trace2: add stopwatch timers
[alt-git.git] / Documentation / technical / api-trace2.txt
blob75ce6f4560344c1fcf854b2b633a24a97cb3e241
1 = Trace2 API
3 The Trace2 API can be used to print debug, performance, and telemetry
4 information to stderr or a file.  The Trace2 feature is inactive unless
5 explicitly enabled by enabling one or more Trace2 Targets.
7 The Trace2 API is intended to replace the existing (Trace1)
8 `printf()`-style tracing provided by the existing `GIT_TRACE` and
9 `GIT_TRACE_PERFORMANCE` facilities.  During initial implementation,
10 Trace2 and Trace1 may operate in parallel.
12 The Trace2 API defines a set of high-level messages with known fields,
13 such as (`start`: `argv`) and (`exit`: {`exit-code`, `elapsed-time`}).
15 Trace2 instrumentation throughout the Git code base sends Trace2
16 messages to the enabled Trace2 Targets.  Targets transform these
17 messages content into purpose-specific formats and write events to
18 their data streams.  In this manner, the Trace2 API can drive
19 many different types of analysis.
21 Targets are defined using a VTable allowing easy extension to other
22 formats in the future.  This might be used to define a binary format,
23 for example.
25 Trace2 is controlled using `trace2.*` config values in the system and
26 global config files and `GIT_TRACE2*` environment variables.  Trace2 does
27 not read from repo local or worktree config files, nor does it respect
28 `-c` command line config settings.
30 == Trace2 Targets
32 Trace2 defines the following set of Trace2 Targets.
33 Format details are given in a later section.
35 === The Normal Format Target
37 The normal format target is a traditional `printf()` format and similar
38 to the `GIT_TRACE` format.  This format is enabled with the `GIT_TRACE2`
39 environment variable or the `trace2.normalTarget` system or global
40 config setting.
42 For example
44 ------------
45 $ export GIT_TRACE2=~/log.normal
46 $ git version
47 git version 2.20.1.155.g426c96fcdb
48 ------------
52 ------------
53 $ git config --global trace2.normalTarget ~/log.normal
54 $ git version
55 git version 2.20.1.155.g426c96fcdb
56 ------------
58 yields
60 ------------
61 $ cat ~/log.normal
62 12:28:42.620009 common-main.c:38                  version 2.20.1.155.g426c96fcdb
63 12:28:42.620989 common-main.c:39                  start git version
64 12:28:42.621101 git.c:432                         cmd_name version (version)
65 12:28:42.621215 git.c:662                         exit elapsed:0.001227 code:0
66 12:28:42.621250 trace2/tr2_tgt_normal.c:124       atexit elapsed:0.001265 code:0
67 ------------
69 === The Performance Format Target
71 The performance format target (PERF) is a column-based format to
72 replace `GIT_TRACE_PERFORMANCE` and is suitable for development and
73 testing, possibly to complement tools like `gprof`.  This format is
74 enabled with the `GIT_TRACE2_PERF` environment variable or the
75 `trace2.perfTarget` system or global config setting.
77 For example
79 ------------
80 $ export GIT_TRACE2_PERF=~/log.perf
81 $ git version
82 git version 2.20.1.155.g426c96fcdb
83 ------------
87 ------------
88 $ git config --global trace2.perfTarget ~/log.perf
89 $ git version
90 git version 2.20.1.155.g426c96fcdb
91 ------------
93 yields
95 ------------
96 $ cat ~/log.perf
97 12:28:42.620675 common-main.c:38                  | d0 | main                     | version      |     |           |           |            | 2.20.1.155.g426c96fcdb
98 12:28:42.621001 common-main.c:39                  | d0 | main                     | start        |     |  0.001173 |           |            | git version
99 12:28:42.621111 git.c:432                         | d0 | main                     | cmd_name     |     |           |           |            | version (version)
100 12:28:42.621225 git.c:662                         | d0 | main                     | exit         |     |  0.001227 |           |            | code:0
101 12:28:42.621259 trace2/tr2_tgt_perf.c:211         | d0 | main                     | atexit       |     |  0.001265 |           |            | code:0
102 ------------
104 === The Event Format Target
106 The event format target is a JSON-based format of event data suitable
107 for telemetry analysis.  This format is enabled with the `GIT_TRACE2_EVENT`
108 environment variable or the `trace2.eventTarget` system or global config
109 setting.
111 For example
113 ------------
114 $ export GIT_TRACE2_EVENT=~/log.event
115 $ git version
116 git version 2.20.1.155.g426c96fcdb
117 ------------
121 ------------
122 $ git config --global trace2.eventTarget ~/log.event
123 $ git version
124 git version 2.20.1.155.g426c96fcdb
125 ------------
127 yields
129 ------------
130 $ cat ~/log.event
131 {"event":"version","sid":"20190408T191610.507018Z-H9b68c35f-P000059a8","thread":"main","time":"2019-01-16T17:28:42.620713Z","file":"common-main.c","line":38,"evt":"3","exe":"2.20.1.155.g426c96fcdb"}
132 {"event":"start","sid":"20190408T191610.507018Z-H9b68c35f-P000059a8","thread":"main","time":"2019-01-16T17:28:42.621027Z","file":"common-main.c","line":39,"t_abs":0.001173,"argv":["git","version"]}
133 {"event":"cmd_name","sid":"20190408T191610.507018Z-H9b68c35f-P000059a8","thread":"main","time":"2019-01-16T17:28:42.621122Z","file":"git.c","line":432,"name":"version","hierarchy":"version"}
134 {"event":"exit","sid":"20190408T191610.507018Z-H9b68c35f-P000059a8","thread":"main","time":"2019-01-16T17:28:42.621236Z","file":"git.c","line":662,"t_abs":0.001227,"code":0}
135 {"event":"atexit","sid":"20190408T191610.507018Z-H9b68c35f-P000059a8","thread":"main","time":"2019-01-16T17:28:42.621268Z","file":"trace2/tr2_tgt_event.c","line":163,"t_abs":0.001265,"code":0}
136 ------------
138 === Enabling a Target
140 To enable a target, set the corresponding environment variable or
141 system or global config value to one of the following:
143 include::../trace2-target-values.txt[]
145 When trace files are written to a target directory, they will be named according
146 to the last component of the SID (optionally followed by a counter to avoid
147 filename collisions).
