perf session: Share the common trace sample_check routine as perf_session__has_traces
[pandora-kernel.git] / tools / perf / builtin-kmem.c
1 #include "builtin.h"
2 #include "perf.h"
3
4 #include "util/util.h"
5 #include "util/cache.h"
6 #include "util/symbol.h"
7 #include "util/thread.h"
8 #include "util/header.h"
9 #include "util/session.h"
10
11 #include "util/parse-options.h"
12 #include "util/trace-event.h"
13
14 #include "util/debug.h"
15
16 #include <linux/rbtree.h>
17
18 struct alloc_stat;
19 typedef int (*sort_fn_t)(struct alloc_stat *, struct alloc_stat *);
20
21 static char const               *input_name = "perf.data";
22
23 static int                      alloc_flag;
24 static int                      caller_flag;
25
26 static int                      alloc_lines = -1;
27 static int                      caller_lines = -1;
28
29 static bool                     raw_ip;
30
31 static char                     default_sort_order[] = "frag,hit,bytes";
32
33 static int                      *cpunode_map;
34 static int                      max_cpu_num;
35
36 struct alloc_stat {
37         u64     call_site;
38         u64     ptr;
39         u64     bytes_req;
40         u64     bytes_alloc;
41         u32     hit;
42         u32     pingpong;
43
44         short   alloc_cpu;
45
46         struct rb_node node;
47 };
48
49 static struct rb_root root_alloc_stat;
50 static struct rb_root root_alloc_sorted;
51 static struct rb_root root_caller_stat;
52 static struct rb_root root_caller_sorted;
53
54 static unsigned long total_requested, total_allocated;
55 static unsigned long nr_allocs, nr_cross_allocs;
56
57 #define PATH_SYS_NODE   "/sys/devices/system/node"
58
59 static void init_cpunode_map(void)
60 {
61         FILE *fp;
62         int i;
63
64         fp = fopen("/sys/devices/system/cpu/kernel_max", "r");
65         if (!fp) {
66                 max_cpu_num = 4096;
67                 return;
68         }
69
70         if (fscanf(fp, "%d", &max_cpu_num) < 1)
71                 die("Failed to read 'kernel_max' from sysfs");
72         max_cpu_num++;
73
74         cpunode_map = calloc(max_cpu_num, sizeof(int));
75         if (!cpunode_map)
76                 die("calloc");
77         for (i = 0; i < max_cpu_num; i++)
78                 cpunode_map[i] = -1;
79         fclose(fp);
80 }
81
82 static void setup_cpunode_map(void)
83 {
84         struct dirent *dent1, *dent2;
85         DIR *dir1, *dir2;
86         unsigned int cpu, mem;
87         char buf[PATH_MAX];
88
89         init_cpunode_map();
90
91         dir1 = opendir(PATH_SYS_NODE);
92         if (!dir1)
93                 return;
94
95         while (true) {
96                 dent1 = readdir(dir1);
97                 if (!dent1)
98                         break;
99
100                 if (sscanf(dent1->d_name, "node%u", &mem) < 1)
101                         continue;
102
103                 snprintf(buf, PATH_MAX, "%s/%s", PATH_SYS_NODE, dent1->d_name);
104                 dir2 = opendir(buf);
105                 if (!dir2)
106                         continue;
107                 while (true) {
108                         dent2 = readdir(dir2);
109                         if (!dent2)
110                                 break;
111                         if (sscanf(dent2->d_name, "cpu%u", &cpu) < 1)
112                                 continue;
113                         cpunode_map[cpu] = mem;
114                 }
115         }
116 }
117
118 static void insert_alloc_stat(unsigned long call_site, unsigned long ptr,
119                               int bytes_req, int bytes_alloc, int cpu)
120 {
121         struct rb_node **node = &root_alloc_stat.rb_node;
122         struct rb_node *parent = NULL;
123         struct alloc_stat *data = NULL;
124
125         while (*node) {
126                 parent = *node;
127                 data = rb_entry(*node, struct alloc_stat, node);
128
129                 if (ptr > data->ptr)
130                         node = &(*node)->rb_right;
131                 else if (ptr < data->ptr)
132                         node = &(*node)->rb_left;
133                 else
134                         break;
135         }
136
137         if (data && data->ptr == ptr) {
138                 data->hit++;
139                 data->bytes_req += bytes_req;
140                 data->bytes_alloc += bytes_req;
