Merge branch 'fixes' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/evalenti/linux...
[linux/fpc-iii.git] / Documentation / RCU / trace.txt
blobec6998b1b6d04f3139ed6c066537cc059c89838d
1 CONFIG_RCU_TRACE debugfs Files and Formats
4 The rcutree and rcutiny implementations of RCU provide debugfs trace
5 output that summarizes counters and state.  This information is useful for
6 debugging RCU itself, and can sometimes also help to debug abuses of RCU.
7 The following sections describe the debugfs files and formats, first
8 for rcutree and next for rcutiny.
11 CONFIG_TREE_RCU and CONFIG_PREEMPT_RCU debugfs Files and Formats
13 These implementations of RCU provide several debugfs directories under the
14 top-level directory "rcu":
16 rcu/rcu_bh
17 rcu/rcu_preempt
18 rcu/rcu_sched
20 Each directory contains files for the corresponding flavor of RCU.
21 Note that rcu/rcu_preempt is only present for CONFIG_PREEMPT_RCU.
22 For CONFIG_TREE_RCU, the RCU flavor maps onto the RCU-sched flavor,
23 so that activity for both appears in rcu/rcu_sched.
25 In addition, the following file appears in the top-level directory:
26 rcu/rcutorture.  This file displays rcutorture test progress.  The output
27 of "cat rcu/rcutorture" looks as follows:
29 rcutorture test sequence: 0 (test in progress)
30 rcutorture update version number: 615
32 The first line shows the number of rcutorture tests that have completed
33 since boot.  If a test is currently running, the "(test in progress)"
34 string will appear as shown above.  The second line shows the number of
35 update cycles that the current test has started, or zero if there is
36 no test in progress.
39 Within each flavor directory (rcu/rcu_bh, rcu/rcu_sched, and possibly
40 also rcu/rcu_preempt) the following files will be present:
42 rcudata:
43         Displays fields in struct rcu_data.
44 rcuexp:
45         Displays statistics for expedited grace periods.
46 rcugp:
47         Displays grace-period counters.
48 rcuhier:
49         Displays the struct rcu_node hierarchy.
50 rcu_pending:
51         Displays counts of the reasons rcu_pending() decided that RCU had
52         work to do.
53 rcuboost:
54         Displays RCU boosting statistics.  Only present if
55         CONFIG_RCU_BOOST=y.
57 The output of "cat rcu/rcu_preempt/rcudata" looks as follows:
59   0!c=30455 g=30456 cnq=1/0:1 dt=126535/140000000000000/0 df=2002 of=4 ql=0/0 qs=N... b=10 ci=74572 nci=0 co=1131 ca=716
60   1!c=30719 g=30720 cnq=1/0:0 dt=132007/140000000000000/0 df=1874 of=10 ql=0/0 qs=N... b=10 ci=123209 nci=0 co=685 ca=982
61   2!c=30150 g=30151 cnq=1/1:1 dt=138537/140000000000000/0 df=1707 of=8 ql=0/0 qs=N... b=10 ci=80132 nci=0 co=1328 ca=1458
62   3 c=31249 g=31250 cnq=1/1:0 dt=107255/140000000000000/0 df=1749 of=6 ql=0/450 qs=NRW. b=10 ci=151700 nci=0 co=509 ca=622
63   4!c=29502 g=29503 cnq=1/0:1 dt=83647/140000000000000/0 df=965 of=5 ql=0/0 qs=N... b=10 ci=65643 nci=0 co=1373 ca=1521
64   5 c=31201 g=31202 cnq=1/0:1 dt=70422/0/0 df=535 of=7 ql=0/0 qs=.... b=10 ci=58500 nci=0 co=764 ca=698
65   6!c=30253 g=30254 cnq=1/0:1 dt=95363/140000000000000/0 df=780 of=5 ql=0/0 qs=N... b=10 ci=100607 nci=0 co=1414 ca=1353
66   7 c=31178 g=31178 cnq=1/0:0 dt=91536/0/0 df=547 of=4 ql=0/0 qs=.... b=10 ci=109819 nci=0 co=1115 ca=969
68 This file has one line per CPU, or eight for this 8-CPU system.
69 The fields are as follows:
71 o       The number at the beginning of each line is the CPU number.