149 == Trace2 API
151 The Trace2 public API is defined and documented in `trace2.h`; refer to it for
152 more information.  All public functions and macros are prefixed
153 with `trace2_` and are implemented in `trace2.c`.
155 There are no public Trace2 data structures.
157 The Trace2 code also defines a set of private functions and data types
158 in the `trace2/` directory.  These symbols are prefixed with `tr2_`
159 and should only be used by functions in `trace2.c` (or other private
160 source files in `trace2/`).
162 === Conventions for Public Functions and Macros
164 Some functions have a `_fl()` suffix to indicate that they take `file`
165 and `line-number` arguments.
167 Some functions have a `_va_fl()` suffix to indicate that they also
168 take a `va_list` argument.
170 Some functions have a `_printf_fl()` suffix to indicate that they also
171 take a `printf()` style format with a variable number of arguments.
173 CPP wrapper macros are defined to hide most of these details.
175 == Trace2 Target Formats
177 === NORMAL Format
179 Events are written as lines of the form:
181 ------------
182 [<time> SP <filename>:<line> SP+] <event-name> [[SP] <event-message>] LF
183 ------------
185 `<event-name>`::
187         is the event name.
189 `<event-message>`::
190         is a free-form `printf()` message intended for human consumption.
192 Note that this may contain embedded LF or CRLF characters that are
193 not escaped, so the event may spill across multiple lines.
195 If `GIT_TRACE2_BRIEF` or `trace2.normalBrief` is true, the `time`, `filename`,
196 and `line` fields are omitted.
198 This target is intended to be more of a summary (like GIT_TRACE) and
199 less detailed than the other targets.  It ignores thread, region, and
200 data messages, for example.
202 === PERF Format
204 Events are written as lines of the form:
206 ------------
207 [<time> SP <filename>:<line> SP+
208     BAR SP] d<depth> SP
209     BAR SP <thread-name> SP+
210     BAR SP <event-name> SP+
211     BAR SP [r<repo-id>] SP+
212     BAR SP [<t_abs>] SP+
213     BAR SP [<t_rel>] SP+
214     BAR SP [<category>] SP+
215     BAR SP DOTS* <perf-event-message>
216     LF
217 ------------
219 `<depth>`::
220         is the git process depth.  This is the number of parent
221         git processes.  A top-level git command has depth value "d0".
222         A child of it has depth value "d1".  A second level child
223         has depth value "d2" and so on.
225 `<thread-name>`::
226         is a unique name for the thread.  The primary thread
227         is called "main".  Other thread names are of the form "th%d:%s"
228         and include a unique number and the name of the thread-proc.
230 `<event-name>`::
231         is the event name.
233 `<repo-id>`::
234         when present, is a number indicating the repository
235         in use.  A `def_repo` event is emitted when a repository is
236         opened.  This defines the repo-id and associated worktree.
237         Subsequent repo-specific events will reference this repo-id.
239 Currently, this is always "r1" for the main repository.
240 This field is in anticipation of in-proc submodules in the future.
242 `<t_abs>`::
243         when present, is the absolute time in seconds since the
244         program started.
246 `<t_rel>`::
247         when present, is time in seconds relative to the start of
248         the current region.  For a thread-exit event, it is the elapsed
249         time of the thread.
251 `<category>`::
252         is present on region and data events and is used to
253         indicate a broad category, such as "index" or "status".
255 `<perf-event-message>`::
256         is a free-form `printf()` message intended for human consumption.
258 ------------
259 15:33:33.532712 wt-status.c:2310                  | d0 | main                     | region_enter | r1  |  0.126064 |           | status     | label:print
260 15:33:33.532712 wt-status.c:2331                  | d0 | main                     | region_leave | r1  |  0.127568 |  0.001504 | status     | label:print
261 ------------
263 If `GIT_TRACE2_PERF_BRIEF` or `trace2.perfBrief` is true, the `time`, `file`,
264 and `line` fields are omitted.
266 ------------
267 d0 | main                     | region_leave | r1  |  0.011717 |  0.009122 | index      | label:preload
268 ------------
270 The PERF target is intended for interactive performance analysis
271 during development and is quite noisy.
273 === EVENT Format
275 Each event is a JSON-object containing multiple key/value pairs
276 written as a single line and followed by a LF.
278 ------------
279 '{' <key> ':' <value> [',' <key> ':' <value>]* '}' LF
280 ------------
282 Some key/value pairs are common to all events and some are
283 event-specific.
285 ==== Common Key/Value Pairs
287 The following key/value pairs are common to all events:
289 ------------
291         "event":"version",
292         "sid":"20190408T191827.272759Z-H9b68c35f-P00003510",
293         "thread":"main",
294         "time":"2019-04-08T19:18:27.282761Z",
295         "file":"common-main.c",
296         "line":42,
297         ...
299 ------------
301 `"event":<event>`::
302         is the event name.
304 `"sid":<sid>`::
305         is the session-id.  This is a unique string to identify the
306         process instance to allow all events emitted by a process to
307         be identified.  A session-id is used instead of a PID because
308         PIDs are recycled by the OS.  For child git processes, the
309         session-id is prepended with the session-id of the parent git
310         process to allow parent-child relationships to be identified
311         during post-processing.
