fedora core 6 1.2949 + vserver 2.2.0
[linux-2.6.git] / drivers / oprofile / buffer_sync.c
index 2dac57b..fd8b050 100644 (file)
@@ -6,6 +6,10 @@
  *
  * @author John Levon <levon@movementarian.org>
  *
+ * Modified by Aravind Menon for Xen
+ * These modifications are:
+ * Copyright (C) 2005 Hewlett-Packard Co.
+ *
  * This is the core of the buffer management. Each
  * CPU buffer is processed and entered into the
  * global event buffer. Such processing is necessary
 #include "cpu_buffer.h"
 #include "buffer_sync.h"
  
-#define DEFAULT_EXPIRE (HZ / 4)
-static void wq_sync_buffers(void *);
-static DECLARE_WORK(sync_wq, wq_sync_buffers, 0);
-static struct timer_list sync_timer;
-static void timer_ping(unsigned long data);
-static void sync_cpu_buffers(void);
+static LIST_HEAD(dying_tasks);
+static LIST_HEAD(dead_tasks);
+static cpumask_t marked_cpus = CPU_MASK_NONE;
+static DEFINE_SPINLOCK(task_mortuary);
+static void process_task_mortuary(void);
 
-/* We must make sure to process every entry in the CPU buffers
- * before a task got the PF_EXITING flag, otherwise we will hold
- * references to a possibly freed task_struct. We are safe with
- * samples past the PF_EXITING point in do_exit(), because we
- * explicitly check for that in cpu_buffer.c 
+
+/* Take ownership of the task struct and place it on the
+ * list for processing. Only after two full buffer syncs
+ * does the task eventually get freed, because by then
+ * we are sure we will not reference it again.
+ * Can be invoked from softirq via RCU callback due to
+ * call_rcu() of the task struct, hence the _irqsave.
  */
-static int exit_task_notify(struct notifier_block * self, unsigned long val, void * data)
+static int task_free_notify(struct notifier_block * self, unsigned long val, void * data)
 {
-       sync_cpu_buffers();
-       return 0;
+       unsigned long flags;
+       struct task_struct * task = data;
+       spin_lock_irqsave(&task_mortuary, flags);
+       list_add(&task->tasks, &dying_tasks);
+       spin_unlock_irqrestore(&task_mortuary, flags);
+       return NOTIFY_OK;
 }
-/* There are two cases of tasks modifying task->mm->mmap list we
- * must concern ourselves with. First, when a task is about to
- * exit (exit_mmap()), we should process the buffer to deal with
- * any samples in the CPU buffer, before we lose the ->mmap information
- * we need. It is vital to get this case correct, otherwise we can
- * end up trying to access a freed task_struct.
+
+
+/* The task is on its way out. A sync of the buffer means we can catch
+ * any remaining samples for this task.
  */
-static int mm_notify(struct notifier_block * self, unsigned long val, void * data)
+static int task_exit_notify(struct notifier_block * self, unsigned long val, void * data)
 {
-       sync_cpu_buffers();
-       return 0;
+       /* To avoid latency problems, we only process the current CPU,
+        * hoping that most samples for the task are on this CPU
+        */
+       sync_buffer(raw_smp_processor_id());
+       return 0;
 }
 
 
-/* Second, a task may unmap (part of) an executable mmap,
- * so we want to process samples before that happens too. This is merely
- * a QOI issue not a correctness one.
+/* The task is about to try a do_munmap(). We peek at what it's going to
+ * do, and if it's an executable region, process the samples first, so
+ * we don't lose any. This does not have to be exact, it's a QoI issue
+ * only.
  */
 static int munmap_notify(struct notifier_block * self, unsigned long val, void * data)
 {
-       /* Note that we cannot sync the buffers directly, because we might end up
-        * taking the the mmap_sem that we hold now inside of event_buffer_read()
-        * on a page fault, whilst holding buffer_sem - deadlock.
-        *
-        * This would mean a threaded reader of the event buffer, but we should
-        * prevent it anyway.
-        *
-        * Delaying the work in a context that doesn't hold the mmap_sem means
-        * that we won't lose samples from other mappings that current() may
-        * have. Note that either way, we lose any pending samples for what is
-        * being unmapped.
-        */
-       schedule_work(&sync_wq);
+       unsigned long addr = (unsigned long)data;
+       struct mm_struct * mm = current->mm;
+       struct vm_area_struct * mpnt;
+
+       down_read(&mm->mmap_sem);
+
+       mpnt = find_vma(mm, addr);
+       if (mpnt && mpnt->vm_file && (mpnt->vm_flags & VM_EXEC)) {
+               up_read(&mm->mmap_sem);
+               /* To avoid latency problems, we only process the current CPU,
+                * hoping that most samples for the task are on this CPU
+                */
+               sync_buffer(raw_smp_processor_id());
+               return 0;
+       }
+
+       up_read(&mm->mmap_sem);
        return 0;
 }
 
