sys/cddl/dev/sdt/sdt.c

   1 /*
   2  * CDDL HEADER START
   3  *
   4  * The contents of this file are subject to the terms of the
   5  * Common Development and Distribution License (the "License").
   6  * You may not use this file except in compliance with the License.
   7  *
   8  * You can obtain a copy of the license at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE
   9  * or http://www.opensolaris.org/os/licensing.
  10  * See the License for the specific language governing permissions
  11  * and limitations under the License.
  12  *
  13  * When distributing Covered Code, include this CDDL HEADER in each
  14  * file and include the License file at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE.
  15  * If applicable, add the following below this CDDL HEADER, with the
  16  * fields enclosed by brackets "[]" replaced with your own identifying
  17  * information: Portions Copyright [yyyy] [name of copyright owner]
  18  *
  19  * CDDL HEADER END
  20  *
  21  * Portions Copyright 2006-2008 John Birrell jb@freebsd.org
  22  *
  23  * $FreeBSD$
  24  *
  25  */
  26
  27 /*
  28  * This file contains a reimplementation of the statically-defined tracing (SDT)
  29  * framework for DTrace. Probes and SDT providers are defined using the macros
  30  * in sys/sdt.h, which append all the needed structures to linker sets. When
  31  * this module is loaded, it iterates over all of the loaded modules and
  32  * registers probes and providers with the DTrace framework based on the
  33  * contents of these linker sets.
  34  *
  35  * A list of SDT providers is maintained here since a provider may span multiple
  36  * modules. When a kernel module is unloaded, a provider defined in that module
  37  * is unregistered only if no other modules refer to it. The DTrace framework is
  38  * responsible for destroying individual probes when a kernel module is
  39  * unloaded; in particular, probes may not span multiple kernel modules.
  40  */
  41
  42 #include "opt_kdtrace.h"
  43
  44 #include <sys/cdefs.h>
  45 #include <sys/param.h>
  46 #include <sys/systm.h>
  47
  48 #include <sys/conf.h>
  49 #include <sys/eventhandler.h>
  50 #include <sys/kernel.h>
  51 #include <sys/limits.h>
  52 #include <sys/linker.h>
  53 #include <sys/linker_set.h>
  54 #include <sys/lock.h>
  55 #include <sys/malloc.h>
  56 #include <sys/module.h>
  57 #include <sys/mutex.h>
  58 #include <sys/queue.h>
  59 #include <sys/sdt.h>
  60
  61 #include <sys/dtrace.h>
  62 #include <sys/dtrace_bsd.h>
  63
  64 /* DTrace methods. */
  65 static void     sdt_getargdesc(void *, dtrace_id_t, void *, dtrace_argdesc_t *);
  66 static void     sdt_provide_probes(void *, dtrace_probedesc_t *);
  67 static void     sdt_destroy(void *, dtrace_id_t, void *);
  68 static void     sdt_enable(void *, dtrace_id_t, void *);
  69 static void     sdt_disable(void *, dtrace_id_t, void *);
  70
  71 static void     sdt_load(void);
  72 static int      sdt_unload(void);
  73 static void     sdt_create_provider(struct sdt_provider *);
  74 static void     sdt_create_probe(struct sdt_probe *);
  75 static void     sdt_kld_load(void *, struct linker_file *);
  76 static void     sdt_kld_unload_try(void *, struct linker_file *, int *);
  77
  78 static MALLOC_DEFINE(M_SDT, "SDT", "DTrace SDT providers");
  79
  80 static dtrace_pattr_t sdt_attr = {
  81 { DTRACE_STABILITY_EVOLVING, DTRACE_STABILITY_EVOLVING, DTRACE_CLASS_COMMON },
  82 { DTRACE_STABILITY_PRIVATE, DTRACE_STABILITY_PRIVATE, DTRACE_CLASS_UNKNOWN },
  83 { DTRACE_STABILITY_PRIVATE, DTRACE_STABILITY_PRIVATE, DTRACE_CLASS_ISA },
  84 { DTRACE_STABILITY_EVOLVING, DTRACE_STABILITY_EVOLVING, DTRACE_CLASS_COMMON },
  85 { DTRACE_STABILITY_PRIVATE, DTRACE_STABILITY_PRIVATE, DTRACE_CLASS_ISA },
  86 };
  87
  88 static dtrace_pops_t sdt_pops = {
  89         sdt_provide_probes,
  90         NULL,
  91         sdt_enable,
  92         sdt_disable,