313 `"thread":<thread>`::
314         is the thread name.
316 `"time":<time>`::
317         is the UTC time of the event.
319 `"file":<filename>`::
320         is source file generating the event.
322 `"line":<line-number>`::
323         is the integer source line number generating the event.
325 `"repo":<repo-id>`::
326         when present, is the integer repo-id as described previously.
328 If `GIT_TRACE2_EVENT_BRIEF` or `trace2.eventBrief` is true, the `file`
329 and `line` fields are omitted from all events and the `time` field is
330 only present on the "start" and "atexit" events.
332 ==== Event-Specific Key/Value Pairs
334 `"version"`::
335         This event gives the version of the executable and the EVENT format. It
336         should always be the first event in a trace session. The EVENT format
337         version will be incremented if new event types are added, if existing
338         fields are removed, or if there are significant changes in
339         interpretation of existing events or fields. Smaller changes, such as
340         adding a new field to an existing event, will not require an increment
341         to the EVENT format version.
343 ------------
345         "event":"version",
346         ...
347         "evt":"3",                     # EVENT format version
348         "exe":"2.20.1.155.g426c96fcdb" # git version
350 ------------
352 `"too_many_files"`::
353         This event is written to the git-trace2-discard sentinel file if there
354         are too many files in the target trace directory (see the
355         trace2.maxFiles config option).
357 ------------
359         "event":"too_many_files",
360         ...
362 ------------
364 `"start"`::
365         This event contains the complete argv received by main().
367 ------------
369         "event":"start",
370         ...
371         "t_abs":0.001227, # elapsed time in seconds
372         "argv":["git","version"]
374 ------------
376 `"exit"`::
377         This event is emitted when git calls `exit()`.
379 ------------
381         "event":"exit",
382         ...
383         "t_abs":0.001227, # elapsed time in seconds
384         "code":0          # exit code
386 ------------
388 `"atexit"`::
389         This event is emitted by the Trace2 `atexit` routine during
390         final shutdown.  It should be the last event emitted by the
391         process.
393 (The elapsed time reported here is greater than the time reported in
394 the "exit" event because it runs after all other atexit tasks have
395 completed.)
397 ------------
399         "event":"atexit",
400         ...
401         "t_abs":0.001227, # elapsed time in seconds
402         "code":0          # exit code
404 ------------
406 `"signal"`::
407         This event is emitted when the program is terminated by a user
408         signal.  Depending on the platform, the signal event may
409         prevent the "atexit" event from being generated.
411 ------------
413         "event":"signal",
414         ...
415         "t_abs":0.001227,  # elapsed time in seconds
416         "signo":13         # SIGTERM, SIGINT, etc.
418 ------------
420 `"error"`::
421         This event is emitted when one of the `BUG()`, `bug()`, `error()`,
422         `die()`, `warning()`, or `usage()` functions are called.
424 ------------
426         "event":"error",
427         ...
428         "msg":"invalid option: --cahced", # formatted error message
429         "fmt":"invalid option: %s"        # error format string
431 ------------
433 The error event may be emitted more than once.  The format string
434 allows post-processors to group errors by type without worrying
435 about specific error arguments.
437 `"cmd_path"`::
438         This event contains the discovered full path of the git
439         executable (on platforms that are configured to resolve it).
441 ------------
443         "event":"cmd_path",
444         ...
445         "path":"C:/work/gfw/git.exe"
447 ------------
449 `"cmd_ancestry"`::
450         This event contains the text command name for the parent (and earlier
451         generations of parents) of the current process, in an array ordered from
452         nearest parent to furthest great-grandparent. It may not be implemented
453         on all platforms.
455 ------------
457         "event":"cmd_ancestry",
458         ...
459         "ancestry":["bash","tmux: server","systemd"]
461 ------------
463 `"cmd_name"`::
464         This event contains the command name for this git process
465         and the hierarchy of commands from parent git processes.
467 ------------
469         "event":"cmd_name",
470         ...
471         "name":"pack-objects",
472         "hierarchy":"push/pack-objects"
474 ------------
476 Normally, the "name" field contains the canonical name of the
477 command.  When a canonical name is not available, one of
478 these special values are used:
480 ------------
481 "_query_"            # "git --html-path"
482 "_run_dashed_"       # when "git foo" tries to run "git-foo"
483 "_run_shell_alias_"  # alias expansion to a shell command
484 "_run_git_alias_"    # alias expansion to a git command
485 "_usage_"            # usage error
486 ------------
488 `"cmd_mode"`::
489         This event, when present, describes the command variant. This
490         event may be emitted more than once.
492 ------------
494         "event":"cmd_mode",
495         ...
496         "name":"branch"
498 ------------
500 The "name" field is an arbitrary string to describe the command mode.
501 For example, checkout can checkout a branch or an individual file.
502 And these variations typically have different performance
503 characteristics that are not comparable.
505 `"alias"`::
506         This event is present when an alias is expanded.
508 ------------
510         "event":"alias",
511         ...
512         "alias":"l",             # registered alias
513         "argv":["log","--graph"] # alias expansion
515 ------------
517 `"child_start"`::
518         This event describes a child process that is about to be
519         spawned.
521 ------------
523         "event":"child_start",
524         ...
525         "child_id":2,
526         "child_class":"?",
527         "use_shell":false,
528         "argv":["git","rev-list","--objects","--stdin","--not","--all","--quiet"]
530         "hook_name":"<hook_name>"  # present when child_class is "hook"
531         "cd":"<path>"              # present when cd is required
533 ------------
535 The "child_id" field can be used to match this child_start with the
536 corresponding child_exit event.
538 The "child_class" field is a rough classification, such as "editor",
539 "pager", "transport/*", and "hook".  Unclassified children are classified
540 with "?".