72         CPUs numbers followed by an exclamation mark are offline,
73         but have been online at least once since boot.  There will be
74         no output for CPUs that have never been online, which can be
75         a good thing in the surprisingly common case where NR_CPUS is
76         substantially larger than the number of actual CPUs.
78 o       "c" is the count of grace periods that this CPU believes have
79         completed.  Offlined CPUs and CPUs in dynticks idle mode may lag
80         quite a ways behind, for example, CPU 4 under "rcu_sched" above,
81         which has been offline through 16 RCU grace periods.  It is not
82         unusual to see offline CPUs lagging by thousands of grace periods.
83         Note that although the grace-period number is an unsigned long,
84         it is printed out as a signed long to allow more human-friendly
85         representation near boot time.
87 o       "g" is the count of grace periods that this CPU believes have
88         started.  Again, offlined CPUs and CPUs in dynticks idle mode
89         may lag behind.  If the "c" and "g" values are equal, this CPU
90         has already reported a quiescent state for the last RCU grace
91         period that it is aware of, otherwise, the CPU believes that it
92         owes RCU a quiescent state.
94 o       "pq" indicates that this CPU has passed through a quiescent state
95         for the current grace period.  It is possible for "pq" to be
96         "1" and "c" different than "g", which indicates that although
97         the CPU has passed through a quiescent state, either (1) this
98         CPU has not yet reported that fact, (2) some other CPU has not
99         yet reported for this grace period, or (3) both.
101 o       "qp" indicates that RCU still expects a quiescent state from
102         this CPU.  Offlined CPUs and CPUs in dyntick idle mode might
103         well have qp=1, which is OK: RCU is still ignoring them.
105 o       "dt" is the current value of the dyntick counter that is incremented
106         when entering or leaving idle, either due to a context switch or
107         due to an interrupt.  This number is even if the CPU is in idle
108         from RCU's viewpoint and odd otherwise.  The number after the
109         first "/" is the interrupt nesting depth when in idle state,
110         or a large number added to the interrupt-nesting depth when
111         running a non-idle task.  Some architectures do not accurately
112         count interrupt nesting when running in non-idle kernel context,
113         which can result in interesting anomalies such as negative
114         interrupt-nesting levels.  The number after the second "/"
115         is the NMI nesting depth.
117 o       "df" is the number of times that some other CPU has forced a
118         quiescent state on behalf of this CPU due to this CPU being in
119         idle state.
121 o       "of" is the number of times that some other CPU has forced a
122         quiescent state on behalf of this CPU due to this CPU being
123         offline.  In a perfect world, this might never happen, but it
124         turns out that offlining and onlining a CPU can take several grace
125         periods, and so there is likely to be an extended period of time
126         when RCU believes that the CPU is online when it really is not.
127         Please note that erring in the other direction (RCU believing a
128         CPU is offline when it is really alive and kicking) is a fatal
129         error, so it makes sense to err conservatively.
131 o       "ql" is the number of RCU callbacks currently residing on
132         this CPU.  The first number is the number of "lazy" callbacks
133         that are known to RCU to only be freeing memory, and the number
134         after the "/" is the total number of callbacks, lazy or not.
135         These counters count callbacks regardless of what phase of
136         grace-period processing that they are in (new, waiting for
137         grace period to start, waiting for grace period to end, ready
138         to invoke).
140 o       "qs" gives an indication of the state of the callback queue
141         with four characters:
143         "N"     Indicates that there are callbacks queued that are not
144                 ready to be handled by the next grace period, and thus
145                 will be handled by the grace period following the next
146                 one.
148         "R"     Indicates that there are callbacks queued that are
149                 ready to be handled by the next grace period.
151         "W"     Indicates that there are callbacks queued that are
152                 waiting on the current grace period.
154         "D"     Indicates that there are callbacks queued that have
155                 already been handled by a prior grace period, and are
156                 thus waiting to be invoked.  Note that callbacks in
157                 the process of being invoked are not counted here.
158                 Callbacks in the process of being invoked are those
159                 that have been removed from the rcu_data structures
160                 queues by rcu_do_batch(), but which have not yet been
161                 invoked.
163         If there are no callbacks in a given one of the above states,
164         the corresponding character is replaced by ".".