  93         NULL,
  94         NULL,
  95         sdt_getargdesc,
  96         NULL,
  97         NULL,
  98         sdt_destroy,
  99 };
 100
 101 static TAILQ_HEAD(, sdt_provider) sdt_prov_list;
 102
 103 static eventhandler_tag sdt_kld_load_tag;
 104 static eventhandler_tag sdt_kld_unload_try_tag;
 105
 106 static void
 107 sdt_create_provider(struct sdt_provider *prov)
 108 {
 109         struct sdt_provider *curr, *newprov;
 110
 111         TAILQ_FOREACH(curr, &sdt_prov_list, prov_entry)
 112                 if (strcmp(prov->name, curr->name) == 0) {
 113                         /* The provider has already been defined. */
 114                         curr->sdt_refs++;
 115                         return;
 116                 }
 117
 118         /*
 119          * Make a copy of prov so that we don't lose fields if its module is
 120          * unloaded but the provider isn't destroyed. This could happen with
 121          * a provider that spans multiple modules.
 122          */
 123         newprov = malloc(sizeof(*newprov), M_SDT, M_WAITOK | M_ZERO);
 124         newprov->name = strdup(prov->name, M_SDT);
 125         prov->sdt_refs = newprov->sdt_refs = 1;
 126
 127         TAILQ_INSERT_TAIL(&sdt_prov_list, newprov, prov_entry);
 128
 129         (void)dtrace_register(newprov->name, &sdt_attr, DTRACE_PRIV_USER, NULL,
 130             &sdt_pops, NULL, (dtrace_provider_id_t *)&newprov->id);
 131         prov->id = newprov->id;
 132 }
 133
 134 static void
 135 sdt_create_probe(struct sdt_probe *probe)
 136 {
 137         struct sdt_provider *prov;
 138         char mod[DTRACE_MODNAMELEN];
 139         char func[DTRACE_FUNCNAMELEN];
 140         char name[DTRACE_NAMELEN];
 141         const char *from;
 142         char *to;
 143         size_t len;
 144
 145         if (probe->version != (int)sizeof(*probe)) {
 146                 printf("ignoring probe %p, version %u expected %u\n",
 147                     probe, probe->version, (int)sizeof(*probe));
 148                 return;
 149         }
 150
 151         TAILQ_FOREACH(prov, &sdt_prov_list, prov_entry)
 152                 if (strcmp(prov->name, probe->prov->name) == 0)
 153                         break;
 154
 155         KASSERT(prov != NULL, ("probe defined without a provider"));
 156
 157         /* If no module name was specified, use the module filename. */
 158         if (*probe->mod == 0) {
 159                 len = strlcpy(mod, probe->sdtp_lf->filename, sizeof(mod));
 160                 if (len > 3 && strcmp(mod + len - 3, ".ko") == 0)
 161                         mod[len - 3] = '\0';
 162         } else
 163                 strlcpy(mod, probe->mod, sizeof(mod));
 164
 165         /*
 166          * Unfortunately this is necessary because the Solaris DTrace
 167          * code mixes consts and non-consts with casts to override
 168          * the incompatibilies. On FreeBSD, we use strict warnings
 169          * in the C compiler, so we have to respect const vs non-const.
 170          */
 171         strlcpy(func, probe->func, sizeof(func));
 172
 173         from = probe->name;
 174         to = name;
 175         for (len = 0; len < (sizeof(name) - 1) && *from != '\0';
 176             len++, from++, to++) {
 177                 if (from[0] == '_' && from[1] == '_') {
 178                         *to = '-';
 179                         from++;
 180                 } else
 181                         *to = *from;
 182         }
 183         *to = '\0';
 184
 185         if (dtrace_probe_lookup(prov->id, mod, func, name) != DTRACE_IDNONE)
 186                 return;
 187
 188         (void)dtrace_probe_create(prov->id, mod, func, name, 1, probe);
 189 }
 190
 191 /*
 192  * Probes are created through the SDT module load/unload hook, so this function
 193  * has nothing to do. It only exists because the DTrace provider framework
 194  * requires one of provide_probes and provide_module to be defined.
