_cpu_set(optarg, ¶ms->monitored_cpus);
   if (retval)
    timerlat_top_usage("\nInvalid -c cpu list\n");
   params->cpus = optarg;
   break;
  case 'C':
   params->cgroup = 1;
   if (!optarg) {
    /* will inherit this cgroup */
    params->cgroup_name = NULL;
   } else if (*optarg == '=') {
    /* skip the = */
    params->cgroup_name = ++optarg;
   }
   break;
  case 'D':
   config_debug = 1;
   break;
  case 'd':
   params->duration = parse_seconds_duration(optarg);
   if (!params->duration)
    timerlat_top_usage("Invalid -d duration\n");
   break;
  case 'e':
   tevent = trace_event_alloc(optarg);
   if (!tevent) {
    err_msg("Error alloc trace event");
    exit(EXIT_FAILURE);
   }

   if (params->events)
    tevent->next = params->events;
   params->events = tevent;
   break;
  case 'h':
  case '?':
   timerlat_top_usage(NULL);
   break;
  case 'H':
   params->hk_cpus = 1;
   retval = parse_cpu_set(optarg, ¶ms->hk_cpu_set);
   if (retval) {
    err_msg("Error parsing house keeping CPUs\n");
    exit(EXIT_FAILURE);
   }
   break;
  case 'i':
   params->stop_us = get_llong_from_str(optarg);
   break;
  case 'k':
   params->kernel_workload = true;
   break;
  case 'n':
   params->output_divisor = 1;
   break;
  case 'p':
   params->timerlat_period_us = get_llong_from_str(optarg);
   if (params->timerlat_period_us > 1000000)
    timerlat_top_usage("Period longer than 1 s\n");
   break;
  case 'P':
   retval = parse_prio(optarg, ¶ms->sched_param);
   if (retval == -1)
    timerlat_top_usage("Invalid -P priority");
   params->set_sched = 1;
   break;
  case 'q':
   params->quiet = 1;
   break;
  case 's':
   params->print_stack = get_llong_from_str(optarg);
   break;
  case 'T':
   params->stop_total_us = get_llong_from_str(optarg);
   break;
  case 't':
   if (optarg) {
    if (optarg[0] == '=')
     trace_output = &optarg[1];
    else
     trace_output = &optarg[0];
   } else if (optind < argc && argv[optind][0] != '-')
    trace_output = argv[optind];
   else
    trace_output = "timerlat_trace.txt";
   break;
  case 'u':
   params->user_workload = true;
   /* fallback: -u implies -U */
  case 'U':
   params->user_data = true;
   break;
  case '0': /* trigger */
   if (params->events) {
    retval = trace_event_add_trigger(params->events, optarg);
    if (retval) {
     err_msg("Error adding trigger %s\n", optarg);
     exit(EXIT_FAILURE);
    }
   } else {
    timerlat_top_usage("--trigger requires a previous -e\n");
   }
   break;
  case '1': /* filter */
   if (params->events) {
    retval = trace_event_add_filter(params->events, optarg);
    if (retval) {
     err_msg("Error adding filter %s\n", optarg);
     exit(EXIT_FAILURE);
    }
   } else {
    timerlat_top_usage("--filter requires a previous -e\n");
   }
   break;
  case '2': /* dma-latency */
   params->dma_latency = get_llong_from_str(optarg);
   if (params->dma_latency < 0 || params->dma_latency > 10000) {
    err_msg("--dma-latency needs to be >= 0 and < 10000");
    exit(EXIT_FAILURE);
   }
   break;
  case '3': /* no-aa */
   params->no_aa = 1;
   break;
  case '4':
   params->dump_tasks = 1;
   break;
  case '6':
   params->warmup = get_llong_from_str(optarg);
   break;
  case '7':
   params->buffer_size = get_llong_from_str(optarg);
   break;
  case '8':
   params->deepest_idle_state = get_llong_from_str(optarg);
   break;
  case '9':
   retval = actions_parse(¶ms->threshold_actions, optarg);
   if (retval) {
    err_msg("Invalid action %s\n", optarg);
    exit(EXIT_FAILURE);
   }
   break;
  case '\1':
   retval = actions_parse(¶ms->end_actions, optarg);
   if (retval) {
    err_msg("Invalid action %s\n", optarg);
    exit(EXIT_FAILURE);
   }
   break;
  default:
   timerlat_top_usage("Invalid option");
  }
 }

 if (trace_output)
  actions_add_trace_output(¶ms->threshold_actions, trace_output);

 if (geteuid()) {
  err_msg("rtla needs root permission\n");
  exit(EXIT_FAILURE);
 }