@@ -100,26 +111,26 @@ static int module_load_notify(struct notifier_block * self, unsigned long val, v
        if (val != MODULE_STATE_COMING)
                return 0;
 
-       sync_cpu_buffers();
-       down(&buffer_sem);
+       /* FIXME: should we process all CPU buffers ? */
+       mutex_lock(&buffer_mutex);
        add_event_entry(ESCAPE_CODE);
        add_event_entry(MODULE_LOADED_CODE);
-       up(&buffer_sem);
+       mutex_unlock(&buffer_mutex);
 #endif
        return 0;
 }
 
  
-static struct notifier_block exit_task_nb = {
-       .notifier_call  = exit_task_notify,
+static struct notifier_block task_free_nb = {
+       .notifier_call  = task_free_notify,
 };
 
-static struct notifier_block exec_unmap_nb = {
-       .notifier_call  = munmap_notify,
+static struct notifier_block task_exit_nb = {
+       .notifier_call  = task_exit_notify,
 };
 
-static struct notifier_block exit_mmap_nb = {
-       .notifier_call  = mm_notify,
+static struct notifier_block munmap_nb = {
+       .notifier_call  = munmap_notify,
 };
 
 static struct notifier_block module_load_nb = {
@@ -127,11 +138,12 @@ static struct notifier_block module_load_nb = {
 };
 
  
-static void end_sync_timer(void)
+static void end_sync(void)
 {
-       del_timer_sync(&sync_timer);
-       /* timer might have queued work, make sure it's completed. */
-       flush_scheduled_work();
+       end_cpu_work();
+       /* make sure we don't leak task structs */
+       process_task_mortuary();
+       process_task_mortuary();
 }
 
 
@@ -139,18 +151,15 @@ int sync_start(void)
 {
        int err;
 
-       init_timer(&sync_timer);
-       sync_timer.function = timer_ping;
-       sync_timer.expires = jiffies + DEFAULT_EXPIRE;
-       add_timer(&sync_timer);
+       start_cpu_work();
 
-       err = profile_event_register(EXIT_TASK, &exit_task_nb);
+       err = task_handoff_register(&task_free_nb);
        if (err)
                goto out1;
-       err = profile_event_register(EXIT_MMAP, &exit_mmap_nb);
+       err = profile_event_register(PROFILE_TASK_EXIT, &task_exit_nb);
        if (err)
                goto out2;
-       err = profile_event_register(EXEC_UNMAP, &exec_unmap_nb);
+       err = profile_event_register(PROFILE_MUNMAP, &munmap_nb);
        if (err)
                goto out3;
        err = register_module_notifier(&module_load_nb);
@@ -160,13 +169,13 @@ int sync_start(void)
 out:
        return err;
 out4:
-       profile_event_unregister(EXEC_UNMAP, &exec_unmap_nb);
+       profile_event_unregister(PROFILE_MUNMAP, &munmap_nb);
 out3:
-       profile_event_unregister(EXIT_MMAP, &exit_mmap_nb);
+       profile_event_unregister(PROFILE_TASK_EXIT, &task_exit_nb);
 out2:
-       profile_event_unregister(EXIT_TASK, &exit_task_nb);
+       task_handoff_unregister(&task_free_nb);
 out1:
-       end_sync_timer();
+       end_sync();
        goto out;
 }
 
@@ -174,10 +183,10 @@ out1:
 void sync_stop(void)
 {
        unregister_module_notifier(&module_load_nb);
-       profile_event_unregister(EXIT_TASK, &exit_task_nb);
-       profile_event_unregister(EXIT_MMAP, &exit_mmap_nb);
-       profile_event_unregister(EXEC_UNMAP, &exec_unmap_nb);
-       end_sync_timer();
+       profile_event_unregister(PROFILE_MUNMAP, &munmap_nb);
+       profile_event_unregister(PROFILE_TASK_EXIT, &task_exit_nb);
+       task_handoff_unregister(&task_free_nb);
+       end_sync();
 }
 