542 `"child_exit"`::
543         This event is generated after the current process has returned
544         from the `waitpid()` and collected the exit information from the
545         child.
547 ------------
549         "event":"child_exit",
550         ...
551         "child_id":2,
552         "pid":14708,     # child PID
553         "code":0,        # child exit-code
554         "t_rel":0.110605 # observed run-time of child process
556 ------------
558 Note that the session-id of the child process is not available to
559 the current/spawning process, so the child's PID is reported here as
560 a hint for post-processing.  (But it is only a hint because the child
561 process may be a shell script which doesn't have a session-id.)
563 Note that the `t_rel` field contains the observed run time in seconds
564 for the child process (starting before the fork/exec/spawn and
565 stopping after the `waitpid()` and includes OS process creation overhead).
566 So this time will be slightly larger than the atexit time reported by
567 the child process itself.
569 `"child_ready"`::
570         This event is generated after the current process has started
571         a background process and released all handles to it.
573 ------------
575         "event":"child_ready",
576         ...
577         "child_id":2,
578         "pid":14708,     # child PID
579         "ready":"ready", # child ready state
580         "t_rel":0.110605 # observed run-time of child process
582 ------------
584 Note that the session-id of the child process is not available to
585 the current/spawning process, so the child's PID is reported here as
586 a hint for post-processing.  (But it is only a hint because the child
587 process may be a shell script which doesn't have a session-id.)
589 This event is generated after the child is started in the background
590 and given a little time to boot up and start working.  If the child
591 starts up normally while the parent is still waiting, the "ready"
592 field will have the value "ready".
593 If the child is too slow to start and the parent times out, the field
594 will have the value "timeout".
595 If the child starts but the parent is unable to probe it, the field
596 will have the value "error".
598 After the parent process emits this event, it will release all of its
599 handles to the child process and treat the child as a background
600 daemon.  So even if the child does eventually finish booting up,
601 the parent will not emit an updated event.
603 Note that the `t_rel` field contains the observed run time in seconds
604 when the parent released the child process into the background.
605 The child is assumed to be a long-running daemon process and may
606 outlive the parent process.  So the parent's child event times should
607 not be compared to the child's atexit times.
609 `"exec"`::
610         This event is generated before git attempts to `exec()`
611         another command rather than starting a child process.
613 ------------
615         "event":"exec",
616         ...
617         "exec_id":0,
618         "exe":"git",
619         "argv":["foo", "bar"]
621 ------------
623 The "exec_id" field is a command-unique id and is only useful if the
624 `exec()` fails and a corresponding exec_result event is generated.
626 `"exec_result"`::
627         This event is generated if the `exec()` fails and control
628         returns to the current git command.
630 ------------
632         "event":"exec_result",
633         ...
634         "exec_id":0,
635         "code":1      # error code (errno) from exec()
637 ------------
639 `"thread_start"`::
640         This event is generated when a thread is started.  It is
641         generated from *within* the new thread's thread-proc (because
642         it needs to access data in the thread's thread-local storage).
644 ------------
646         "event":"thread_start",
647         ...
648         "thread":"th02:preload_thread" # thread name
650 ------------
652 `"thread_exit"`::
653         This event is generated when a thread exits.  It is generated
654         from *within* the thread's thread-proc.
656 ------------
658         "event":"thread_exit",
659         ...
660         "thread":"th02:preload_thread", # thread name
661         "t_rel":0.007328                # thread elapsed time
663 ------------
665 `"def_param"`::
666         This event is generated to log a global parameter, such as a config
667         setting, command-line flag, or environment variable.
669 ------------
671         "event":"def_param",
672         ...
673         "scope":"global",
674         "param":"core.abbrev",
675         "value":"7"
677 ------------
679 `"def_repo"`::
680         This event defines a repo-id and associates it with the root
681         of the worktree.
683 ------------
685         "event":"def_repo",
686         ...
687         "repo":1,
688         "worktree":"/Users/jeffhost/work/gfw"
690 ------------
692 As stated earlier, the repo-id is currently always 1, so there will
693 only be one def_repo event.  Later, if in-proc submodules are
694 supported, a def_repo event should be emitted for each submodule
695 visited.
697 `"region_enter"`::
698         This event is generated when entering a region.
700 ------------
702         "event":"region_enter",
703         ...
704         "repo":1,                # optional
705         "nesting":1,             # current region stack depth
706         "category":"index",      # optional
707         "label":"do_read_index", # optional
708         "msg":".git/index"       # optional
710 ------------
712 The `category` field may be used in a future enhancement to
713 do category-based filtering.
715 `GIT_TRACE2_EVENT_NESTING` or `trace2.eventNesting` can be used to
716 filter deeply nested regions and data events.  It defaults to "2".
718 `"region_leave"`::
719         This event is generated when leaving a region.
721 ------------
723         "event":"region_leave",
724         ...
725         "repo":1,                # optional
726         "t_rel":0.002876,        # time spent in region in seconds
727         "nesting":1,             # region stack depth
728         "category":"index",      # optional
729         "label":"do_read_index", # optional
730         "msg":".git/index"       # optional
732 ------------
734 `"data"`::
735         This event is generated to log a thread- and region-local
736         key/value pair.
738 ------------
740         "event":"data",
741         ...
742         "repo":1,              # optional
743         "t_abs":0.024107,      # absolute elapsed time
744         "t_rel":0.001031,      # elapsed time in region/thread
745         "nesting":2,           # region stack depth
746         "category":"index",
747         "key":"read/cache_nr",
748         "value":"3552"
750 ------------
752 The "value" field may be an integer or a string.
754 `"data-json"`::
755         This event is generated to log a pre-formatted JSON string
756         containing structured data.
