RISC-V Development

gtrace: RISC-V Hardware Trace Heads for Mainline Linux With 14-Patch v6 Series

📅 2026-10-04 ⏱ 8 min read 🔗 Source: LKML (Oct 1 2026, posted by Mayuresh Chitale)

On 1 October 2026, Mayuresh Chitale posted v6 of [PATCH v6 00/14] Linux RISC-V trace framework and drivers to the Linux kernel mailing list. The series introduces gtrace — an architecture-neutral hardware-trace framework whose first backend is the ratified RISC-V E-trace specification. Patch authorship is split evenly between Anup Patel (7 patches) and Chitale (7 patches). If it merges, RISC-V silicon with E-trace IP gains what Arm systems have had for years through CoreSight: instruction-level hardware tracing visible in perf.

Honesty note. This is a v6 patch series under review, not a merged kernel feature. Nothing upstream has picked it up in the days after posting, no maintainer tree carries it, and no timeline to mainline is stated. Testing today requires a QEMU model (Daniel Henrique Barboza's rv-etrace branch) — the series names no shipping silicon with E-trace. The archive snapshot also shows no review replies yet.

What gtrace Is

gtrace (Generic Trace) lives in drivers/hwtracing/gtrace/ and provides the minimal shared plumbing every hardware-trace implementation needs:

Component registration — trace sources (encoders), links and sinks register into a graph.
Path creation and destruction — a trace "path" is the ordered chain of components from source to sink.
Path start/stop — with v6 adding a start_count plus a lock to serialize start/stop/aux-copy operations.
perf AUX buffer integration — trace data lands in the standard perf AUX area, exposed as PERF_RECORD_AUXTRACE records.

The design is deliberately not RISC-V-only. The cover letter states the framework is architecture-neutral and that the required Arm components could be adapted onto the same framework in the future — a notable claim, because it positions gtrace as a possible long-term successor-or-sibling to drivers/hwtracing/coresight/ rather than a one-ISA bolt-on. In v5 the authors made exactly that pivot: the earlier RISC-V-only rvtrace core was rebuilt as gtrace, and all drivers moved under the new directory.

The Specification Foundation Is Ratified

Unlike many RISC-V kernel features that track draft specs, this series sits on ratified documents:

Specification	Status	Role in the series
RISC-V E-trace v1.0 (encoder + encapsulation, `riscv-non-isa/e-trace-encap`)	Ratified (`v1.0.0-ratified` tag)	First trace protocol backend
RISC-V Nexus trace (`riscv-non-isa/tg-nexus-trace`)	Ratified (`1.0_Ratified` tag)	Second supported protocol

The drivers are designed to be agnostic to the underlying trace protocol: both E-trace and N-trace should work, and discovery of protocol parameters is deliberately left to the user-space trace decoder. In v6 the trace format (E-Trace vs N-Trace) is selected through the platform driver's compatible string and recorded into both the hardware configuration and the perf data header.

The 14 Patches

Author	Patches	What they do
Anup Patel (7)	dt-bindings; gtrace core; RISC-V platform driver; path create/destroy; AUX copy helper; `DMA_RESTRICTED_POOL` defconfig; MAINTAINERS	The framework itself plus the DT plumbing: a new `riscv,trace-component.yaml` binding, the 858-line `gtrace-core.c`, and enabling DMA restricted pools so implementations with RAM-sink address restrictions can be handled
Mayuresh Chitale (7)	path start/stop; encoder driver; perf AUX flag; RAM-sink driver; perf driver; perf-tools PMU record; gtrace decoder	The functional stack on top: RISC-V trace encoder and RAM-sink drivers, `gtrace-perf.c` (390 lines), the `gtrace` PMU, and initial `tools/perf` support including a stub decoder

The total diffstat: 24 files, 3,160 insertions. Notable new files beyond the core: rvtrace-ramsink.c (357 lines — the on-chip RAM sink, default buffer 1 MB), rvtrace-encoder.c (236), rvtrace-platform.c (186), gtrace-of.c (126 — DT connection parsing, promoted into the core in v6), and tools/perf/arch/riscv/util/auxtrace.c (221).

What Changed in v6

The version history tells the maturation story — v2 was rebased on Linux 6.18-rc3, v3 on 7.0-rc1, v4 on 7.1-rc1:

v5: the architectural pivot — RISC-V-only rvtrace core became the architecture-neutral gtrace; PMU renamed from rvtrace to gtrace; new PERF_AUX_FLAG_GTRACE_FORMAT_ETRACE flag so sink drivers report the AUX data format.
v6 (this posting): DT connection parsing moved into the core as gtrace-of.c; start_count + lock added to serialize start/stop/aux-copy; partially enabled paths now disable all enabled components; cycle detection when walking the trace component graph; trace source ID configuration in the encoder; E-Trace/N-Trace format selection via the compatible string; the RAM-sink setup now reads back trRamStart/trRamLimit registers and programs sync frequency, memory format and stop-on-wrap at start time; improved error handling plus a path owner in the perf driver; several issues from the sashiko-bot review fixed.