166 o       "b" is the batch limit for this CPU.  If more than this number
167         of RCU callbacks is ready to invoke, then the remainder will
168         be deferred.
170 o       "ci" is the number of RCU callbacks that have been invoked for
171         this CPU.  Note that ci+nci+ql is the number of callbacks that have
172         been registered in absence of CPU-hotplug activity.
174 o       "nci" is the number of RCU callbacks that have been offloaded from
175         this CPU.  This will always be zero unless the kernel was built
176         with CONFIG_RCU_NOCB_CPU=y and the "rcu_nocbs=" kernel boot
177         parameter was specified.
179 o       "co" is the number of RCU callbacks that have been orphaned due to
180         this CPU going offline.  These orphaned callbacks have been moved
181         to an arbitrarily chosen online CPU.
183 o       "ca" is the number of RCU callbacks that have been adopted by this
184         CPU due to other CPUs going offline.  Note that ci+co-ca+ql is
185         the number of RCU callbacks registered on this CPU.
188 Kernels compiled with CONFIG_RCU_BOOST=y display the following from
189 /debug/rcu/rcu_preempt/rcudata:
191   0!c=12865 g=12866 cnq=1/0:1 dt=83113/140000000000000/0 df=288 of=11 ql=0/0 qs=N... kt=0/O ktl=944 b=10 ci=60709 nci=0 co=748 ca=871
192   1 c=14407 g=14408 cnq=1/0:0 dt=100679/140000000000000/0 df=378 of=7 ql=0/119 qs=NRW. kt=0/W ktl=9b6 b=10 ci=109740 nci=0 co=589 ca=485
193   2 c=14407 g=14408 cnq=1/0:0 dt=105486/0/0 df=90 of=9 ql=0/89 qs=NRW. kt=0/W ktl=c0c b=10 ci=83113 nci=0 co=533 ca=490
194   3 c=14407 g=14408 cnq=1/0:0 dt=107138/0/0 df=142 of=8 ql=0/188 qs=NRW. kt=0/W ktl=b96 b=10 ci=121114 nci=0 co=426 ca=290
195   4 c=14405 g=14406 cnq=1/0:1 dt=50238/0/0 df=706 of=7 ql=0/0 qs=.... kt=0/W ktl=812 b=10 ci=34929 nci=0 co=643 ca=114
196   5!c=14168 g=14169 cnq=1/0:0 dt=45465/140000000000000/0 df=161 of=11 ql=0/0 qs=N... kt=0/O ktl=b4d b=10 ci=47712 nci=0 co=677 ca=722
197   6 c=14404 g=14405 cnq=1/0:0 dt=59454/0/0 df=94 of=6 ql=0/0 qs=.... kt=0/W ktl=e57 b=10 ci=55597 nci=0 co=701 ca=811
198   7 c=14407 g=14408 cnq=1/0:1 dt=68850/0/0 df=31 of=8 ql=0/0 qs=.... kt=0/W ktl=14bd b=10 ci=77475 nci=0 co=508 ca=1042
200 This is similar to the output discussed above, but contains the following
201 additional fields:
203 o       "kt" is the per-CPU kernel-thread state.  The digit preceding
204         the first slash is zero if there is no work pending and 1
205         otherwise.  The character between the first pair of slashes is
206         as follows:
208         "S"     The kernel thread is stopped, in other words, all
209                 CPUs corresponding to this rcu_node structure are
210                 offline.
212         "R"     The kernel thread is running.
214         "W"     The kernel thread is waiting because there is no work
215                 for it to do.
217         "O"     The kernel thread is waiting because it has been
218                 forced off of its designated CPU or because its
219                 ->cpus_allowed mask permits it to run on other than
220                 its designated CPU.
222         "Y"     The kernel thread is yielding to avoid hogging CPU.
224         "?"     Unknown value, indicates a bug.
226         The number after the final slash is the CPU that the kthread
227         is actually running on.
229         This field is displayed only for CONFIG_RCU_BOOST kernels.
231 o       "ktl" is the low-order 16 bits (in hexadecimal) of the count of
232         the number of times that this CPU's per-CPU kthread has gone
233         through its loop servicing invoke_rcu_cpu_kthread() requests.
