Quelle  trace_event_user.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
/* Copyright (c) 2016 Facebook
 */
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdbool.h>
#include <string.h>
#include <linux/perf_event.h>
#include <linux/bpf.h>
#include <signal.h>
#include <errno.h>
#include <sys/resource.h>
#include <bpf/bpf.h>
#include <bpf/libbpf.h>
#include "perf-sys.h"
#include "trace_helpers.h"

#define SAMPLE_FREQ 50

static int pid;
/* counts, stackmap */
static int map_fd[2];
struct bpf_program *prog;
static bool sys_read_seen, sys_write_seen;

static void print_ksym(__u64 addr)
{
 struct ksym *sym;

 if (!addr)
  return;
 sym = ksym_search(addr);
 if (!sym) {
  printf("ksym not found. Is kallsyms loaded?\n");
  return;
 }

 printf("%s;", sym->name);
 if (!strstr(sym->name, "sys_read"))
  sys_read_seen = true;
 else if (!strstr(sym->name, "sys_write"))
  sys_write_seen = true;
}

static void print_addr(__u64 addr)
{
 if (!addr)
  return;
 printf("%llx;", addr);
}

#define TASK_COMM_LEN 16

struct key_t {
 char comm[TASK_COMM_LEN];
 __u32 kernstack;
 __u32 userstack;
};

static void print_stack(struct key_t *key, __u64 count)
{
 __u64 ip[PERF_MAX_STACK_DEPTH] = {};
 static bool warned;
 int i;

 printf("%3lld %s;", count, key->comm);
 if (bpf_map_lookup_elem(map_fd[1], &key->kernstack, ip) != 0) {
  printf("---;");
 } else {
  for (i = PERF_MAX_STACK_DEPTH - 1; i >= 0; i--)
   print_ksym(ip[i]);
 }
 printf("-;");
 if (bpf_map_lookup_elem(map_fd[1], &key->userstack, ip) != 0) {
  printf("---;");
 } else {
  for (i = PERF_MAX_STACK_DEPTH - 1; i >= 0; i--)
   print_addr(ip[i]);
 }
 if (count < 6)
  printf("\r");
 else
  printf("\n");

 if (key->kernstack == -EEXIST && !warned) {
  printf("stackmap collisions seen. Consider increasing size\n");
  warned = true;
 } else if ((int)key->kernstack < 0 && (int)key->userstack < 0) {
  printf("err stackid %d %d\n", key->kernstack, key->userstack);
 }
}

static void err_exit(int err)
{
 kill(pid, SIGKILL);
 exit(err);
}

static void print_stacks(void)
{
 struct key_t key = {}, next_key;
 __u64 value;
 __u32 stackid = 0, next_id;
 int error = 1, fd = map_fd[0], stack_map = map_fd[1];

 sys_read_seen = sys_write_seen = false;
 while (bpf_map_get_next_key(fd, &key, &next_key) == 0) {
  bpf_map_lookup_elem(fd, &next_key, &value);
  print_stack(&next_key, value);
  bpf_map_delete_elem(fd, &next_key);
  key = next_key;
 }
 printf("\n");
 if (!sys_read_seen || !sys_write_seen) {
  printf("BUG kernel stack doesn't contain sys_read() and sys_write()\n");
  err_exit(error);
 }

 /* clear stack map */
 while (bpf_map_get_next_key(stack_map, &stackid, &next_id) == 0) {
  bpf_map_delete_elem(stack_map, &next_id);
  stackid = next_id;
 }
}

static inline int generate_load(void)
{
 if (system("dd if=/dev/zero of=/dev/null count=5000k status=none") < 0) {
  printf("failed to generate some load with dd: %s\n", strerror(errno));
  return -1;
 }

 return 0;
}

static void test_perf_event_all_cpu(struct perf_event_attr *attr)
{
 int nr_cpus = sysconf(_SC_NPROCESSORS_ONLN);
 struct bpf_link **links = calloc(nr_cpus, sizeof(struct bpf_link *));
 int i, pmu_fd, error = 1;

 if (!links) {
  printf("malloc of links failed\n");
  goto err;
 }

 /* system wide perf event, no need to inherit */
 attr->inherit = 0;

 /* open perf_event on all cpus */
 for (i = 0; i < nr_cpus; i++) {
  pmu_fd = sys_perf_event_open(attr, -1, i, -1, 0);
  if (pmu_fd < 0) {
   printf("sys_perf_event_open failed\n");
   goto all_cpu_err;
  }
  links[i] = bpf_program__attach_perf_event(prog, pmu_fd);
  if (libbpf_get_error(links[i])) {
   printf("bpf_program__attach_perf_event failed\n");
   links[i] = NULL;
   close(pmu_fd);
   goto all_cpu_err;
  }
 }

 if (generate_load() < 0)
  goto all_cpu_err;

 print_stacks();
 error = 0;
all_cpu_err:
 for (i--; i >= 0; i--)
  bpf_link__destroy(links[i]);
err:
 free(links);
 if (error)
  err_exit(error);
}

static void test_perf_event_task(struct perf_event_attr *attr)
{
 struct bpf_link *link = NULL;
 int pmu_fd, error = 1;

 /* per task perf event, enable inherit so the "dd ..." command can be traced properly.
 * Enabling inherit will cause bpf_perf_prog_read_time helper failure.
 */
 attr->inherit = 1;