758 ------------
760         "event":"data_json",
761         ...
762         "repo":1,              # optional
763         "t_abs":0.015905,
764         "t_rel":0.015905,
765         "nesting":1,
766         "category":"process",
767         "key":"windows/ancestry",
768         "value":["bash.exe","bash.exe"]
770 ------------
772 `"th_timer"`::
773         This event logs the amount of time that a stopwatch timer was
774         running in the thread.  This event is generated when a thread
775         exits for timers that requested per-thread events.
777 ------------
779         "event":"th_timer",
780         ...
781         "category":"my_category",
782         "name":"my_timer",
783         "intervals":5,         # number of time it was started/stopped
784         "t_total":0.052741,    # total time in seconds it was running
785         "t_min":0.010061,      # shortest interval
786         "t_max":0.011648       # longest interval
788 ------------
790 `"timer"`::
791         This event logs the amount of time that a stopwatch timer was
792         running aggregated across all threads.  This event is generated
793         when the process exits.
795 ------------
797         "event":"timer",
798         ...
799         "category":"my_category",
800         "name":"my_timer",
801         "intervals":5,         # number of time it was started/stopped
802         "t_total":0.052741,    # total time in seconds it was running
803         "t_min":0.010061,      # shortest interval
804         "t_max":0.011648       # longest interval
806 ------------
808 == Example Trace2 API Usage
810 Here is a hypothetical usage of the Trace2 API showing the intended
811 usage (without worrying about the actual Git details).
813 Initialization::
815         Initialization happens in `main()`.  Behind the scenes, an
816         `atexit` and `signal` handler are registered.
818 ----------------
819 int main(int argc, const char **argv)
821         int exit_code;
823         trace2_initialize();
824         trace2_cmd_start(argv);
826         exit_code = cmd_main(argc, argv);
828         trace2_cmd_exit(exit_code);
830         return exit_code;
832 ----------------
834 Command Details::
836         After the basics are established, additional command
837         information can be sent to Trace2 as it is discovered.
839 ----------------
840 int cmd_checkout(int argc, const char **argv)
842         trace2_cmd_name("checkout");
843         trace2_cmd_mode("branch");
844         trace2_def_repo(the_repository);
846         // emit "def_param" messages for "interesting" config settings.
847         trace2_cmd_list_config();
849         if (do_something())
850             trace2_cmd_error("Path '%s': cannot do something", path);
852         return 0;
854 ----------------
856 Child Processes::
858         Wrap code spawning child processes.
860 ----------------
861 void run_child(...)
863         int child_exit_code;
864         struct child_process cmd = CHILD_PROCESS_INIT;
865         ...
866         cmd.trace2_child_class = "editor";
868         trace2_child_start(&cmd);
869         child_exit_code = spawn_child_and_wait_for_it();
870         trace2_child_exit(&cmd, child_exit_code);
872 ----------------
874 For example, the following fetch command spawned ssh, index-pack,
875 rev-list, and gc.  This example also shows that fetch took
876 5.199 seconds and of that 4.932 was in ssh.
878 ----------------
879 $ export GIT_TRACE2_BRIEF=1
880 $ export GIT_TRACE2=~/log.normal
881 $ git fetch origin
883 ----------------
885 ----------------
886 $ cat ~/log.normal
887 version 2.20.1.vfs.1.1.47.g534dbe1ad1
888 start git fetch origin
889 worktree /Users/jeffhost/work/gfw
890 cmd_name fetch (fetch)
891 child_start[0] ssh git@github.com ...
892 child_start[1] git index-pack ...
893 ... (Trace2 events from child processes omitted)
894 child_exit[1] pid:14707 code:0 elapsed:0.076353
895 child_exit[0] pid:14706 code:0 elapsed:4.931869
896 child_start[2] git rev-list ...
897 ... (Trace2 events from child process omitted)
898 child_exit[2] pid:14708 code:0 elapsed:0.110605
899 child_start[3] git gc --auto
900 ... (Trace2 events from child process omitted)
901 child_exit[3] pid:14709 code:0 elapsed:0.006240
902 exit elapsed:5.198503 code:0
903 atexit elapsed:5.198541 code:0
904 ----------------
906 When a git process is a (direct or indirect) child of another
907 git process, it inherits Trace2 context information.  This
908 allows the child to print the command hierarchy.  This example
909 shows gc as child[3] of fetch.  When the gc process reports
910 its name as "gc", it also reports the hierarchy as "fetch/gc".
911 (In this example, trace2 messages from the child process is
912 indented for clarity.)
914 ----------------
915 $ export GIT_TRACE2_BRIEF=1
916 $ export GIT_TRACE2=~/log.normal
917 $ git fetch origin
919 ----------------
921 ----------------
922 $ cat ~/log.normal
923 version 2.20.1.160.g5676107ecd.dirty
924 start git fetch official
925 worktree /Users/jeffhost/work/gfw
926 cmd_name fetch (fetch)
928 child_start[3] git gc --auto
929     version 2.20.1.160.g5676107ecd.dirty
930     start /Users/jeffhost/work/gfw/git gc --auto
931     worktree /Users/jeffhost/work/gfw
932     cmd_name gc (fetch/gc)
933     exit elapsed:0.001959 code:0
934     atexit elapsed:0.001997 code:0
935 child_exit[3] pid:20303 code:0 elapsed:0.007564
936 exit elapsed:3.868938 code:0
937 atexit elapsed:3.868970 code:0
938 ----------------
940 Regions::
942         Regions can be used to time an interesting section of code.
944 ----------------
945 void wt_status_collect(struct wt_status *s)
947         trace2_region_enter("status", "worktrees", s->repo);
948         wt_status_collect_changes_worktree(s);
949         trace2_region_leave("status", "worktrees", s->repo);
951         trace2_region_enter("status", "index", s->repo);
952         wt_status_collect_changes_index(s);
953         trace2_region_leave("status", "index", s->repo);
955         trace2_region_enter("status", "untracked", s->repo);
956         wt_status_collect_untracked(s);
957         trace2_region_leave("status", "untracked", s->repo);
960 void wt_status_print(struct wt_status *s)
962         trace2_region_enter("status", "print", s->repo);
963         switch (s->status_format) {
964             ...