141         } else {
142                 data = malloc(sizeof(*data));
143                 if (!data)
144                         die("malloc");
145                 data->ptr = ptr;
146                 data->pingpong = 0;
147                 data->hit = 1;
148                 data->bytes_req = bytes_req;
149                 data->bytes_alloc = bytes_alloc;
150
151                 rb_link_node(&data->node, parent, node);
152                 rb_insert_color(&data->node, &root_alloc_stat);
153         }
154         data->call_site = call_site;
155         data->alloc_cpu = cpu;
156 }
157
158 static void insert_caller_stat(unsigned long call_site,
159                               int bytes_req, int bytes_alloc)
160 {
161         struct rb_node **node = &root_caller_stat.rb_node;
162         struct rb_node *parent = NULL;
163         struct alloc_stat *data = NULL;
164
165         while (*node) {
166                 parent = *node;
167                 data = rb_entry(*node, struct alloc_stat, node);
168
169                 if (call_site > data->call_site)
170                         node = &(*node)->rb_right;
171                 else if (call_site < data->call_site)
172                         node = &(*node)->rb_left;
173                 else
174                         break;
175         }
176
177         if (data && data->call_site == call_site) {
178                 data->hit++;
179                 data->bytes_req += bytes_req;
180                 data->bytes_alloc += bytes_req;
181         } else {
182                 data = malloc(sizeof(*data));
183                 if (!data)
184                         die("malloc");
185                 data->call_site = call_site;
186                 data->pingpong = 0;
187                 data->hit = 1;
188                 data->bytes_req = bytes_req;
189                 data->bytes_alloc = bytes_alloc;
190
191                 rb_link_node(&data->node, parent, node);
192                 rb_insert_color(&data->node, &root_caller_stat);
193         }
194 }
195
196 static void process_alloc_event(void *data,
197                                 struct event *event,
198                                 int cpu,
199                                 u64 timestamp __used,
200                                 struct thread *thread __used,
201                                 int node)
202 {
203         unsigned long call_site;
204         unsigned long ptr;
205         int bytes_req;
206         int bytes_alloc;
207         int node1, node2;
208
209         ptr = raw_field_value(event, "ptr", data);
210         call_site = raw_field_value(event, "call_site", data);
211         bytes_req = raw_field_value(event, "bytes_req", data);
212         bytes_alloc = raw_field_value(event, "bytes_alloc", data);
213
214         insert_alloc_stat(call_site, ptr, bytes_req, bytes_alloc, cpu);
215         insert_caller_stat(call_site, bytes_req, bytes_alloc);
216
217         total_requested += bytes_req;
218         total_allocated += bytes_alloc;
219
220         if (node) {
221                 node1 = cpunode_map[cpu];
222                 node2 = raw_field_value(event, "node", data);
223                 if (node1 != node2)
224                         nr_cross_allocs++;
225         }
226         nr_allocs++;
227 }
228
229 static int ptr_cmp(struct alloc_stat *, struct alloc_stat *);
230 static int callsite_cmp(struct alloc_stat *, struct alloc_stat *);
231
232 static struct alloc_stat *search_alloc_stat(unsigned long ptr,
233                                             unsigned long call_site,
234                                             struct rb_root *root,
235                                             sort_fn_t sort_fn)
236 {
237         struct rb_node *node = root->rb_node;
238         struct alloc_stat key = { .ptr = ptr, .call_site = call_site };
239
240         while (node) {
241                 struct alloc_stat *data;
242                 int cmp;
243
244                 data = rb_entry(node, struct alloc_stat, node);
245
246                 cmp = sort_fn(&key, data);
247                 if (cmp < 0)
248                         node = node->rb_left;
249                 else if (cmp > 0)
250                         node = node->rb_right;
251                 else
252                         return data;
253         }
254         return NULL;
255 }
256