How to Test It Today

The series is testable on QEMU's virt machine with trace support from Daniel Henrique Barboza's rv-etrace branch, against Chitale's riscv_trace_support_v6 kernel branch:

$ qemu-system-riscv64 -nographic -M virt -smp 2 -bios fw_dynamic.bin \
  -kernel Image -append "root=/dev/vda rw console=ttyS0 earlycon=sbi" \
  -drive file=rootfs.img,id=disk1,if=none,format=raw \
  -device virtio-blk-device,drive=disk1

# capture gtrace data with perf
$ perf record --all-cpus -e gtrace/event=0x1/ <command>

# inspect: perf.data carries PERF_RECORD_AUXTRACE records
$ perf report -D

The perf.data output contains PERF_RECORD_AUXTRACE sections pointing at the raw gtrace data offsets; full packet decoding is future work — the in-tree decoder today is a 95-line stub, with protocol-parameter discovery explicitly left to user space.

Stated Roadmap

The cover letter lists follow-up series: sysfs support, ACPI support, more trace drivers (funnel, ATB and friends), support for the upcoming self-hosted trace specification, and — the strategically interesting one — Arm component support under the gtrace framework.

Builder Takeaways

RISC-V debugging infrastructure is catching up to Arm's. E-trace silicon plus a mainline gtrace stack gives RISC-V the "where exactly did my firmware/OS go wrong" tool that profiles and printk cannot answer.
The perf-first design matters. Trace data arrives through the standard perf AUX path and the gtrace PMU, so existing tooling and automation consume it without new daemons.
SoC vendors with E-trace IP now have a kernel target to validate against. The QEMU model lowers the barrier: you can exercise the full capture path before first silicon.
Watch the Arm-components thread of the story. If CoreSight components ever land on gtrace, RISC-V and Arm tracing converge on one kernel framework — a rare cross-ISA consolidation.

2026 年 10 月 1 日，Mayuresh Chitale 向 Linux 内核邮件列表提交了 [PATCH v6 00/14] Linux RISC-V trace framework and drivers。该系列引入 gtrace —— 一个架构中立的硬件跟踪框架，首个后端是已批准（ratified）的 RISC-V E-trace 规范。补丁署名在 Anup Patel（7 个）与 Chitale（7 个）之间对半分。如果合入，带 E-trace IP 的 RISC-V 芯片将获得 Arm 体系通过 CoreSight 享有多年的能力：在 perf 中可见的指令级硬件跟踪。

诚实说明。 这是仍在评审中的 v6 补丁系列，不是已合入的内核功能。发布后数日内上游尚无人接手，未进入任何维护者树，也没有给出进入主线的时间表。当前测试依赖 QEMU 模型（Daniel Henrique Barboza 的 rv-etrace 分支）—— 系列未点名任何带 E-trace 的量产芯片。存档快照中也尚未出现评审回复。

gtrace 是什么

gtrace（Generic Trace，通用跟踪）位于 drivers/hwtracing/gtrace/，提供每套硬件跟踪实现所需的最小公共管道：

组件注册 —— 跟踪源（编码器）、链接与汇聚点（sink）注册进一张组件图。
路径创建与销毁 —— 一条跟踪"路径"是从源到 sink 的有序组件链。
路径启动/停止 —— v6 新增 start_count 和锁，用于串行化 start/stop/AUX 拷贝操作。
perf AUX 缓冲集成 —— 跟踪数据进入标准 perf AUX 区域，以 PERF_RECORD_AUXTRACE 记录呈现。

该设计刻意不绑定 RISC-V。封面信明确：框架是架构中立的，未来 Arm 所需组件也可以适配到同一框架上 —— 这是一个值得注意的表态，因为它把 gtrace 定位成 drivers/hwtracing/coresight/ 的潜在长期继任者或姊妹框架，而不是单一 ISA 的附属品。v5 正是完成了这一转身：早先 RISC-V 专属的 rvtrace 核心重构为 gtrace，全部驱动迁入新目录。