965         }
966         trace2_region_leave("status", "print", s->repo);
968 ----------------
970 In this example, scanning for untracked files ran from +0.012568 to
971 +0.027149 (since the process started) and took 0.014581 seconds.
973 ----------------
974 $ export GIT_TRACE2_PERF_BRIEF=1
975 $ export GIT_TRACE2_PERF=~/log.perf
976 $ git status
979 $ cat ~/log.perf
980 d0 | main                     | version      |     |           |           |            | 2.20.1.160.g5676107ecd.dirty
981 d0 | main                     | start        |     |  0.001173 |           |            | git status
982 d0 | main                     | def_repo     | r1  |           |           |            | worktree:/Users/jeffhost/work/gfw
983 d0 | main                     | cmd_name     |     |           |           |            | status (status)
985 d0 | main                     | region_enter | r1  |  0.010988 |           | status     | label:worktrees
986 d0 | main                     | region_leave | r1  |  0.011236 |  0.000248 | status     | label:worktrees
987 d0 | main                     | region_enter | r1  |  0.011260 |           | status     | label:index
988 d0 | main                     | region_leave | r1  |  0.012542 |  0.001282 | status     | label:index
989 d0 | main                     | region_enter | r1  |  0.012568 |           | status     | label:untracked
990 d0 | main                     | region_leave | r1  |  0.027149 |  0.014581 | status     | label:untracked
991 d0 | main                     | region_enter | r1  |  0.027411 |           | status     | label:print
992 d0 | main                     | region_leave | r1  |  0.028741 |  0.001330 | status     | label:print
993 d0 | main                     | exit         |     |  0.028778 |           |            | code:0
994 d0 | main                     | atexit       |     |  0.028809 |           |            | code:0
995 ----------------
997 Regions may be nested.  This causes messages to be indented in the
998 PERF target, for example.
999 Elapsed times are relative to the start of the corresponding nesting
1000 level as expected.  For example, if we add region message to:
1002 ----------------
1003 static enum path_treatment read_directory_recursive(struct dir_struct *dir,
1004         struct index_state *istate, const char *base, int baselen,
1005         struct untracked_cache_dir *untracked, int check_only,
1006         int stop_at_first_file, const struct pathspec *pathspec)
1008         enum path_treatment state, subdir_state, dir_state = path_none;
1010         trace2_region_enter_printf("dir", "read_recursive", NULL, "%.*s", baselen, base);
1011         ...
1012         trace2_region_leave_printf("dir", "read_recursive", NULL, "%.*s", baselen, base);
1013         return dir_state;
1015 ----------------
1017 We can further investigate the time spent scanning for untracked files.
1019 ----------------
1020 $ export GIT_TRACE2_PERF_BRIEF=1
1021 $ export GIT_TRACE2_PERF=~/log.perf
1022 $ git status
1024 $ cat ~/log.perf
1025 d0 | main                     | version      |     |           |           |            | 2.20.1.162.gb4ccea44db.dirty
1026 d0 | main                     | start        |     |  0.001173 |           |            | git status
1027 d0 | main                     | def_repo     | r1  |           |           |            | worktree:/Users/jeffhost/work/gfw
1028 d0 | main                     | cmd_name     |     |           |           |            | status (status)
1030 d0 | main                     | region_enter | r1  |  0.015047 |           | status     | label:untracked
1031 d0 | main                     | region_enter |     |  0.015132 |           | dir        | ..label:read_recursive
1032 d0 | main                     | region_enter |     |  0.016341 |           | dir        | ....label:read_recursive vcs-svn/
1033 d0 | main                     | region_leave |     |  0.016422 |  0.000081 | dir        | ....label:read_recursive vcs-svn/
1034 d0 | main                     | region_enter |     |  0.016446 |           | dir        | ....label:read_recursive xdiff/
1035 d0 | main                     | region_leave |     |  0.016522 |  0.000076 | dir        | ....label:read_recursive xdiff/
1036 d0 | main                     | region_enter |     |  0.016612 |           | dir        | ....label:read_recursive git-gui/
1037 d0 | main                     | region_enter |     |  0.016698 |           | dir        | ......label:read_recursive git-gui/po/
1038 d0 | main                     | region_enter |     |  0.016810 |           | dir        | ........label:read_recursive git-gui/po/glossary/
1039 d0 | main                     | region_leave |     |  0.016863 |  0.000053 | dir        | ........label:read_recursive git-gui/po/glossary/
1041 d0 | main                     | region_enter |     |  0.031876 |           | dir        | ....label:read_recursive builtin/
1042 d0 | main                     | region_leave |     |  0.032270 |  0.000394 | dir        | ....label:read_recursive builtin/
1043 d0 | main                     | region_leave |     |  0.032414 |  0.017282 | dir        | ..label:read_recursive
1044 d0 | main                     | region_leave | r1  |  0.032454 |  0.017407 | status     | label:untracked
1046 d0 | main                     | exit         |     |  0.034279 |           |            | code:0
1047 d0 | main                     | atexit       |     |  0.034322 |           |            | code:0
1048 ----------------
1050 Trace2 regions are similar to the existing trace_performance_enter()
1051 and trace_performance_leave() routines, but are thread safe and
1052 maintain per-thread stacks of timers.
