Quelle  latencytop.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
/*
 * latencytop.c: Latency display infrastructure
 *
 * (C) Copyright 2008 Intel Corporation
 * Author: Arjan van de Ven <arjan@linux.intel.com>
 */

/*
 * CONFIG_LATENCYTOP enables a kernel latency tracking infrastructure that is
 * used by the "latencytop" userspace tool. The latency that is tracked is not
 * the 'traditional' interrupt latency (which is primarily caused by something
 * else consuming CPU), but instead, it is the latency an application encounters
 * because the kernel sleeps on its behalf for various reasons.
 *
 * This code tracks 2 levels of statistics:
 * 1) System level latency
 * 2) Per process latency
 *
 * The latency is stored in fixed sized data structures in an accumulated form;
 * if the "same" latency cause is hit twice, this will be tracked as one entry
 * in the data structure. Both the count, total accumulated latency and maximum
 * latency are tracked in this data structure. When the fixed size structure is
 * full, no new causes are tracked until the buffer is flushed by writing to
 * the /proc file; the userspace tool does this on a regular basis.
 *
 * A latency cause is identified by a stringified backtrace at the point that
 * the scheduler gets invoked. The userland tool will use this string to
 * identify the cause of the latency in human readable form.
 *
 * The information is exported via /proc/latency_stats and /proc/<pid>/latency.
 * These files look like this:
 *
 * Latency Top version : v0.1
 * 70 59433 4897 i915_irq_wait drm_ioctl vfs_ioctl do_vfs_ioctl sys_ioctl
 * |    |    |    |
 * |    |    |    +----> the stringified backtrace
 * |    |    +---------> The maximum latency for this entry in microseconds
 * |    +--------------> The accumulated latency for this entry (microseconds)
 * +-------------------> The number of times this entry is hit
 *
 * (note: the average latency is the accumulated latency divided by the number
 * of times)
 */

#include <linux/kallsyms.h>
#include <linux/seq_file.h>
#include <linux/notifier.h>
#include <linux/spinlock.h>
#include <linux/proc_fs.h>
#include <linux/latencytop.h>
#include <linux/export.h>
#include <linux/sched.h>
#include <linux/sched/debug.h>
#include <linux/sched/stat.h>
#include <linux/list.h>
#include <linux/stacktrace.h>
#include <linux/sysctl.h>

static DEFINE_RAW_SPINLOCK(latency_lock);

#define MAXLR 128
static struct latency_record latency_record[MAXLR];

int latencytop_enabled;

#ifdef CONFIG_SYSCTL
static int sysctl_latencytop(const struct ctl_table *table, int write, void *buffer,
  size_t *lenp, loff_t *ppos)
{
 int err;

 err = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
 if (latencytop_enabled)
  force_schedstat_enabled();

 return err;
}

static const struct ctl_table latencytop_sysctl[] = {
 {
  .procname   = "latencytop",
  .data       = &latencytop_enabled,
  .maxlen     = sizeof(int),
  .mode       = 0644,
  .proc_handler   = sysctl_latencytop,
 },
};
#endif

void clear_tsk_latency_tracing(struct task_struct *p)
{
 unsigned long flags;

 raw_spin_lock_irqsave(&latency_lock, flags);
 memset(&p->latency_record, 0, sizeof(p->latency_record));
 p->latency_record_count = 0;
 raw_spin_unlock_irqrestore(&latency_lock, flags);
}

static void clear_global_latency_tracing(void)
{
 unsigned long flags;

 raw_spin_lock_irqsave(&latency_lock, flags);
 memset(&latency_record, 0, sizeof(latency_record));
 raw_spin_unlock_irqrestore(&latency_lock, flags);
}

static void __sched
account_global_scheduler_latency(struct task_struct *tsk,
     struct latency_record *lat)
{
 int firstnonnull = MAXLR;
 int i;

 /* skip kernel threads for now */
 if (!tsk->mm)
  return;

 for (i = 0; i < MAXLR; i++) {
  int q, same = 1;

  /* Nothing stored: */
  if (!latency_record[i].backtrace[0]) {
   if (firstnonnull > i)
    firstnonnull = i;
   continue;
  }
  for (q = 0; q < LT_BACKTRACEDEPTH; q++) {
   unsigned long record = lat->backtrace[q];

   if (latency_record[i].backtrace[q] != record) {
    same = 0;
    break;
   }

   /* 0 entry marks end of backtrace: */
   if (!record)
    break;
  }
  if (same) {
   latency_record[i].count++;
   latency_record[i].time += lat->time;
   if (lat->time > latency_record[i].max)
    latency_record[i].max = lat->time;
   return;
  }
 }

 i = firstnonnull;
 if (i >= MAXLR)
  return;