235         This field is displayed only for CONFIG_RCU_BOOST kernels.
238 The output of "cat rcu/rcu_preempt/rcuexp" looks as follows:
240 s=21872 wd0=0 wd1=0 wd2=0 wd3=5 n=0 enq=0 sc=21872
242 These fields are as follows:
244 o       "s" is the sequence number, with an odd number indicating that
245         an expedited grace period is in progress.
247 o       "wd0", "wd1", "wd2", and "wd3" are the number of times that an
248         attempt to start an expedited grace period found that someone
249         else had completed an expedited grace period that satisfies the
250         attempted request.  "Our work is done."
252 o       "n" is number of times that a concurrent CPU-hotplug operation
253         forced a fallback to a normal grace period.
255 o       "enq" is the number of quiescent states still outstanding.
257 o       "sc" is the number of times that the attempt to start a
258         new expedited grace period succeeded.
261 The output of "cat rcu/rcu_preempt/rcugp" looks as follows:
263 completed=31249  gpnum=31250  age=1  max=18
265 These fields are taken from the rcu_state structure, and are as follows:
267 o       "completed" is the number of grace periods that have completed.
268         It is comparable to the "c" field from rcu/rcudata in that a
269         CPU whose "c" field matches the value of "completed" is aware
270         that the corresponding RCU grace period has completed.
272 o       "gpnum" is the number of grace periods that have started.  It is
273         similarly comparable to the "g" field from rcu/rcudata in that
274         a CPU whose "g" field matches the value of "gpnum" is aware that
275         the corresponding RCU grace period has started.
277         If these two fields are equal, then there is no grace period
278         in progress, in other words, RCU is idle.  On the other hand,
279         if the two fields differ (as they are above), then an RCU grace
280         period is in progress.
282 o       "age" is the number of jiffies that the current grace period
283         has extended for, or zero if there is no grace period currently
284         in effect.
286 o       "max" is the age in jiffies of the longest-duration grace period
287         thus far.
289 The output of "cat rcu/rcu_preempt/rcuhier" looks as follows:
291 c=14407 g=14408 s=0 jfq=2 j=c863 nfqs=12040/nfqsng=0(12040) fqlh=1051 oqlen=0/0
292 3/3 ..>. 0:7 ^0
293 e/e ..>. 0:3 ^0    d/d ..>. 4:7 ^1
295 The fields are as follows:
297 o       "c" is exactly the same as "completed" under rcu/rcu_preempt/rcugp.
299 o       "g" is exactly the same as "gpnum" under rcu/rcu_preempt/rcugp.
301 o       "s" is the current state of the force_quiescent_state()
302         state machine.
304 o       "jfq" is the number of jiffies remaining for this grace period
305         before force_quiescent_state() is invoked to help push things
306         along.  Note that CPUs in idle mode throughout the grace period
307         will not report on their own, but rather must be check by some
308         other CPU via force_quiescent_state().
310 o       "j" is the low-order four hex digits of the jiffies counter.
311         Yes, Paul did run into a number of problems that turned out to
312         be due to the jiffies counter no longer counting.  Why do you ask?
314 o       "nfqs" is the number of calls to force_quiescent_state() since
315         boot.
317 o       "nfqsng" is the number of useless calls to force_quiescent_state(),
318         where there wasn't actually a grace period active.  This can
319         no longer happen due to grace-period processing being pushed
320         into a kthread.  The number in parentheses is the difference
321         between "nfqs" and "nfqsng", or the number of times that
322         force_quiescent_state() actually did some real work.
324 o       "fqlh" is the number of calls to force_quiescent_state() that
325         exited immediately (without even being counted in nfqs above)
326         due to contention on ->fqslock.
328 o       Each element of the form "3/3 ..>. 0:7 ^0" represents one rcu_node
329         structure.  Each line represents one level of the hierarchy,
330         from root to leaves.  It is best to think of the rcu_data
331         structures as forming yet another level after the leaves.
332         Note that there might be either one, two, three, or even four
333         levels of rcu_node structures, depending on the relationship
334         between CONFIG_RCU_FANOUT, CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF (possibly
335         adjusted using the rcu_fanout_leaf kernel boot parameter), and
336         CONFIG_NR_CPUS (possibly adjusted using the nr_cpu_ids count of
337         possible CPUs for the booting hardware).