  
@@ -204,7 +213,7 @@ static inline unsigned long fast_get_dcookie(struct dentry * dentry,
  */
 static unsigned long get_exec_dcookie(struct mm_struct * mm)
 {
-       unsigned long cookie = 0;
+       unsigned long cookie = NO_COOKIE;
        struct vm_area_struct * vma;
  
        if (!mm)
@@ -215,8 +224,8 @@ static unsigned long get_exec_dcookie(struct mm_struct * mm)
                        continue;
                if (!(vma->vm_flags & VM_EXECUTABLE))
                        continue;
-               cookie = fast_get_dcookie(vma->vm_file->f_dentry,
-                       vma->vm_file->f_vfsmnt);
+               cookie = fast_get_dcookie(vma->vm_file->f_path.dentry,
+                       vma->vm_file->f_path.mnt);
                break;
        }
 
@@ -232,46 +241,69 @@ out:
  */
 static unsigned long lookup_dcookie(struct mm_struct * mm, unsigned long addr, off_t * offset)
 {
-       unsigned long cookie = 0;
+       unsigned long cookie = NO_COOKIE;
        struct vm_area_struct * vma;
 
        for (vma = find_vma(mm, addr); vma; vma = vma->vm_next) {
  
-               if (!vma->vm_file)
-                       continue;
-
                if (addr < vma->vm_start || addr >= vma->vm_end)
                        continue;
 
-               cookie = fast_get_dcookie(vma->vm_file->f_dentry,
-                       vma->vm_file->f_vfsmnt);
-               *offset = (vma->vm_pgoff << PAGE_SHIFT) + addr - vma->vm_start; 
+               if (vma->vm_file) {
+                       cookie = fast_get_dcookie(vma->vm_file->f_path.dentry,
+                               vma->vm_file->f_path.mnt);
+                       *offset = (vma->vm_pgoff << PAGE_SHIFT) + addr -
+                               vma->vm_start;
+               } else {
+                       /* must be an anonymous map */
+                       *offset = addr;
+               }
+
                break;
        }
 
+       if (!vma)
+               cookie = INVALID_COOKIE;
+
        return cookie;
 }
 
 
-static unsigned long last_cookie = ~0UL;
+static unsigned long last_cookie = INVALID_COOKIE;
  
 static void add_cpu_switch(int i)
 {
        add_event_entry(ESCAPE_CODE);
        add_event_entry(CPU_SWITCH_CODE);
        add_event_entry(i);
-       last_cookie = ~0UL;
+       last_cookie = INVALID_COOKIE;
 }
 
-static void add_kernel_ctx_switch(unsigned int in_kernel)
+static void add_cpu_mode_switch(unsigned int cpu_mode)
 {
        add_event_entry(ESCAPE_CODE);
-       if (in_kernel)
-               add_event_entry(KERNEL_ENTER_SWITCH_CODE); 
-       else
-               add_event_entry(KERNEL_EXIT_SWITCH_CODE); 
+       switch (cpu_mode) {
+       case CPU_MODE_USER:
+               add_event_entry(USER_ENTER_SWITCH_CODE);
+               break;
+       case CPU_MODE_KERNEL:
+               add_event_entry(KERNEL_ENTER_SWITCH_CODE);
+               break;
+       case CPU_MODE_XEN:
+               add_event_entry(XEN_ENTER_SWITCH_CODE);
+               break;
+       default:
+               break;
+       }
 }
+
+static void add_domain_switch(unsigned long domain_id)
+{
+       add_event_entry(ESCAPE_CODE);
+       add_event_entry(DOMAIN_SWITCH_CODE);
+       add_event_entry(domain_id);
+}
+
 static void
 add_user_ctx_switch(struct task_struct const * task, unsigned long cookie)
 {
@@ -294,6 +326,13 @@ static void add_cookie_switch(unsigned long cookie)
 }
 
  
+static void add_trace_begin(void)
+{
+       add_event_entry(ESCAPE_CODE);
+       add_event_entry(TRACE_BEGIN_CODE);
+}
+
+
 static void add_sample_entry(unsigned long offset, unsigned long event)
 {
        add_event_entry(offset);
@@ -301,16 +340,16 @@ static void add_sample_entry(unsigned long offset, unsigned long event)
 }
 