1054 Data Messages::
1056         Data messages added to a region.
1058 ----------------
1059 int read_index_from(struct index_state *istate, const char *path,
1060         const char *gitdir)
1062         trace2_region_enter_printf("index", "do_read_index", the_repository, "%s", path);
1064         ...
1066         trace2_data_intmax("index", the_repository, "read/version", istate->version);
1067         trace2_data_intmax("index", the_repository, "read/cache_nr", istate->cache_nr);
1069         trace2_region_leave_printf("index", "do_read_index", the_repository, "%s", path);
1071 ----------------
1073 This example shows that the index contained 3552 entries.
1075 ----------------
1076 $ export GIT_TRACE2_PERF_BRIEF=1
1077 $ export GIT_TRACE2_PERF=~/log.perf
1078 $ git status
1080 $ cat ~/log.perf
1081 d0 | main                     | version      |     |           |           |            | 2.20.1.156.gf9916ae094.dirty
1082 d0 | main                     | start        |     |  0.001173 |           |            | git status
1083 d0 | main                     | def_repo     | r1  |           |           |            | worktree:/Users/jeffhost/work/gfw
1084 d0 | main                     | cmd_name     |     |           |           |            | status (status)
1085 d0 | main                     | region_enter | r1  |  0.001791 |           | index      | label:do_read_index .git/index
1086 d0 | main                     | data         | r1  |  0.002494 |  0.000703 | index      | ..read/version:2
1087 d0 | main                     | data         | r1  |  0.002520 |  0.000729 | index      | ..read/cache_nr:3552
1088 d0 | main                     | region_leave | r1  |  0.002539 |  0.000748 | index      | label:do_read_index .git/index
1090 ----------------
1092 Thread Events::
1094         Thread messages added to a thread-proc.
1096 For example, the multi-threaded preload-index code can be
1097 instrumented with a region around the thread pool and then
1098 per-thread start and exit events within the thread-proc.
1100 ----------------
1101 static void *preload_thread(void *_data)
1103         // start the per-thread clock and emit a message.
1104         trace2_thread_start("preload_thread");
1106         // report which chunk of the array this thread was assigned.
1107         trace2_data_intmax("index", the_repository, "offset", p->offset);
1108         trace2_data_intmax("index", the_repository, "count", nr);
1110         do {
1111             ...
1112         } while (--nr > 0);
1113         ...
1115         // report elapsed time taken by this thread.
1116         trace2_thread_exit();
1117         return NULL;
1120 void preload_index(struct index_state *index,
1121         const struct pathspec *pathspec,
1122         unsigned int refresh_flags)
1124         trace2_region_enter("index", "preload", the_repository);
1126         for (i = 0; i < threads; i++) {
1127             ... /* create thread */
1128         }
1130         for (i = 0; i < threads; i++) {
1131             ... /* join thread */
1132         }
1134         trace2_region_leave("index", "preload", the_repository);
1136 ----------------
1138 In this example preload_index() was executed by the `main` thread
1139 and started the `preload` region.  Seven threads, named
1140 `th01:preload_thread` through `th07:preload_thread`, were started.
1141 Events from each thread are atomically appended to the shared target
1142 stream as they occur so they may appear in random order with respect
1143 other threads. Finally, the main thread waits for the threads to
1144 finish and leaves the region.
1146 Data events are tagged with the active thread name.  They are used
1147 to report the per-thread parameters.
1149 ----------------
1150 $ export GIT_TRACE2_PERF_BRIEF=1
1151 $ export GIT_TRACE2_PERF=~/log.perf
1152 $ git status
1154 $ cat ~/log.perf
1156 d0 | main                     | region_enter | r1  |  0.002595 |           | index      | label:preload
1157 d0 | th01:preload_thread      | thread_start |     |  0.002699 |           |            |
1158 d0 | th02:preload_thread      | thread_start |     |  0.002721 |           |            |
1159 d0 | th01:preload_thread      | data         | r1  |  0.002736 |  0.000037 | index      | offset:0
1160 d0 | th02:preload_thread      | data         | r1  |  0.002751 |  0.000030 | index      | offset:2032
1161 d0 | th03:preload_thread      | thread_start |     |  0.002711 |           |            |
1162 d0 | th06:preload_thread      | thread_start |     |  0.002739 |           |            |
1163 d0 | th01:preload_thread      | data         | r1  |  0.002766 |  0.000067 | index      | count:508
1164 d0 | th06:preload_thread      | data         | r1  |  0.002856 |  0.000117 | index      | offset:2540
1165 d0 | th03:preload_thread      | data         | r1  |  0.002824 |  0.000113 | index      | offset:1016
1166 d0 | th04:preload_thread      | thread_start |     |  0.002710 |           |            |
1167 d0 | th02:preload_thread      | data         | r1  |  0.002779 |  0.000058 | index      | count:508
1168 d0 | th06:preload_thread      | data         | r1  |  0.002966 |  0.000227 | index      | count:508
1169 d0 | th07:preload_thread      | thread_start |     |  0.002741 |           |            |
1170 d0 | th07:preload_thread      | data         | r1  |  0.003017 |  0.000276 | index      | offset:3048
1171 d0 | th05:preload_thread      | thread_start |     |  0.002712 |           |            |
1172 d0 | th05:preload_thread      | data         | r1  |  0.003067 |  0.000355 | index      | offset:1524
1173 d0 | th05:preload_thread      | data         | r1  |  0.003090 |  0.000378 | index      | count:508
1174 d0 | th07:preload_thread      | data         | r1  |  0.003037 |  0.000296 | index      | count:504
1175 d0 | th03:preload_thread      | data         | r1  |  0.002971 |  0.000260 | index      | count:508
1176 d0 | th04:preload_thread      | data         | r1  |  0.002983 |  0.000273 | index      | offset:508
1177 d0 | th04:preload_thread      | data         | r1  |  0.007311 |  0.004601 | index      | count:508
1178 d0 | th05:preload_thread      | thread_exit  |     |  0.008781 |  0.006069 |            |
1179 d0 | th01:preload_thread      | thread_exit  |     |  0.009561 |  0.006862 |            |
1180 d0 | th03:preload_thread      | thread_exit  |     |  0.009742 |  0.007031 |            |
1181 d0 | th06:preload_thread      | thread_exit  |     |  0.009820 |  0.007081 |            |
1182 d0 | th02:preload_thread      | thread_exit  |     |  0.010274 |  0.007553 |            |
1183 d0 | th07:preload_thread      | thread_exit  |     |  0.010477 |  0.007736 |            |
1184 d0 | th04:preload_thread      | thread_exit  |     |  0.011657 |  0.008947 |            |
1185 d0 | main                     | region_leave | r1  |  0.011717 |  0.009122 | index      | label:preload
1187 d0 | main                     | exit         |     |  0.029996 |           |            | code:0
1188 d0 | main                     | atexit       |     |  0.030027 |           |            | code:0
1189 ----------------
1191 In this example, the preload region took 0.009122 seconds.  The 7 threads
1192 took between 0.006069 and 0.008947 seconds to work on their portion of
1193 the index.  Thread "th01" worked on 508 items at offset 0.  Thread "th02"
1194 worked on 508 items at offset 2032.  Thread "th04" worked on 508 items
1195 at offset 508.