339         o       The numbers separated by the "/" are the qsmask followed
340                 by the qsmaskinit.  The qsmask will have one bit
341                 set for each entity in the next lower level that has
342                 not yet checked in for the current grace period ("e"
343                 indicating CPUs 5, 6, and 7 in the example above).
344                 The qsmaskinit will have one bit for each entity that is
345                 currently expected to check in during each grace period.
346                 The value of qsmaskinit is assigned to that of qsmask
347                 at the beginning of each grace period.
349         o       The characters separated by the ">" indicate the state
350                 of the blocked-tasks lists.  A "G" preceding the ">"
351                 indicates that at least one task blocked in an RCU
352                 read-side critical section blocks the current grace
353                 period, while a "E" preceding the ">" indicates that
354                 at least one task blocked in an RCU read-side critical
355                 section blocks the current expedited grace period.
356                 A "T" character following the ">" indicates that at
357                 least one task is blocked within an RCU read-side
358                 critical section, regardless of whether any current
359                 grace period (expedited or normal) is inconvenienced.
360                 A "." character appears if the corresponding condition
361                 does not hold, so that "..>." indicates that no tasks
362                 are blocked.  In contrast, "GE>T" indicates maximal
363                 inconvenience from blocked tasks.  CONFIG_TREE_RCU
364                 builds of the kernel will always show "..>.".
366         o       The numbers separated by the ":" are the range of CPUs
367                 served by this struct rcu_node.  This can be helpful
368                 in working out how the hierarchy is wired together.
370                 For example, the example rcu_node structure shown above
371                 has "0:7", indicating that it covers CPUs 0 through 7.
373         o       The number after the "^" indicates the bit in the
374                 next higher level rcu_node structure that this rcu_node
375                 structure corresponds to.  For example, the "d/d ..>. 4:7
376                 ^1" has a "1" in this position, indicating that it
377                 corresponds to the "1" bit in the "3" shown in the
378                 "3/3 ..>. 0:7 ^0" entry on the next level up.
381 The output of "cat rcu/rcu_sched/rcu_pending" looks as follows:
383   0!np=26111 qsp=29 rpq=5386 cbr=1 cng=570 gpc=3674 gps=577 nn=15903 ndw=0
384   1!np=28913 qsp=35 rpq=6097 cbr=1 cng=448 gpc=3700 gps=554 nn=18113 ndw=0
385   2!np=32740 qsp=37 rpq=6202 cbr=0 cng=476 gpc=4627 gps=546 nn=20889 ndw=0
386   3 np=23679 qsp=22 rpq=5044 cbr=1 cng=415 gpc=3403 gps=347 nn=14469 ndw=0
387   4!np=30714 qsp=4 rpq=5574 cbr=0 cng=528 gpc=3931 gps=639 nn=20042 ndw=0
388   5 np=28910 qsp=2 rpq=5246 cbr=0 cng=428 gpc=4105 gps=709 nn=18422 ndw=0
389   6!np=38648 qsp=5 rpq=7076 cbr=0 cng=840 gpc=4072 gps=961 nn=25699 ndw=0
390   7 np=37275 qsp=2 rpq=6873 cbr=0 cng=868 gpc=3416 gps=971 nn=25147 ndw=0
392 The fields are as follows:
394 o       The leading number is the CPU number, with "!" indicating
395         an offline CPU.
397 o       "np" is the number of times that __rcu_pending() has been invoked
398         for the corresponding flavor of RCU.
400 o       "qsp" is the number of times that the RCU was waiting for a
401         quiescent state from this CPU.
403 o       "rpq" is the number of times that the CPU had passed through
404         a quiescent state, but not yet reported it to RCU.
406 o       "cbr" is the number of times that this CPU had RCU callbacks
407         that had passed through a grace period, and were thus ready
408         to be invoked.
410 o       "cng" is the number of times that this CPU needed another
411         grace period while RCU was idle.
413 o       "gpc" is the number of times that an old grace period had
414         completed, but this CPU was not yet aware of it.
416 o       "gps" is the number of times that a new grace period had started,
417         but this CPU was not yet aware of it.
419 o       "ndw" is the number of times that a wakeup of an rcuo
420         callback-offload kthread had to be deferred in order to avoid
421         deadlock.