257 static void process_free_event(void *data,
258                                struct event *event,
259                                int cpu,
260                                u64 timestamp __used,
261                                struct thread *thread __used)
262 {
263         unsigned long ptr;
264         struct alloc_stat *s_alloc, *s_caller;
265
266         ptr = raw_field_value(event, "ptr", data);
267
268         s_alloc = search_alloc_stat(ptr, 0, &root_alloc_stat, ptr_cmp);
269         if (!s_alloc)
270                 return;
271
272         if (cpu != s_alloc->alloc_cpu) {
273                 s_alloc->pingpong++;
274
275                 s_caller = search_alloc_stat(0, s_alloc->call_site,
276                                              &root_caller_stat, callsite_cmp);
277                 assert(s_caller);
278                 s_caller->pingpong++;
279         }
280         s_alloc->alloc_cpu = -1;
281 }
282
283 static void
284 process_raw_event(event_t *raw_event __used, void *data,
285                   int cpu, u64 timestamp, struct thread *thread)
286 {
287         struct event *event;
288         int type;
289
290         type = trace_parse_common_type(data);
291         event = trace_find_event(type);
292
293         if (!strcmp(event->name, "kmalloc") ||
294             !strcmp(event->name, "kmem_cache_alloc")) {
295                 process_alloc_event(data, event, cpu, timestamp, thread, 0);
296                 return;
297         }
298
299         if (!strcmp(event->name, "kmalloc_node") ||
300             !strcmp(event->name, "kmem_cache_alloc_node")) {
301                 process_alloc_event(data, event, cpu, timestamp, thread, 1);
302                 return;
303         }
304
305         if (!strcmp(event->name, "kfree") ||
306             !strcmp(event->name, "kmem_cache_free")) {
307                 process_free_event(data, event, cpu, timestamp, thread);
308                 return;
309         }
310 }
311
312 static int process_sample_event(event_t *event, struct perf_session *session)
313 {
314         struct sample_data data;
315         struct thread *thread;
316
317         memset(&data, 0, sizeof(data));
318         data.time = -1;
319         data.cpu = -1;
320         data.period = 1;
321
322         event__parse_sample(event, session->sample_type, &data);
323
324         dump_printf("(IP, %d): %d/%d: %p period: %Ld\n",
325                 event->header.misc,
326                 data.pid, data.tid,
327                 (void *)(long)data.ip,
328                 (long long)data.period);
329
330         thread = perf_session__findnew(session, event->ip.pid);
331         if (thread == NULL) {
332                 pr_debug("problem processing %d event, skipping it.\n",
333                          event->header.type);
334                 return -1;
335         }
336
337         dump_printf(" ... thread: %s:%d\n", thread->comm, thread->pid);
338
339         process_raw_event(event, data.raw_data, data.cpu,
340                           data.time, thread);
341
342         return 0;
343 }
344
345 static struct perf_event_ops event_ops = {
346         .process_sample_event   = process_sample_event,
347         .process_comm_event     = event__process_comm,
348         .sample_type_check      = perf_session__has_traces,
349 };
350
351 static double fragmentation(unsigned long n_req, unsigned long n_alloc)
352 {
353         if (n_alloc == 0)
354                 return 0.0;
355         else
356                 return 100.0 - (100.0 * n_req / n_alloc);
357 }
358
359 static void __print_result(struct rb_root *root, struct perf_session *session,
360                            int n_lines, int is_caller)
361 {
362         struct rb_node *next;
363
364         printf("%.102s\n", graph_dotted_line);
365         printf(" %-34s |",  is_caller ? "Callsite": "Alloc Ptr");
366         printf(" Total_alloc/Per | Total_req/Per   | Hit   | Ping-pong | Frag\n");
367         printf("%.102s\n", graph_dotted_line);
368
369         next = rb_first(root);
370
371         while (next && n_lines--) {
372                 struct alloc_stat *data = rb_entry(next, struct alloc_stat,
373                                                    node);
374                 struct symbol *sym = NULL;
375                 char buf[BUFSIZ];
376                 u64 addr;
377
378                 if (is_caller) {
