perf symbols: Adopt the strlists for dso, comm
[linux-3.10.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 int sample_type_check(struct perf_session *session)
346 {
347         if (!(session->sample_type & PERF_SAMPLE_RAW)) {
348                 fprintf(stderr,
349                         "No trace sample to read. Did you call perf record "
350                         "without -R?");
351                 return -1;
352         }
353
354         return 0;
355 }
356
357 static struct perf_event_ops event_ops = {
358         .process_sample_event   = process_sample_event,
359         .process_comm_event     = event__process_comm,
360         .sample_type_check      = sample_type_check,
361 };
362
363 static double fragmentation(unsigned long n_req, unsigned long n_alloc)
364 {
365         if (n_alloc == 0)
366                 return 0.0;
367         else
368                 return 100.0 - (100.0 * n_req / n_alloc);
369 }
370
371 static void __print_result(struct rb_root *root, struct perf_session *session,
372                            int n_lines, int is_caller)
373 {
374         struct rb_node *next;
375
376         printf("%.102s\n", graph_dotted_line);
377         printf(" %-34s |",  is_caller ? "Callsite": "Alloc Ptr");
378         printf(" Total_alloc/Per | Total_req/Per   | Hit   | Ping-pong | Frag\n");
379         printf("%.102s\n", graph_dotted_line);
380
381         next = rb_first(root);
382
383         while (next && n_lines--) {
384                 struct alloc_stat *data = rb_entry(next, struct alloc_stat,
385                                                    node);
386                 struct symbol *sym = NULL;
387                 char buf[BUFSIZ];
388                 u64 addr;
389
390                 if (is_caller) {
391                         addr = data->call_site;
392                         if (!raw_ip)
393                                 sym = map_groups__find_function(&session->kmaps, session, addr, NULL);
394                 } else
395                         addr = data->ptr;
396
397                 if (sym != NULL)
398                         snprintf(buf, sizeof(buf), "%s+%Lx", sym->name,
399                                  addr - sym->start);
400                 else
401                         snprintf(buf, sizeof(buf), "%#Lx", addr);
402                 printf(" %-34s |", buf);
403
404                 printf(" %9llu/%-5lu | %9llu/%-5lu | %6lu | %8lu | %6.3f%%\n",
405                        (unsigned long long)data->bytes_alloc,
406                        (unsigned long)data->bytes_alloc / data->hit,
407                        (unsigned long long)data->bytes_req,
408                        (unsigned long)data->bytes_req / data->hit,
409                        (unsigned long)data->hit,
410                        (unsigned long)data->pingpong,
411                        fragmentation(data->bytes_req, data->bytes_alloc));
412
413                 next = rb_next(next);
414         }
415
416         if (n_lines == -1)
417                 printf(" ...                                | ...             | ...             | ...    | ...      | ...   \n");
418
419         printf("%.102s\n", graph_dotted_line);
420 }
421
422 static void print_summary(void)
423 {
424         printf("\nSUMMARY\n=======\n");
425         printf("Total bytes requested: %lu\n", total_requested);
426         printf("Total bytes allocated: %lu\n", total_allocated);
427         printf("Total bytes wasted on internal fragmentation: %lu\n",
428                total_allocated - total_requested);
429         printf("Internal fragmentation: %f%%\n",
430                fragmentation(total_requested, total_allocated));
431         printf("Cross CPU allocations: %lu/%lu\n", nr_cross_allocs, nr_allocs);
432 }
433
434 static void print_result(struct perf_session *session)
435 {
436         if (caller_flag)
437                 __print_result(&root_caller_sorted, session, caller_lines, 1);
438         if (alloc_flag)
439                 __print_result(&root_alloc_sorted, session, alloc_lines, 0);
440         print_summary();
441 }
442
443 struct sort_dimension {
444         const char              name[20];
445         sort_fn_t               cmp;
446         struct list_head        list;
447 };
448
449 static LIST_HEAD(caller_sort);
450 static LIST_HEAD(alloc_sort);
451
452 static void sort_insert(struct rb_root *root, struct alloc_stat *data,
453                         struct list_head *sort_list)
454 {
455         struct rb_node **new = &(root->rb_node);
456         struct rb_node *parent = NULL;
457         struct sort_dimension *sort;
458
459         while (*new) {
460                 struct alloc_stat *this;
461                 int cmp = 0;
462
463                 this = rb_entry(*new, struct alloc_stat, node);
464                 parent = *new;
465
466                 list_for_each_entry(sort, sort_list, list) {
467                         cmp = sort->cmp(data, this);