423 o       "nn" is the number of times that this CPU needed nothing.
426 The output of "cat rcu/rcuboost" looks as follows:
428 0:3 tasks=.... kt=W ntb=0 neb=0 nnb=0 j=c864 bt=c894
429     balk: nt=0 egt=4695 bt=0 nb=0 ny=56 nos=0
430 4:7 tasks=.... kt=W ntb=0 neb=0 nnb=0 j=c864 bt=c894
431     balk: nt=0 egt=6541 bt=0 nb=0 ny=126 nos=0
433 This information is output only for rcu_preempt.  Each two-line entry
434 corresponds to a leaf rcu_node structure.  The fields are as follows:
436 o       "n:m" is the CPU-number range for the corresponding two-line
437         entry.  In the sample output above, the first entry covers
438         CPUs zero through three and the second entry covers CPUs four
439         through seven.
441 o       "tasks=TNEB" gives the state of the various segments of the
442         rnp->blocked_tasks list:
444         "T"     This indicates that there are some tasks that blocked
445                 while running on one of the corresponding CPUs while
446                 in an RCU read-side critical section.
448         "N"     This indicates that some of the blocked tasks are preventing
449                 the current normal (non-expedited) grace period from
450                 completing.
452         "E"     This indicates that some of the blocked tasks are preventing
453                 the current expedited grace period from completing.
455         "B"     This indicates that some of the blocked tasks are in
456                 need of RCU priority boosting.
458         Each character is replaced with "." if the corresponding
459         condition does not hold.
461 o       "kt" is the state of the RCU priority-boosting kernel
462         thread associated with the corresponding rcu_node structure.
463         The state can be one of the following:
465         "S"     The kernel thread is stopped, in other words, all
466                 CPUs corresponding to this rcu_node structure are
467                 offline.
469         "R"     The kernel thread is running.
471         "W"     The kernel thread is waiting because there is no work
472                 for it to do.
474         "Y"     The kernel thread is yielding to avoid hogging CPU.
476         "?"     Unknown value, indicates a bug.
478 o       "ntb" is the number of tasks boosted.
480 o       "neb" is the number of tasks boosted in order to complete an
481         expedited grace period.
483 o       "nnb" is the number of tasks boosted in order to complete a
484         normal (non-expedited) grace period.  When boosting a task
485         that was blocking both an expedited and a normal grace period,
486         it is counted against the expedited total above.
488 o       "j" is the low-order 16 bits of the jiffies counter in
489         hexadecimal.
491 o       "bt" is the low-order 16 bits of the value that the jiffies
492         counter will have when we next start boosting, assuming that
493         the current grace period does not end beforehand.  This is
494         also in hexadecimal.
496 o       "balk: nt" counts the number of times we didn't boost (in
497         other words, we balked) even though it was time to boost because
498         there were no blocked tasks to boost.  This situation occurs
499         when there is one blocked task on one rcu_node structure and
500         none on some other rcu_node structure.
502 o       "egt" counts the number of times we balked because although
503         there were blocked tasks, none of them were blocking the
504         current grace period, whether expedited or otherwise.
506 o       "bt" counts the number of times we balked because boosting
507         had already been initiated for the current grace period.
509 o       "nb" counts the number of times we balked because there
510         was at least one task blocking the current non-expedited grace
511         period that never had blocked.  If it is already running, it
512         just won't help to boost its priority!
514 o       "ny" counts the number of times we balked because it was
515         not yet time to start boosting.
517 o       "nos" counts the number of times we balked for other
518         reasons, e.g., the grace period ended first.
521 CONFIG_TINY_RCU debugfs Files and Formats
523 These implementations of RCU provides a single debugfs file under the
524 top-level directory RCU, namely rcu/rcudata, which displays fields in
525 rcu_bh_ctrlblk and rcu_sched_ctrlblk.
527 The output of "cat rcu/rcudata" is as follows:
529 rcu_sched: qlen: 0
530 rcu_bh: qlen: 0
532 This is split into rcu_sched and rcu_bh sections.  The field is as
533 follows:
535 o       "qlen" is the number of RCU callbacks currently waiting either
536         for an RCU grace period or waiting to be invoked.  This is the
537         only field present for rcu_sched and rcu_bh, due to the
538         short-circuiting of grace period in those two cases.