379                         addr = data->call_site;
380                         if (!raw_ip)
381                                 sym = map_groups__find_function(&session->kmaps, session, addr, NULL);
382                 } else
383                         addr = data->ptr;
384
385                 if (sym != NULL)
386                         snprintf(buf, sizeof(buf), "%s+%Lx", sym->name,
387                                  addr - sym->start);
388                 else
389                         snprintf(buf, sizeof(buf), "%#Lx", addr);
390                 printf(" %-34s |", buf);
391
392                 printf(" %9llu/%-5lu | %9llu/%-5lu | %6lu | %8lu | %6.3f%%\n",
393                        (unsigned long long)data->bytes_alloc,
394                        (unsigned long)data->bytes_alloc / data->hit,
395                        (unsigned long long)data->bytes_req,
396                        (unsigned long)data->bytes_req / data->hit,
397                        (unsigned long)data->hit,
398                        (unsigned long)data->pingpong,
399                        fragmentation(data->bytes_req, data->bytes_alloc));
400
401                 next = rb_next(next);
402         }
403
404         if (n_lines == -1)
405                 printf(" ...                                | ...             | ...             | ...    | ...      | ...   \n");
406
407         printf("%.102s\n", graph_dotted_line);
408 }
409
410 static void print_summary(void)
411 {
412         printf("\nSUMMARY\n=======\n");
413         printf("Total bytes requested: %lu\n", total_requested);
414         printf("Total bytes allocated: %lu\n", total_allocated);
415         printf("Total bytes wasted on internal fragmentation: %lu\n",
416                total_allocated - total_requested);
417         printf("Internal fragmentation: %f%%\n",
418                fragmentation(total_requested, total_allocated));
419         printf("Cross CPU allocations: %lu/%lu\n", nr_cross_allocs, nr_allocs);
420 }
421
422 static void print_result(struct perf_session *session)
423 {
424         if (caller_flag)
425                 __print_result(&root_caller_sorted, session, caller_lines, 1);
426         if (alloc_flag)
427                 __print_result(&root_alloc_sorted, session, alloc_lines, 0);
428         print_summary();
429 }
430
431 struct sort_dimension {
432         const char              name[20];
433         sort_fn_t               cmp;
434         struct list_head        list;
435 };
436
437 static LIST_HEAD(caller_sort);
438 static LIST_HEAD(alloc_sort);
439
440 static void sort_insert(struct rb_root *root, struct alloc_stat *data,
441                         struct list_head *sort_list)
442 {
443         struct rb_node **new = &(root->rb_node);
444         struct rb_node *parent = NULL;
445         struct sort_dimension *sort;
446
447         while (*new) {
448                 struct alloc_stat *this;
449                 int cmp = 0;
450
451                 this = rb_entry(*new, struct alloc_stat, node);
452                 parent = *new;
453
454                 list_for_each_entry(sort, sort_list, list) {
455                         cmp = sort->cmp(data, this);
456                         if (cmp)
457                                 break;
458                 }
459
460                 if (cmp > 0)
461                         new = &((*new)->rb_left);
462                 else
463                         new = &((*new)->rb_right);
464         }
465
466         rb_link_node(&data->node, parent, new);
467         rb_insert_color(&data->node, root);
468 }
469
470 static void __sort_result(struct rb_root *root, struct rb_root *root_sorted,
471                           struct list_head *sort_list)
472 {
473         struct rb_node *node;
474         struct alloc_stat *data;
475
476         for (;;) {
477                 node = rb_first(root);
478                 if (!node)
479                         break;
480
481                 rb_erase(node, root);
482                 data = rb_entry(node, struct alloc_stat, node);
483                 sort_insert(root_sorted, data, sort_list);
484         }
485 }
486
487 static void sort_result(void)
488 {
489         __sort_result(&root_alloc_stat, &root_alloc_sorted, &alloc_sort);
490         __sort_result(&root_caller_stat, &root_caller_sorted, &caller_sort);
491 }
492
493 static int __cmd_kmem(void)