468                         if (cmp)
469                                 break;
470                 }
471
472                 if (cmp > 0)
473                         new = &((*new)->rb_left);
474                 else
475                         new = &((*new)->rb_right);
476         }
477
478         rb_link_node(&data->node, parent, new);
479         rb_insert_color(&data->node, root);
480 }
481
482 static void __sort_result(struct rb_root *root, struct rb_root *root_sorted,
483                           struct list_head *sort_list)
484 {
485         struct rb_node *node;
486         struct alloc_stat *data;
487
488         for (;;) {
489                 node = rb_first(root);
490                 if (!node)
491                         break;
492
493                 rb_erase(node, root);
494                 data = rb_entry(node, struct alloc_stat, node);
495                 sort_insert(root_sorted, data, sort_list);
496         }
497 }
498
499 static void sort_result(void)
500 {
501         __sort_result(&root_alloc_stat, &root_alloc_sorted, &alloc_sort);
502         __sort_result(&root_caller_stat, &root_caller_sorted, &caller_sort);
503 }
504
505 static int __cmd_kmem(void)
506 {
507         int err;
508         struct perf_session *session = perf_session__new(input_name, O_RDONLY, 0);
509         if (session == NULL)
510                 return -ENOMEM;
511
512         setup_pager();
513         err = perf_session__process_events(session, &event_ops);
514         if (err != 0)
515                 goto out_delete;
516         sort_result();
517         print_result(session);
518 out_delete:
519         perf_session__delete(session);
520         return err;
521 }
522
523 static const char * const kmem_usage[] = {
524         "perf kmem [<options>] {record|stat}",
525         NULL
526 };
527
528 static int ptr_cmp(struct alloc_stat *l, struct alloc_stat *r)
529 {
530         if (l->ptr < r->ptr)
531                 return -1;
532         else if (l->ptr > r->ptr)
533                 return 1;
534         return 0;
535 }
536
537 static struct sort_dimension ptr_sort_dimension = {
538         .name   = "ptr",
539         .cmp    = ptr_cmp,
540 };
541
542 static int callsite_cmp(struct alloc_stat *l, struct alloc_stat *r)
543 {
544         if (l->call_site < r->call_site)
545                 return -1;
546         else if (l->call_site > r->call_site)
547                 return 1;
548         return 0;
549 }
550
551 static struct sort_dimension callsite_sort_dimension = {
552         .name   = "callsite",
553         .cmp    = callsite_cmp,
554 };
555
556 static int hit_cmp(struct alloc_stat *l, struct alloc_stat *r)
557 {
558         if (l->hit < r->hit)
559                 return -1;
560         else if (l->hit > r->hit)
561                 return 1;
562         return 0;
563 }
564
565 static struct sort_dimension hit_sort_dimension = {
566         .name   = "hit",
567         .cmp    = hit_cmp,
568 };
569
570 static int bytes_cmp(struct alloc_stat *l, struct alloc_stat *r)
571 {
572         if (l->bytes_alloc < r->bytes_alloc)
573                 return -1;
574         else if (l->bytes_alloc > r->bytes_alloc)
575                 return 1;
576         return 0;
577 }
578
579 static struct sort_dimension bytes_sort_dimension = {
580         .name   = "bytes",
581         .cmp    = bytes_cmp,
582 };
583
584 static int frag_cmp(struct alloc_stat *l, struct alloc_stat *r)
585 {
586         double x, y;
587
588         x = fragmentation(l->bytes_req, l->bytes_alloc);
589         y = fragmentation(r->bytes_req, r->bytes_alloc);
590
591         if (x < y)
592                 return -1;
593         else if (x > y)
594                 return 1;
595         return 0;
596 }
597
598 static struct sort_dimension frag_sort_dimension = {
599         .name   = "frag",
600         .cmp    = frag_cmp,
601 };
602
603 static int pingpong_cmp(struct alloc_stat *l, struct alloc_stat *r)
604 {
605         if (l->pingpong < r->pingpong)
606                 return -1;
607         else if (l->pingpong > r->pingpong)
608                 return 1;
609         return 0;
610 }
611
612 static struct sort_dimension pingpong_sort_dimension = {
613         .name   = "pingpong",
614         .cmp    = pingpong_cmp,
615 };
616
617 static struct sort_dimension *avail_sorts[] = {
618         &ptr_sort_dimension,
619         &callsite_sort_dimension,
620         &hit_sort_dimension,
621         &bytes_sort_dimension,
622         &frag_sort_dimension,
623         &pingpong_sort_dimension,
624 };
625
626 #define NUM_AVAIL_SORTS \
627         (int)(sizeof(avail_sorts) / sizeof(struct sort_dimension *))
628
629 static int sort_dimension__add(const char *tok, struct list_head *list)
630 {
631         struct sort_dimension *sort;
632         int i;
633
634         for (i = 0; i < NUM_AVAIL_SORTS; i++) {
635                 if (!strcmp(avail_sorts[i]->name, tok)) {
636                         sort = malloc(sizeof(*sort));