 /*
 * Auto analysis only happens if stop tracing, thus:
 */
 if (!params->stop_us && !params->stop_total_us)
  params->no_aa = 1;

 if (params->no_aa && params->aa_only)
  timerlat_top_usage("--no-aa and --aa-only are mutually exclusive!");

 if (params->kernel_workload && params->user_workload)
  timerlat_top_usage("--kernel-threads and --user-threads are mutually exclusive!");

 /*
 * If auto-analysis or trace output is enabled, switch from BPF mode to
 * mixed mode
 */
 if (params->mode == TRACING_MODE_BPF &&
     (params->threshold_actions.present[ACTION_TRACE_OUTPUT] ||
      params->end_actions.present[ACTION_TRACE_OUTPUT] || !params->no_aa))
  params->mode = TRACING_MODE_MIXED;

 return params;
}

/*
 * timerlat_top_apply_config - apply the top configs to the initialized tool
 */
static int
timerlat_top_apply_config(struct osnoise_tool *top, struct timerlat_params *params)
{
 int retval;

 retval = timerlat_apply_config(top, params);
 if (retval)
  goto out_err;

 if (isatty(STDOUT_FILENO) && !params->quiet)
  params->pretty_output = 1;

 return 0;

out_err:
 return -1;
}

/*
 * timerlat_init_top - initialize a timerlat top tool with parameters
 */
static struct osnoise_tool
*timerlat_init_top(struct timerlat_params *params)
{
 struct osnoise_tool *top;
 int nr_cpus;

 nr_cpus = sysconf(_SC_NPROCESSORS_CONF);

 top = osnoise_init_tool("timerlat_top");
 if (!top)
  return NULL;

 top->data = timerlat_alloc_top(nr_cpus);
 if (!top->data)
  goto out_err;

 top->params = params;

 tep_register_event_handler(top->trace.tep, -1, "ftrace", "timerlat",
       timerlat_top_handler, top);

 return top;

out_err:
 osnoise_destroy_tool(top);
 return NULL;
}

static int stop_tracing;
static struct trace_instance *top_inst = NULL;
static void stop_top(int sig)
{
 if (stop_tracing) {
  /*
 * Stop requested twice in a row; abort event processing and
 * exit immediately
 */
  tracefs_iterate_stop(top_inst->inst);
  return;
 }
 stop_tracing = 1;
 if (top_inst)
  trace_instance_stop(top_inst);
}

/*
 * timerlat_top_set_signals - handles the signal to stop the tool
 */
static void
timerlat_top_set_signals(struct timerlat_params *params)
{
 signal(SIGINT, stop_top);
 if (params->duration) {
  signal(SIGALRM, stop_top);
  alarm(params->duration);
 }
}

/*
 * timerlat_top_main_loop - main loop to process events
 */
static int
timerlat_top_main_loop(struct osnoise_tool *top,
         struct osnoise_tool *record,
         struct osnoise_tool *aa,
         struct timerlat_params *params,
         struct timerlat_u_params *params_u)
{
 struct trace_instance *trace = &top->trace;
 int retval;

 while (!stop_tracing) {
  sleep(params->sleep_time);

  if (params->aa_only && !osnoise_trace_is_off(top, record))
   continue;

  retval = tracefs_iterate_raw_events(trace->tep,
          trace->inst,
          NULL,
          0,
          collect_registered_events,
          trace);
  if (retval < 0) {
   err_msg("Error iterating on events\n");
   return retval;
  }

  if (!params->quiet)
   timerlat_print_stats(params, top);

  if (osnoise_trace_is_off(top, record)) {
   actions_perform(¶ms->threshold_actions);

   if (!params->threshold_actions.continue_flag)
    /* continue flag not set, break */
    break;

   /* continue action reached, re-enable tracing */
   if (record)
    trace_instance_start(&record->trace);
   if (!params->no_aa)
    trace_instance_start(&aa->trace);
   trace_instance_start(trace);
  }

  /* is there still any user-threads ? */
  if (params->user_workload) {
   if (params_u->stopped_running) {
    debug_msg("timerlat user space threads stopped!\n");
    break;
   }
  }
 }

 return 0;
}

/*
 * timerlat_top_bpf_main_loop - main loop to process events (BPF variant)
 */
static int
timerlat_top_bpf_main_loop(struct osnoise_tool *top,
      struct osnoise_tool *record,
      struct osnoise_tool *aa,
      struct timerlat_params *params,
      struct timerlat_u_params *params_u)
{
 int retval, wait_retval;

 if (params->aa_only) {
  /* Auto-analysis only, just wait for stop tracing */
  timerlat_bpf_wait(-1);
  return 0;
 }