 /* Allocted a new one: */
 memcpy(&latency_record[i], lat, sizeof(struct latency_record));
}

/**
 * __account_scheduler_latency - record an occurred latency
 * @tsk: the task struct of the task hitting the latency
 * @usecs: the duration of the latency in microseconds
 * @inter: 1 if the sleep was interruptible, 0 if uninterruptible
 *
 * This function is the main entry point for recording latency entries
 * as called by the scheduler.
 *
 * This function has a few special cases to deal with normal 'non-latency'
 * sleeps: specifically, interruptible sleep longer than 5 msec is skipped
 * since this usually is caused by waiting for events via select() and co.
 *
 * Negative latencies (caused by time going backwards) are also explicitly
 * skipped.
 */
void __sched
__account_scheduler_latency(struct task_struct *tsk, int usecs, int inter)
{
 unsigned long flags;
 int i, q;
 struct latency_record lat;

 /* Long interruptible waits are generally user requested... */
 if (inter && usecs > 5000)
  return;

 /* Negative sleeps are time going backwards */
 /* Zero-time sleeps are non-interesting */
 if (usecs <= 0)
  return;

 memset(&lat, 0, sizeof(lat));
 lat.count = 1;
 lat.time = usecs;
 lat.max = usecs;

 stack_trace_save_tsk(tsk, lat.backtrace, LT_BACKTRACEDEPTH, 0);

 raw_spin_lock_irqsave(&latency_lock, flags);

 account_global_scheduler_latency(tsk, &lat);

 for (i = 0; i < tsk->latency_record_count; i++) {
  struct latency_record *mylat;
  int same = 1;

  mylat = &tsk->latency_record[i];
  for (q = 0; q < LT_BACKTRACEDEPTH; q++) {
   unsigned long record = lat.backtrace[q];

   if (mylat->backtrace[q] != record) {
    same = 0;
    break;
   }

   /* 0 entry is end of backtrace */
   if (!record)
    break;
  }
  if (same) {
   mylat->count++;
   mylat->time += lat.time;
   if (lat.time > mylat->max)
    mylat->max = lat.time;
   goto out_unlock;
  }
 }

 /*
 * short term hack; if we're > 32 we stop; future we recycle:
 */
 if (tsk->latency_record_count >= LT_SAVECOUNT)
  goto out_unlock;

 /* Allocated a new one: */
 i = tsk->latency_record_count++;
 memcpy(&tsk->latency_record[i], &lat, sizeof(struct latency_record));

out_unlock:
 raw_spin_unlock_irqrestore(&latency_lock, flags);
}

static int lstats_show(struct seq_file *m, void *v)
{
 int i;

 seq_puts(m, "Latency Top version : v0.1\n");

 for (i = 0; i < MAXLR; i++) {
  struct latency_record *lr = &latency_record[i];

  if (lr->backtrace[0]) {
   int q;
   seq_printf(m, "%i %lu %lu",
       lr->count, lr->time, lr->max);
   for (q = 0; q < LT_BACKTRACEDEPTH; q++) {
    unsigned long bt = lr->backtrace[q];

    if (!bt)
     break;

    seq_printf(m, " %ps", (void *)bt);
   }
   seq_puts(m, "\n");
  }
 }
 return 0;
}

static ssize_t
lstats_write(struct file *file, const char __user *buf, size_t count,
      loff_t *offs)
{
 clear_global_latency_tracing();

 return count;
}

static int lstats_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{
 return single_open(filp, lstats_show, NULL);
}

static const struct proc_ops lstats_proc_ops = {
 .proc_open = lstats_open,
 .proc_read = seq_read,
 .proc_write = lstats_write,
 .proc_lseek = seq_lseek,
 .proc_release = single_release,
};

static int __init init_lstats_procfs(void)
{
 proc_create("latency_stats", 0644, NULL, &lstats_proc_ops);
#ifdef CONFIG_SYSCTL
 register_sysctl_init("kernel", latencytop_sysctl);
#endif
 return 0;
}
device_initcall(init_lstats_procfs);