637                         if (!sort)
638                                 die("malloc");
639                         memcpy(sort, avail_sorts[i], sizeof(*sort));
640                         list_add_tail(&sort->list, list);
641                         return 0;
642                 }
643         }
644
645         return -1;
646 }
647
648 static int setup_sorting(struct list_head *sort_list, const char *arg)
649 {
650         char *tok;
651         char *str = strdup(arg);
652
653         if (!str)
654                 die("strdup");
655
656         while (true) {
657                 tok = strsep(&str, ",");
658                 if (!tok)
659                         break;
660                 if (sort_dimension__add(tok, sort_list) < 0) {
661                         error("Unknown --sort key: '%s'", tok);
662                         return -1;
663                 }
664         }
665
666         free(str);
667         return 0;
668 }
669
670 static int parse_sort_opt(const struct option *opt __used,
671                           const char *arg, int unset __used)
672 {
673         if (!arg)
674                 return -1;
675
676         if (caller_flag > alloc_flag)
677                 return setup_sorting(&caller_sort, arg);
678         else
679                 return setup_sorting(&alloc_sort, arg);
680
681         return 0;
682 }
683
684 static int parse_caller_opt(const struct option *opt __used,
685                           const char *arg __used, int unset __used)
686 {
687         caller_flag = (alloc_flag + 1);
688         return 0;
689 }
690
691 static int parse_alloc_opt(const struct option *opt __used,
692                           const char *arg __used, int unset __used)
693 {
694         alloc_flag = (caller_flag + 1);
695         return 0;
696 }
697
698 static int parse_line_opt(const struct option *opt __used,
699                           const char *arg, int unset __used)
700 {
701         int lines;
702
703         if (!arg)
704                 return -1;
705
706         lines = strtoul(arg, NULL, 10);
707
708         if (caller_flag > alloc_flag)
709                 caller_lines = lines;
710         else
711                 alloc_lines = lines;
712
713         return 0;
714 }
715
716 static const struct option kmem_options[] = {
717         OPT_STRING('i', "input", &input_name, "file",
718                    "input file name"),
719         OPT_CALLBACK_NOOPT(0, "caller", NULL, NULL,
720                            "show per-callsite statistics",
721                            parse_caller_opt),
722         OPT_CALLBACK_NOOPT(0, "alloc", NULL, NULL,
723                            "show per-allocation statistics",
724                            parse_alloc_opt),
725         OPT_CALLBACK('s', "sort", NULL, "key[,key2...]",
726                      "sort by keys: ptr, call_site, bytes, hit, pingpong, frag",
727                      parse_sort_opt),
728         OPT_CALLBACK('l', "line", NULL, "num",
729                      "show n lines",
730                      parse_line_opt),
731         OPT_BOOLEAN(0, "raw-ip", &raw_ip, "show raw ip instead of symbol"),
732         OPT_END()
733 };
734
735 static const char *record_args[] = {
736         "record",
737         "-a",
738         "-R",
739         "-M",
740         "-f",
741         "-c", "1",
742         "-e", "kmem:kmalloc",
743         "-e", "kmem:kmalloc_node",
744         "-e", "kmem:kfree",
745         "-e", "kmem:kmem_cache_alloc",
746         "-e", "kmem:kmem_cache_alloc_node",
747         "-e", "kmem:kmem_cache_free",
748 };
749
750 static int __cmd_record(int argc, const char **argv)
751 {
752         unsigned int rec_argc, i, j;
753         const char **rec_argv;
754
755         rec_argc = ARRAY_SIZE(record_args) + argc - 1;
756         rec_argv = calloc(rec_argc + 1, sizeof(char *));
757
758         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(record_args); i++)
759                 rec_argv[i] = strdup(record_args[i]);
760
761         for (j = 1; j < (unsigned int)argc; j++, i++)
762                 rec_argv[i] = argv[j];
763
764         return cmd_record(i, rec_argv, NULL);
765 }
766
767 int cmd_kmem(int argc, const char **argv, const char *prefix __used)
768 {
769         argc = parse_options(argc, argv, kmem_options, kmem_usage, 0);
770
771         if (!argc)
772                 usage_with_options(kmem_usage, kmem_options);
773
774         symbol__init();
775
776         if (!strncmp(argv[0], "rec", 3)) {
777                 return __cmd_record(argc, argv);
778         } else if (!strcmp(argv[0], "stat")) {
779                 setup_cpunode_map();
780
781                 if (list_empty(&caller_sort))
782                         setup_sorting(&caller_sort, default_sort_order);
783                 if (list_empty(&alloc_sort))
784                         setup_sorting(&alloc_sort, default_sort_order);
785
786                 return __cmd_kmem();
787         }
788
789         return 0;
790 }
791