 /* Pull and display data in a loop */
 while (!stop_tracing) {
  wait_retval = timerlat_bpf_wait(params->quiet ? -1 : params->sleep_time);

  retval = timerlat_top_bpf_pull_data(top);
  if (retval) {
   err_msg("Error pulling BPF data\n");
   return retval;
  }

  if (!params->quiet)
   timerlat_print_stats(params, top);

  if (wait_retval == 1) {
   /* Stopping requested by tracer */
   actions_perform(¶ms->threshold_actions);

   if (!params->threshold_actions.continue_flag)
    /* continue flag not set, break */
    break;

   /* continue action reached, re-enable tracing */
   if (record)
    trace_instance_start(&record->trace);
   if (!params->no_aa)
    trace_instance_start(&aa->trace);
   timerlat_bpf_restart_tracing();
  }

  /* is there still any user-threads ? */
  if (params->user_workload) {
   if (params_u->stopped_running) {
    debug_msg("timerlat user space threads stopped!\n");
    break;
   }
  }
 }

 return 0;
}

int timerlat_top_main(int argc, char *argv[])
{
 struct timerlat_params *params;
 struct osnoise_tool *record = NULL;
 struct timerlat_u_params params_u;
 enum result return_value = ERROR;
 struct osnoise_tool *top = NULL;
 struct osnoise_tool *aa = NULL;
 struct trace_instance *trace;
 int dma_latency_fd = -1;
 pthread_t timerlat_u;
 char *max_lat;
 int retval;
 int nr_cpus, i;

 params = timerlat_top_parse_args(argc, argv);
 if (!params)
  exit(1);

 top = timerlat_init_top(params);
 if (!top) {
  err_msg("Could not init osnoise top\n");
  goto out_exit;
 }

 trace = &top->trace;
 /*
 * Save trace instance into global variable so that SIGINT can stop
 * the timerlat tracer.
 * Otherwise, rtla could loop indefinitely when overloaded.
 */
 top_inst = trace;

 /*
 * Try to enable BPF, unless disabled explicitly.
 * If BPF enablement fails, fall back to tracefs mode.
 */
 if (getenv("RTLA_NO_BPF") && strncmp(getenv("RTLA_NO_BPF"), "1", 2) == 0) {
  debug_msg("RTLA_NO_BPF set, disabling BPF\n");
  params->mode = TRACING_MODE_TRACEFS;
 } else if (!tep_find_event_by_name(trace->tep, "osnoise", "timerlat_sample")) {
  debug_msg("osnoise:timerlat_sample missing, disabling BPF\n");
  params->mode = TRACING_MODE_TRACEFS;
 } else {
  retval = timerlat_bpf_init(params);
  if (retval) {
   debug_msg("Could not enable BPF\n");
   params->mode = TRACING_MODE_TRACEFS;
  }
 }

 retval = timerlat_top_apply_config(top, params);
 if (retval) {
  err_msg("Could not apply config\n");
  goto out_free;
 }

 retval = enable_timerlat(trace);
 if (retval) {
  err_msg("Failed to enable timerlat tracer\n");
  goto out_free;
 }

 if (params->set_sched) {
  retval = set_comm_sched_attr("timerlat/", ¶ms->sched_param);
  if (retval) {
   err_msg("Failed to set sched parameters\n");
   goto out_free;
  }
 }

 if (params->cgroup && !params->user_data) {
  retval = set_comm_cgroup("timerlat/", params->cgroup_name);
  if (!retval) {
   err_msg("Failed to move threads to cgroup\n");
   goto out_free;
  }
 }

 if (params->dma_latency >= 0) {
  dma_latency_fd = set_cpu_dma_latency(params->dma_latency);
  if (dma_latency_fd < 0) {
   err_msg("Could not set /dev/cpu_dma_latency.\n");
   goto out_free;
  }
 }

 if (params->deepest_idle_state >= -1) {
  if (!have_libcpupower_support()) {
   err_msg("rtla built without libcpupower, --deepest-idle-state is not supported\n");
   goto out_free;
  }

  nr_cpus = sysconf(_SC_NPROCESSORS_CONF);

  for (i = 0; i < nr_cpus; i++) {
   if (params->cpus && !CPU_ISSET(i, ¶ms->monitored_cpus))
    continue;
   if (save_cpu_idle_disable_state(i) < 0) {
    err_msg("Could not save cpu idle state.\n");
    goto out_free;
   }
   if (set_deepest_cpu_idle_state(i, params->deepest_idle_state) < 0) {
    err_msg("Could not set deepest cpu idle state.\n");
    goto out_free;
   }
  }
 }