 195  */
 196 static void
 197 sdt_provide_probes(void *arg, dtrace_probedesc_t *desc)
 198 {
 199 }
 200
 201 static void
 202 sdt_enable(void *arg __unused, dtrace_id_t id, void *parg)
 203 {
 204         struct sdt_probe *probe = parg;
 205
 206         probe->id = id;
 207         probe->sdtp_lf->nenabled++;
 208 }
 209
 210 static void
 211 sdt_disable(void *arg __unused, dtrace_id_t id, void *parg)
 212 {
 213         struct sdt_probe *probe = parg;
 214
 215         KASSERT(probe->sdtp_lf->nenabled > 0, ("no probes enabled"));
 216
 217         probe->id = 0;
 218         probe->sdtp_lf->nenabled--;
 219 }
 220
 221 static void
 222 sdt_getargdesc(void *arg, dtrace_id_t id, void *parg, dtrace_argdesc_t *desc)
 223 {
 224         struct sdt_argtype *argtype;
 225         struct sdt_probe *probe = parg;
 226
 227         if (desc->dtargd_ndx >= probe->n_args) {
 228                 desc->dtargd_ndx = DTRACE_ARGNONE;
 229                 return;
 230         }
 231
 232         TAILQ_FOREACH(argtype, &probe->argtype_list, argtype_entry) {
 233                 if (desc->dtargd_ndx == argtype->ndx) {
 234                         desc->dtargd_mapping = desc->dtargd_ndx;
 235                         if (argtype->type == NULL) {
 236                                 desc->dtargd_native[0] = '\0';
 237                                 desc->dtargd_xlate[0] = '\0';
 238                                 continue;
 239                         }
 240                         strlcpy(desc->dtargd_native, argtype->type,
 241                             sizeof(desc->dtargd_native));
 242                         if (argtype->xtype != NULL)
 243                                 strlcpy(desc->dtargd_xlate, argtype->xtype,
 244                                     sizeof(desc->dtargd_xlate));
 245                 }
 246         }
 247 }
 248
 249 static void
 250 sdt_destroy(void *arg, dtrace_id_t id, void *parg)
 251 {
 252 }
 253
 254 /*
 255  * Called from the kernel linker when a module is loaded, before
 256  * dtrace_module_loaded() is called. This is done so that it's possible to
 257  * register new providers when modules are loaded. The DTrace framework
 258  * explicitly disallows calling into the framework from the provide_module
 259  * provider method, so we cannot do this there.
 260  */
 261 static void
 262 sdt_kld_load(void *arg __unused, struct linker_file *lf)
 263 {
 264         struct sdt_provider **prov, **begin, **end;
 265         struct sdt_probe **probe, **p_begin, **p_end;
 266         struct sdt_argtype **argtype, **a_begin, **a_end;
 267
 268         if (linker_file_lookup_set(lf, "sdt_providers_set", &begin, &end,
 269             NULL) == 0) {
 270                 for (prov = begin; prov < end; prov++)
 271                         sdt_create_provider(*prov);
 272         }
 273
 274         if (linker_file_lookup_set(lf, "sdt_probes_set", &p_begin, &p_end,
 275             NULL) == 0) {
 276                 for (probe = p_begin; probe < p_end; probe++) {
 277                         (*probe)->sdtp_lf = lf;
 278                         sdt_create_probe(*probe);
 279                         TAILQ_INIT(&(*probe)->argtype_list);
 280                 }
 281         }
 282
 283         if (linker_file_lookup_set(lf, "sdt_argtypes_set", &a_begin, &a_end,
 284             NULL) == 0) {
 285                 for (argtype = a_begin; argtype < a_end; argtype++) {
 286                         (*argtype)->probe->n_args++;
 287                         TAILQ_INSERT_TAIL(&(*argtype)->probe->argtype_list,
 288                             *argtype, argtype_entry);
 289                 }
 290         }
 291 }
 292
 293 static void
 294 sdt_kld_unload_try(void *arg __unused, struct linker_file *lf, int *error)
 295 {
 296         struct sdt_provider *prov, **curr, **begin, **end, *tmp;
 297
 298         if (*error != 0)
 299                 /* We already have an error, so don't do anything. */
 300                 return;
 301         else if (linker_file_lookup_set(lf, "sdt_providers_set", &begin, &end,
 302             NULL))
 303                 /* No DTrace providers are declared in this file. */
 304                 return;
 305
 306         /*
 307          * Go through all the providers declared in this linker file and
 308          * unregister any that aren't declared in another loaded file.