1197 This example also shows that thread names are assigned in a racy manner
1198 as each thread starts.
1200 Config (def param) Events::
1202           Dump "interesting" config values to trace2 log.
1204 We can optionally emit configuration events, see
1205 `trace2.configparams` in linkgit:git-config[1] for how to enable
1208 ----------------
1209 $ git config --system color.ui never
1210 $ git config --global color.ui always
1211 $ git config --local color.ui auto
1212 $ git config --list --show-scope | grep 'color.ui'
1213 system  color.ui=never
1214 global  color.ui=always
1215 local   color.ui=auto
1216 ----------------
1218 Then, mark the config `color.ui` as "interesting" config with
1219 `GIT_TRACE2_CONFIG_PARAMS`:
1221 ----------------
1222 $ export GIT_TRACE2_PERF_BRIEF=1
1223 $ export GIT_TRACE2_PERF=~/log.perf
1224 $ export GIT_TRACE2_CONFIG_PARAMS=color.ui
1225 $ git version
1227 $ cat ~/log.perf
1228 d0 | main                     | version      |     |           |           |              | ...
1229 d0 | main                     | start        |     |  0.001642 |           |              | /usr/local/bin/git version
1230 d0 | main                     | cmd_name     |     |           |           |              | version (version)
1231 d0 | main                     | def_param    |     |           |           | scope:system | color.ui:never
1232 d0 | main                     | def_param    |     |           |           | scope:global | color.ui:always
1233 d0 | main                     | def_param    |     |           |           | scope:local  | color.ui:auto
1234 d0 | main                     | data         | r0  |  0.002100 |  0.002100 | fsync        | fsync/writeout-only:0
1235 d0 | main                     | data         | r0  |  0.002126 |  0.002126 | fsync        | fsync/hardware-flush:0
1236 d0 | main                     | exit         |     |  0.000470 |           |              | code:0
1237 d0 | main                     | atexit       |     |  0.000477 |           |              | code:0
1238 ----------------
1240 Stopwatch Timer Events::
1242         Measure the time spent in a function call or span of code
1243         that might be called from many places within the code
1244         throughout the life of the process.
1246 ----------------
1247 static void expensive_function(void)
1249         trace2_timer_start(TRACE2_TIMER_ID_TEST1);
1250         ...
1251         sleep_millisec(1000); // Do something expensive
1252         ...
1253         trace2_timer_stop(TRACE2_TIMER_ID_TEST1);
1256 static int ut_100timer(int argc, const char **argv)
1258         ...
1260         expensive_function();
1262         // Do something else 1...
1264         expensive_function();
1266         // Do something else 2...
1268         expensive_function();
1270         return 0;
1272 ----------------
1274 In this example, we measure the total time spent in
1275 `expensive_function()` regardless of when it is called
1276 in the overall flow of the program.
1278 ----------------
1279 $ export GIT_TRACE2_PERF_BRIEF=1
1280 $ export GIT_TRACE2_PERF=~/log.perf
1281 $ t/helper/test-tool trace2 100timer 3 1000
1283 $ cat ~/log.perf
1284 d0 | main                     | version      |     |           |           |              | ...
1285 d0 | main                     | start        |     |  0.001453 |           |              | t/helper/test-tool trace2 100timer 3 1000
1286 d0 | main                     | cmd_name     |     |           |           |              | trace2 (trace2)
1287 d0 | main                     | exit         |     |  3.003667 |           |              | code:0
1288 d0 | main                     | timer        |     |           |           | test         | name:test1 intervals:3 total:3.001686 min:1.000254 max:1.000929
1289 d0 | main                     | atexit       |     |  3.003796 |           |              | code:0
1290 ----------------
1293 == Future Work
1295 === Relationship to the Existing Trace Api (api-trace.txt)
1297 There are a few issues to resolve before we can completely
1298 switch to Trace2.
1300 * Updating existing tests that assume `GIT_TRACE` format messages.
1302 * How to best handle custom `GIT_TRACE_<key>` messages?
1304 ** The `GIT_TRACE_<key>` mechanism allows each <key> to write to a
1305 different file (in addition to just stderr).
1307 ** Do we want to maintain that ability or simply write to the existing
1308 Trace2 targets (and convert <key> to a "category").