 
-static void add_us_sample(struct mm_struct * mm, struct op_sample * s)
+static int add_us_sample(struct mm_struct * mm, struct op_sample * s)
 {
        unsigned long cookie;
        off_t offset;
  
        cookie = lookup_dcookie(mm, s->eip, &offset);
  
-       if (!cookie) {
+       if (cookie == INVALID_COOKIE) {
                atomic_inc(&oprofile_stats.sample_lost_no_mapping);
-               return;
+               return 0;
        }
 
        if (cookie != last_cookie) {
@@ -319,6 +358,8 @@ static void add_us_sample(struct mm_struct * mm, struct op_sample * s)
        }
 
        add_sample_entry(offset, s->event);
+
+       return 1;
 }
 
  
@@ -326,54 +367,42 @@ static void add_us_sample(struct mm_struct * mm, struct op_sample * s)
  * sample is converted into a persistent dentry/offset pair
  * for later lookup from userspace.
  */
-static void add_sample(struct mm_struct * mm, struct op_sample * s, int in_kernel)
+static int
+add_sample(struct mm_struct * mm, struct op_sample * s, int cpu_mode)
 {
-       if (in_kernel) {
+       if (cpu_mode >= CPU_MODE_KERNEL) {
                add_sample_entry(s->eip, s->event);
+               return 1;
        } else if (mm) {
-               add_us_sample(mm, s);
+               return add_us_sample(mm, s);
        } else {
                atomic_inc(&oprofile_stats.sample_lost_no_mm);
        }
+       return 0;
 }
  
+
 static void release_mm(struct mm_struct * mm)
 {
-       if (mm)
-               up_read(&mm->mmap_sem);
+       if (!mm)
+               return;
+       up_read(&mm->mmap_sem);
+       mmput(mm);
 }
 
 
-/* Take the task's mmap_sem to protect ourselves from
- * races when we do lookup_dcookie().
- */
 static struct mm_struct * take_tasks_mm(struct task_struct * task)
 {
-       struct mm_struct * mm;
-       
-       /* Subtle. We don't need to keep a reference to this task's mm,
-        * because, for the mm to be freed on another CPU, that would have
-        * to go through the task exit notifier, which ends up sleeping
-        * on the buffer_sem we hold, so we end up with mutual exclusion
-        * anyway.
-        */
-       task_lock(task);
-       mm = task->mm;
-       task_unlock(task);
-       if (mm) {
-               /* needed to walk the task's VMAs */
+       struct mm_struct * mm = get_task_mm(task);
+       if (mm)
                down_read(&mm->mmap_sem);
-       }
        return mm;
 }
-static inline int is_ctx_switch(unsigned long val)
+
+
+static inline int is_code(unsigned long val)
 {
-       return val == ~0UL;
+       return val == ESCAPE_CODE;
 }
  
 
@@ -410,39 +439,112 @@ static void increment_tail(struct oprofile_cpu_buffer * b)
 
        rmb();
 
-       if (new_tail < (b->buffer_size))
+       if (new_tail < b->buffer_size)
                b->tail_pos = new_tail;
        else
                b->tail_pos = 0;
 }
 
 
+/* Move tasks along towards death. Any tasks on dead_tasks
+ * will definitely have no remaining references in any
+ * CPU buffers at this point, because we use two lists,
+ * and to have reached the list, it must have gone through
+ * one full sync already.
+ */
+static void process_task_mortuary(void)
+{
+       unsigned long flags;
+       LIST_HEAD(local_dead_tasks);
+       struct task_struct * task;
+       struct task_struct * ttask;
+
+       spin_lock_irqsave(&task_mortuary, flags);
+
+       list_splice_init(&dead_tasks, &local_dead_tasks);
+       list_splice_init(&dying_tasks, &dead_tasks);
+
+       spin_unlock_irqrestore(&task_mortuary, flags);
+
+       list_for_each_entry_safe(task, ttask, &local_dead_tasks, tasks) {
+               list_del(&task->tasks);
+               free_task(task);
+       }
+}
+
+
+static void mark_done(int cpu)
+{
+       int i;
+
+       cpu_set(cpu, marked_cpus);
+
+       for_each_online_cpu(i) {
+               if (!cpu_isset(i, marked_cpus))
+                       return;
+       }
+
+       /* All CPUs have been processed at least once,
+        * we can process the mortuary once
+        */
+       process_task_mortuary();
+
+       cpus_clear(marked_cpus);
+}
+
+
+/* FIXME: this is not sufficient if we implement syscall barrier backtrace
+ * traversal, the code switch to sb_sample_start at first kernel enter/exit
+ * switch so we need a fifth state and some special handling in sync_buffer()
+ */
+typedef enum {
+       sb_bt_ignore = -2,
+       sb_buffer_start,
+       sb_bt_start,
+       sb_sample_start,
+} sync_buffer_state;
+
 /* Sync one of the CPU's buffers into the global event buffer.
  * Here we need to go through each batch of samples punctuated
  * by context switch notes, taking the task's mmap_sem and doing
  * lookup in task->mm->mmap to convert EIP into dcookie/offset
  * value.
  */
-static void sync_buffer(struct oprofile_cpu_buffer * cpu_buf)
+void sync_buffer(int cpu)
 {
-       struct mm_struct * mm = 0;
+       struct oprofile_cpu_buffer * cpu_buf = &cpu_buffer[cpu];
+       struct mm_struct *mm = NULL;
        struct task_struct * new;
        unsigned long cookie = 0;
-       int in_kernel = 1;
+       int cpu_mode = 1;
        unsigned int i;
+       sync_buffer_state state = sb_buffer_start;
+       unsigned long available;
+       int domain_switch = 0;
+
+       mutex_lock(&buffer_mutex);
  