494 {
495         int err;
496         struct perf_session *session = perf_session__new(input_name, O_RDONLY, 0);
497         if (session == NULL)
498                 return -ENOMEM;
499
500         setup_pager();
501         err = perf_session__process_events(session, &event_ops);
502         if (err != 0)
503                 goto out_delete;
504         sort_result();
505         print_result(session);
506 out_delete:
507         perf_session__delete(session);
508         return err;
509 }
510
511 static const char * const kmem_usage[] = {
512         "perf kmem [<options>] {record|stat}",
513         NULL
514 };
515
516 static int ptr_cmp(struct alloc_stat *l, struct alloc_stat *r)
517 {
518         if (l->ptr < r->ptr)
519                 return -1;
520         else if (l->ptr > r->ptr)
521                 return 1;
522         return 0;
523 }
524
525 static struct sort_dimension ptr_sort_dimension = {
526         .name   = "ptr",
527         .cmp    = ptr_cmp,
528 };
529
530 static int callsite_cmp(struct alloc_stat *l, struct alloc_stat *r)
531 {
532         if (l->call_site < r->call_site)
533                 return -1;
534         else if (l->call_site > r->call_site)
535                 return 1;
536         return 0;
537 }
538
539 static struct sort_dimension callsite_sort_dimension = {
540         .name   = "callsite",
541         .cmp    = callsite_cmp,
542 };
543
544 static int hit_cmp(struct alloc_stat *l, struct alloc_stat *r)
545 {
546         if (l->hit < r->hit)
547                 return -1;
548         else if (l->hit > r->hit)
549                 return 1;
550         return 0;
551 }
552
553 static struct sort_dimension hit_sort_dimension = {
554         .name   = "hit",
555         .cmp    = hit_cmp,
556 };
557
558 static int bytes_cmp(struct alloc_stat *l, struct alloc_stat *r)
559 {
560         if (l->bytes_alloc < r->bytes_alloc)
561                 return -1;
562         else if (l->bytes_alloc > r->bytes_alloc)
563                 return 1;
564         return 0;
565 }
566
567 static struct sort_dimension bytes_sort_dimension = {
568         .name   = "bytes",
569         .cmp    = bytes_cmp,
570 };
571
572 static int frag_cmp(struct alloc_stat *l, struct alloc_stat *r)
573 {
574         double x, y;
575
576         x = fragmentation(l->bytes_req, l->bytes_alloc);
577         y = fragmentation(r->bytes_req, r->bytes_alloc);
578
579         if (x < y)
580                 return -1;
581         else if (x > y)
582                 return 1;
583         return 0;
584 }
585
586 static struct sort_dimension frag_sort_dimension = {
587         .name   = "frag",
588         .cmp    = frag_cmp,
589 };
590
591 static int pingpong_cmp(struct alloc_stat *l, struct alloc_stat *r)
592 {
593         if (l->pingpong < r->pingpong)
594                 return -1;
595         else if (l->pingpong > r->pingpong)
596                 return 1;
597         return 0;
598 }
599
600 static struct sort_dimension pingpong_sort_dimension = {
601         .name   = "pingpong",
602         .cmp    = pingpong_cmp,
603 };
604
605 static struct sort_dimension *avail_sorts[] = {
606         &ptr_sort_dimension,
607         &callsite_sort_dimension,
608         &hit_sort_dimension,
609         &bytes_sort_dimension,
610         &frag_sort_dimension,
611         &pingpong_sort_dimension,
612 };
613
614 #define NUM_AVAIL_SORTS \
615         (int)(sizeof(avail_sorts) / sizeof(struct sort_dimension *))
616
617 static int sort_dimension__add(const char *tok, struct list_head *list)
618 {
619         struct sort_dimension *sort;
620         int i;
621
622         for (i = 0; i < NUM_AVAIL_SORTS; i++) {
623                 if (!strcmp(avail_sorts[i]->name, tok)) {
624                         sort = malloc(sizeof(*sort));
625                         if (!sort)
626                                 die("malloc");
627                         memcpy(sort, avail_sorts[i], sizeof(*sort));
628                         list_add_tail(&sort->list, list);
629                         return 0;
630                 }
631         }
632
633         return -1;
634 }
635
636 static int setup_sorting(struct list_head *sort_list, const char *arg)
637 {
638         char *tok;
639         char *str = strdup(arg);
640
641         if (!str)
642                 die("strdup");
643
644         while (true) {
645                 tok = strsep(&str, ",");