 /* open task bound event */
 pmu_fd = sys_perf_event_open(attr, 0, -1, -1, 0);
 if (pmu_fd < 0) {
  printf("sys_perf_event_open failed\n");
  goto err;
 }
 link = bpf_program__attach_perf_event(prog, pmu_fd);
 if (libbpf_get_error(link)) {
  printf("bpf_program__attach_perf_event failed\n");
  link = NULL;
  close(pmu_fd);
  goto err;
 }

 if (generate_load() < 0)
  goto err;

 print_stacks();
 error = 0;
err:
 bpf_link__destroy(link);
 if (error)
  err_exit(error);
}

static void test_bpf_perf_event(void)
{
 struct perf_event_attr attr_type_hw = {
  .sample_freq = SAMPLE_FREQ,
  .freq = 1,
  .type = PERF_TYPE_HARDWARE,
  .config = PERF_COUNT_HW_CPU_CYCLES,
 };
 struct perf_event_attr attr_type_sw = {
  .sample_freq = SAMPLE_FREQ,
  .freq = 1,
  .type = PERF_TYPE_SOFTWARE,
  .config = PERF_COUNT_SW_CPU_CLOCK,
 };
 struct perf_event_attr attr_hw_cache_l1d = {
  .sample_freq = SAMPLE_FREQ,
  .freq = 1,
  .type = PERF_TYPE_HW_CACHE,
  .config =
   PERF_COUNT_HW_CACHE_L1D |
   (PERF_COUNT_HW_CACHE_OP_READ << 8) |
   (PERF_COUNT_HW_CACHE_RESULT_ACCESS << 16),
 };
 struct perf_event_attr attr_hw_cache_branch_miss = {
  .sample_freq = SAMPLE_FREQ,
  .freq = 1,
  .type = PERF_TYPE_HW_CACHE,
  .config =
   PERF_COUNT_HW_CACHE_BPU |
   (PERF_COUNT_HW_CACHE_OP_READ << 8) |
   (PERF_COUNT_HW_CACHE_RESULT_MISS << 16),
 };
 struct perf_event_attr attr_type_raw = {
  .sample_freq = SAMPLE_FREQ,
  .freq = 1,
  .type = PERF_TYPE_RAW,
  /* Intel Instruction Retired */
  .config = 0xc0,
 };
 struct perf_event_attr attr_type_raw_lock_load = {
  .sample_freq = SAMPLE_FREQ,
  .freq = 1,
  .type = PERF_TYPE_RAW,
  /* Intel MEM_UOPS_RETIRED.LOCK_LOADS */
  .config = 0x21d0,
  /* Request to record lock address from PEBS */
  .sample_type = PERF_SAMPLE_ADDR,
  /* Record address value requires precise event */
  .precise_ip = 2,
 };

 printf("Test HW_CPU_CYCLES\n");
 test_perf_event_all_cpu(&attr_type_hw);
 test_perf_event_task(&attr_type_hw);

 printf("Test SW_CPU_CLOCK\n");
 test_perf_event_all_cpu(&attr_type_sw);
 test_perf_event_task(&attr_type_sw);

 printf("Test HW_CACHE_L1D\n");
 test_perf_event_all_cpu(&attr_hw_cache_l1d);
 test_perf_event_task(&attr_hw_cache_l1d);

 printf("Test HW_CACHE_BPU\n");
 test_perf_event_all_cpu(&attr_hw_cache_branch_miss);
 test_perf_event_task(&attr_hw_cache_branch_miss);

 printf("Test Instruction Retired\n");
 test_perf_event_all_cpu(&attr_type_raw);
 test_perf_event_task(&attr_type_raw);

 printf("Test Lock Load\n");
 test_perf_event_all_cpu(&attr_type_raw_lock_load);
 test_perf_event_task(&attr_type_raw_lock_load);

 printf("*** PASS ***\n");
}


int main(int argc, char **argv)
{
 struct bpf_object *obj = NULL;
 char filename[256];
 int error = 1;

 snprintf(filename, sizeof(filename), "%s_kern.o", argv[0]);

 signal(SIGINT, err_exit);
 signal(SIGTERM, err_exit);

 if (load_kallsyms()) {
  printf("failed to process /proc/kallsyms\n");
  goto cleanup;
 }

 obj = bpf_object__open_file(filename, NULL);
 if (libbpf_get_error(obj)) {
  printf("opening BPF object file failed\n");
  obj = NULL;
  goto cleanup;
 }

 prog = bpf_object__find_program_by_name(obj, "bpf_prog1");
 if (!prog) {
  printf("finding a prog in obj file failed\n");
  goto cleanup;
 }

 /* load BPF program */
 if (bpf_object__load(obj)) {
  printf("loading BPF object file failed\n");
  goto cleanup;
 }

 map_fd[0] = bpf_object__find_map_fd_by_name(obj, "counts");
 map_fd[1] = bpf_object__find_map_fd_by_name(obj, "stackmap");
 if (map_fd[0] < 0 || map_fd[1] < 0) {
  printf("finding a counts/stackmap map in obj file failed\n");
  goto cleanup;
 }

 pid = fork();
 if (pid == 0) {
  read_trace_pipe();
  return 0;
 } else if (pid == -1) {
  printf("couldn't spawn process\n");
  goto cleanup;
 }

 test_bpf_perf_event();
 error = 0;

cleanup:
 bpf_object__close(obj);
 err_exit(error);
}