+       add_cpu_switch(cpu);
+
        /* Remember, only we can modify tail_pos */
 
-       unsigned long const available = get_slots(cpu_buf);
-  
-       for (i=0; i < available; ++i) {
+       available = get_slots(cpu_buf);
+
+       for (i = 0; i < available; ++i) {
                struct op_sample * s = &cpu_buf->buffer[cpu_buf->tail_pos];
  
-               if (is_ctx_switch(s->eip)) {
-                       if (s->event <= 1) {
-                               /* kernel/userspace switch */
-                               in_kernel = s->event;
-                               add_kernel_ctx_switch(s->event);
+               if (is_code(s->eip) && !domain_switch) {
+                       if (s->event <= CPU_MODE_XEN) {
+                               /* xen/kernel/userspace switch */
+                               cpu_mode = s->event;
+                               if (state == sb_buffer_start)
+                                       state = sb_sample_start;
+                               add_cpu_mode_switch(s->event);
+                       } else if (s->event == CPU_TRACE_BEGIN) {
+                               state = sb_bt_start;
+                               add_trace_begin();
+                       } else if (s->event == CPU_DOMAIN_SWITCH) {
+                                       domain_switch = 1;                              
                        } else {
                                struct mm_struct * oldmm = mm;
 
@@ -456,56 +558,25 @@ static void sync_buffer(struct oprofile_cpu_buffer * cpu_buf)
                                add_user_ctx_switch(new, cookie);
                        }
                } else {
-                       add_sample(mm, s, in_kernel);
+                       if (domain_switch) {
+                               add_domain_switch(s->eip);
+                               domain_switch = 0;
+                       } else {
+                               if (state >= sb_bt_start &&
+                                   !add_sample(mm, s, cpu_mode)) {
+                                       if (state == sb_bt_start) {
+                                               state = sb_bt_ignore;
+                                               atomic_inc(&oprofile_stats.bt_lost_no_mapping);
+                                       }
+                               }
+                       }
                }
 
                increment_tail(cpu_buf);
        }
        release_mm(mm);
-}
-/* Process each CPU's local buffer into the global
- * event buffer.
- */
-static void sync_cpu_buffers(void)
-{
-       int i;
-
-       down(&buffer_sem);
-       for (i = 0; i < NR_CPUS; ++i) {
-               struct oprofile_cpu_buffer * cpu_buf;
-               if (!cpu_possible(i))
-                       continue;
-               cpu_buf = &cpu_buffer[i];
-               add_cpu_switch(i);
-               sync_buffer(cpu_buf);
-       }
 
-       up(&buffer_sem);
-       mod_timer(&sync_timer, jiffies + DEFAULT_EXPIRE);
-}
+       mark_done(cpu);
 
-static void wq_sync_buffers(void * data)
-{
-       sync_cpu_buffers();
-}
-/* It is possible that we could have no munmap() or
- * other events for a period of time. This will lead
- * the CPU buffers to overflow and lose samples and
- * context switches. We try to reduce the problem
- * by timing out when nothing happens for a while.
- */
-static void timer_ping(unsigned long data)
-{
-       schedule_work(&sync_wq);
-       /* timer is re-added by the scheduled task */
+       mutex_unlock(&buffer_mutex);
 }