 if (params->threshold_actions.present[ACTION_TRACE_OUTPUT] ||
     params->end_actions.present[ACTION_TRACE_OUTPUT]) {
  record = osnoise_init_trace_tool("timerlat");
  if (!record) {
   err_msg("Failed to enable the trace instance\n");
   goto out_free;
  }
  params->threshold_actions.trace_output_inst = record->trace.inst;
  params->end_actions.trace_output_inst = record->trace.inst;

  if (params->events) {
   retval = trace_events_enable(&record->trace, params->events);
   if (retval)
    goto out_top;
  }

  if (params->buffer_size > 0) {
   retval = trace_set_buffer_size(&record->trace, params->buffer_size);
   if (retval)
    goto out_top;
  }
 }

 if (!params->no_aa) {
  aa = osnoise_init_tool("timerlat_aa");
  if (!aa)
   goto out_top;

  retval = timerlat_aa_init(aa, params->dump_tasks);
  if (retval) {
   err_msg("Failed to enable the auto analysis instance\n");
   goto out_top;
  }

  /* if it is re-using the main instance, there is no need to start it */
  if (aa != top) {
   retval = enable_timerlat(&aa->trace);
   if (retval) {
    err_msg("Failed to enable timerlat tracer\n");
    goto out_top;
   }
  }
 }

 if (params->user_workload) {
  /* rtla asked to stop */
  params_u.should_run = 1;
  /* all threads left */
  params_u.stopped_running = 0;

  params_u.set = ¶ms->monitored_cpus;
  if (params->set_sched)
   params_u.sched_param = ¶ms->sched_param;
  else
   params_u.sched_param = NULL;

  params_u.cgroup_name = params->cgroup_name;

  retval = pthread_create(&timerlat_u, NULL, timerlat_u_dispatcher, ¶ms_u);
  if (retval)
   err_msg("Error creating timerlat user-space threads\n");
 }

 if (params->warmup > 0) {
  debug_msg("Warming up for %d seconds\n", params->warmup);
  sleep(params->warmup);
 }

 /*
 * Start the tracers here, after having set all instances.
 *
 * Let the trace instance start first for the case of hitting a stop
 * tracing while enabling other instances. The trace instance is the
 * one with most valuable information.
 */
 if (record)
  trace_instance_start(&record->trace);
 if (!params->no_aa)
  trace_instance_start(&aa->trace);
 if (params->mode == TRACING_MODE_TRACEFS) {
  trace_instance_start(trace);
 } else {
  retval = timerlat_bpf_attach();
  if (retval) {
   err_msg("Error attaching BPF program\n");
   goto out_top;
  }
 }

 top->start_time = time(NULL);
 timerlat_top_set_signals(params);

 if (params->mode == TRACING_MODE_TRACEFS)
  retval = timerlat_top_main_loop(top, record, aa, params, ¶ms_u);
 else
  retval = timerlat_top_bpf_main_loop(top, record, aa, params, ¶ms_u);

 if (retval)
  goto out_top;

 if (params->mode != TRACING_MODE_TRACEFS)
  timerlat_bpf_detach();

 if (params->user_workload && !params_u.stopped_running) {
  params_u.should_run = 0;
  sleep(1);
 }

 timerlat_print_stats(params, top);

 actions_perform(¶ms->end_actions);

 return_value = PASSED;

 if (osnoise_trace_is_off(top, record) && !stop_tracing) {
  printf("rtla timerlat hit stop tracing\n");

  if (!params->no_aa)
   timerlat_auto_analysis(params->stop_us, params->stop_total_us);

  return_value = FAILED;
 } else if (params->aa_only) {
  /*
 * If the trace did not stop with --aa-only, at least print the
 * max known latency.
 */
  max_lat = tracefs_instance_file_read(trace->inst, "tracing_max_latency", NULL);
  if (max_lat) {
   printf(" Max latency was %s\n", max_lat);
   free(max_lat);
  }
 }

out_top:
 timerlat_aa_destroy();
 if (dma_latency_fd >= 0)
  close(dma_latency_fd);
 if (params->deepest_idle_state >= -1) {
  for (i = 0; i < nr_cpus; i++) {
   if (params->cpus && !CPU_ISSET(i, ¶ms->monitored_cpus))
    continue;
   restore_cpu_idle_disable_state(i);
  }
 }
 trace_events_destroy(&record->trace, params->events);
 params->events = NULL;
out_free:
 timerlat_free_top(top->data);
 if (aa && aa != top)
  osnoise_destroy_tool(aa);
 osnoise_destroy_tool(record);
 osnoise_destroy_tool(top);
 actions_destroy(¶ms->threshold_actions);
 actions_destroy(¶ms->end_actions);
 if (params->mode != TRACING_MODE_TRACEFS)
  timerlat_bpf_destroy();
 free(params);
 free_cpu_idle_disable_states();
out_exit:
 exit(return_value);
}