 309          */
 310         for (curr = begin; curr < end; curr++) {
 311                 TAILQ_FOREACH_SAFE(prov, &sdt_prov_list, prov_entry, tmp) {
 312                         if (strcmp(prov->name, (*curr)->name) != 0)
 313                                 continue;
 314
 315                         if (prov->sdt_refs == 1) {
 316                                 if (dtrace_unregister(prov->id) != 0) {
 317                                         *error = 1;
 318                                         return;
 319                                 }
 320                                 TAILQ_REMOVE(&sdt_prov_list, prov, prov_entry);
 321                                 free(prov->name, M_SDT);
 322                                 free(prov, M_SDT);
 323                         } else
 324                                 prov->sdt_refs--;
 325                         break;
 326                 }
 327         }
 328 }
 329
 330 static int
 331 sdt_linker_file_cb(linker_file_t lf, void *arg __unused)
 332 {
 333
 334         sdt_kld_load(NULL, lf);
 335
 336         return (0);
 337 }
 338
 339 static void
 340 sdt_load()
 341 {
 342
 343         TAILQ_INIT(&sdt_prov_list);
 344
 345         sdt_probe_func = dtrace_probe;
 346
 347         sdt_kld_load_tag = EVENTHANDLER_REGISTER(kld_load, sdt_kld_load, NULL,
 348             EVENTHANDLER_PRI_ANY);
 349         sdt_kld_unload_try_tag = EVENTHANDLER_REGISTER(kld_unload_try,
 350             sdt_kld_unload_try, NULL, EVENTHANDLER_PRI_ANY);
 351
 352         /* Pick up probes from the kernel and already-loaded linker files. */
 353         linker_file_foreach(sdt_linker_file_cb, NULL);
 354 }
 355
 356 static int
 357 sdt_unload()
 358 {
 359         struct sdt_provider *prov, *tmp;
 360         int ret;
 361
 362         EVENTHANDLER_DEREGISTER(kld_load, sdt_kld_load_tag);
 363         EVENTHANDLER_DEREGISTER(kld_unload_try, sdt_kld_unload_try_tag);
 364
 365         sdt_probe_func = sdt_probe_stub;
 366
 367         TAILQ_FOREACH_SAFE(prov, &sdt_prov_list, prov_entry, tmp) {
 368                 ret = dtrace_unregister(prov->id);
 369                 if (ret != 0)
 370                         return (ret);
 371                 TAILQ_REMOVE(&sdt_prov_list, prov, prov_entry);
 372                 free(prov->name, M_SDT);
 373                 free(prov, M_SDT);
 374         }
 375
 376         return (0);
 377 }
 378
 379 static int
 380 sdt_modevent(module_t mod __unused, int type, void *data __unused)
 381 {
 382         int error = 0;
 383
 384         switch (type) {
 385         case MOD_LOAD:
 386                 sdt_load();
 387                 break;
 388
 389         case MOD_UNLOAD:
 390                 error = sdt_unload();
 391                 break;
 392
 393         case MOD_SHUTDOWN:
 394                 break;
 395
 396         default:
 397                 error = EOPNOTSUPP;
 398                 break;
 399         }
 400
 401         return (error);
 402 }
 403
 404 DEV_MODULE(sdt, sdt_modevent, NULL);
 405 MODULE_VERSION(sdt, 1);
 406 MODULE_DEPEND(sdt, dtrace, 1, 1, 1);