646                 if (!tok)
647                         break;
648                 if (sort_dimension__add(tok, sort_list) < 0) {
649                         error("Unknown --sort key: '%s'", tok);
650                         return -1;
651                 }
652         }
653
654         free(str);
655         return 0;
656 }
657
658 static int parse_sort_opt(const struct option *opt __used,
659                           const char *arg, int unset __used)
660 {
661         if (!arg)
662                 return -1;
663
664         if (caller_flag > alloc_flag)
665                 return setup_sorting(&caller_sort, arg);
666         else
667                 return setup_sorting(&alloc_sort, arg);
668
669         return 0;
670 }
671
672 static int parse_caller_opt(const struct option *opt __used,
673                           const char *arg __used, int unset __used)
674 {
675         caller_flag = (alloc_flag + 1);
676         return 0;
677 }
678
679 static int parse_alloc_opt(const struct option *opt __used,
680                           const char *arg __used, int unset __used)
681 {
682         alloc_flag = (caller_flag + 1);
683         return 0;
684 }
685
686 static int parse_line_opt(const struct option *opt __used,
687                           const char *arg, int unset __used)
688 {
689         int lines;
690
691         if (!arg)
692                 return -1;
693
694         lines = strtoul(arg, NULL, 10);
695
696         if (caller_flag > alloc_flag)
697                 caller_lines = lines;
698         else
699                 alloc_lines = lines;
700
701         return 0;
702 }
703
704 static const struct option kmem_options[] = {
705         OPT_STRING('i', "input", &input_name, "file",
706                    "input file name"),
707         OPT_CALLBACK_NOOPT(0, "caller", NULL, NULL,
708                            "show per-callsite statistics",
709                            parse_caller_opt),
710         OPT_CALLBACK_NOOPT(0, "alloc", NULL, NULL,
711                            "show per-allocation statistics",
712                            parse_alloc_opt),
713         OPT_CALLBACK('s', "sort", NULL, "key[,key2...]",
714                      "sort by keys: ptr, call_site, bytes, hit, pingpong, frag",
715                      parse_sort_opt),
716         OPT_CALLBACK('l', "line", NULL, "num",
717                      "show n lines",
718                      parse_line_opt),
719         OPT_BOOLEAN(0, "raw-ip", &raw_ip, "show raw ip instead of symbol"),
720         OPT_END()
721 };
722
723 static const char *record_args[] = {
724         "record",
725         "-a",
726         "-R",
727         "-M",
728         "-f",
729         "-c", "1",
730         "-e", "kmem:kmalloc",
731         "-e", "kmem:kmalloc_node",
732         "-e", "kmem:kfree",
733         "-e", "kmem:kmem_cache_alloc",
734         "-e", "kmem:kmem_cache_alloc_node",
735         "-e", "kmem:kmem_cache_free",
736 };
737
738 static int __cmd_record(int argc, const char **argv)
739 {
740         unsigned int rec_argc, i, j;
741         const char **rec_argv;
742
743         rec_argc = ARRAY_SIZE(record_args) + argc - 1;
744         rec_argv = calloc(rec_argc + 1, sizeof(char *));
745
746         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(record_args); i++)
747                 rec_argv[i] = strdup(record_args[i]);
748
749         for (j = 1; j < (unsigned int)argc; j++, i++)
750                 rec_argv[i] = argv[j];
751
752         return cmd_record(i, rec_argv, NULL);
753 }
754
755 int cmd_kmem(int argc, const char **argv, const char *prefix __used)
756 {
757         argc = parse_options(argc, argv, kmem_options, kmem_usage, 0);
758
759         if (!argc)
760                 usage_with_options(kmem_usage, kmem_options);
761
762         symbol__init();
763
764         if (!strncmp(argv[0], "rec", 3)) {
765                 return __cmd_record(argc, argv);
766         } else if (!strcmp(argv[0], "stat")) {
767                 setup_cpunode_map();
768
769                 if (list_empty(&caller_sort))
770                         setup_sorting(&caller_sort, default_sort_order);
771                 if (list_empty(&alloc_sort))
772                         setup_sorting(&alloc_sort, default_sort_order);
773
774                 return __cmd_kmem();
775         }
776
777         return 0;
778 }
779