规范基础已经批准

与许多追随草案规范的 RISC-V 内核特性不同，本系列站在已批准的文档上：

规范	状态	在系列中的角色
RISC-V E-trace v1.0（编码器 + 封装，`riscv-non-isa/e-trace-encap`）	已批准（`v1.0.0-ratified` 标签）	首个跟踪协议后端
RISC-V Nexus 跟踪（`riscv-non-isa/tg-nexus-trace`）	已批准（`1.0_Ratified` 标签）	第二种受支持协议

驱动设计为对底层跟踪协议不可知：E-trace 与 N-trace 都应可用，协议参数的发现刻意留给用户态解码器。v6 中，跟踪格式（E-Trace 或 N-Trace）通过平台驱动的 compatible 字符串选择，并写入硬件配置与 perf 数据头。

14 个补丁的分工

作者	补丁	内容
Anup Patel（7）	dt-bindings；gtrace 核心；RISC-V 平台驱动；路径创建/销毁；AUX 拷贝助手；`DMA_RESTRICTED_POOL` defconfig；MAINTAINERS	框架本体加设备树管道：新增 `riscv,trace-component.yaml` 绑定、858 行的 `gtrace-core.c`，以及启用 DMA 受限池以支持 RAM sink 地址受限的实现
Mayuresh Chitale（7）	路径启停；编码器驱动；perf AUX 标志；RAM-sink 驱动；perf 驱动；perf 工具 PMU record；gtrace 解码器	其上的功能栈：RISC-V 跟踪编码器与 RAM-sink 驱动、`gtrace-perf.c`（390 行）、`gtrace` PMU，以及 `tools/perf` 初始支持（含桩解码器）

总 diffstat：24 个文件，3,160 行新增。核心之外值得注意的新文件：rvtrace-ramsink.c（357 行 —— 片上 RAM sink，默认缓冲 1 MB）、rvtrace-encoder.c（236）、rvtrace-platform.c（186）、gtrace-of.c（126 —— 设备树连接解析，v6 升格进核心）、tools/perf/arch/riscv/util/auxtrace.c（221）。

v6 变了什么

版本史就是成熟史 —— v2 基于 Linux 6.18-rc3，v3 基于 7.0-rc1，v4 基于 7.1-rc1：

v5：架构转身 —— RISC-V 专属 rvtrace 核心变为架构中立的 gtrace；PMU 由 rvtrace 改名 gtrace；新增 PERF_AUX_FLAG_GTRACE_FORMAT_ETRACE 标志，让 sink 驱动上报 AUX 数据格式。
v6（本次）：设备树连接解析移入核心（gtrace-of.c）；新增 start_count + 锁以串行化 start/stop/AUX 拷贝；部分启用的路径现在会禁用所有已启用组件；遍历组件图时增加环检测；编码器支持 trace source ID 配置；通过 compatible 字符串选择 E-Trace/N-Trace 格式；RAM-sink 启动时回读 trRamStart/trRamLimit 寄存器并编程同步频率、内存格式与 stop-on-wrap；改进错误处理并在 perf 驱动中引入 path owner；修复 sashiko-bot 评审发现的若干问题。

今天如何测试

使用 Daniel Henrique Barboza 的 rv-etrace 分支中带跟踪支持的 QEMU virt 机型，配合 Chitale 的 riscv_trace_support_v6 内核分支即可测试：

$ qemu-system-riscv64 -nographic -M virt -smp 2 -bios fw_dynamic.bin \
  -kernel Image -append "root=/dev/vda rw console=ttyS0 earlycon=sbi" \
  -drive file=rootfs.img,id=disk1,if=none,format=raw \
  -device virtio-blk-device,drive=disk1

# 用 perf 采集 gtrace 数据
$ perf record --all-cpus -e gtrace/event=0x1/ <command>

# 查看：perf.data 中是 PERF_RECORD_AUXTRACE 记录
$ perf report -D

perf.data 输出中，PERF_RECORD_AUXTRACE 段指向原始 gtrace 数据偏移；完整包解码是后续工作 —— 当前树内解码器只是一个 95 行的桩，协议参数发现明确留给用户态。

官方路线图

封面信列出了后续系列：sysfs 支持、ACPI 支持、更多跟踪驱动（funnel、ATB 等）、对即将到来的自托管跟踪（self-hosted trace）规范的支持，以及 —— 战略上最有趣的一条 —— 在 gtrace 框架下支持 Arm 组件。

开发者要点

RISC-V 调试基础设施正在追平 Arm。 E-trace 硬件加主线 gtrace 栈，让 RISC-V 拥有 profile 和 printk 回答不了的"固件/OS 到底错在哪一步"的工具。
perf 优先的设计很关键。 跟踪数据经由标准 perf AUX 路径与 gtrace PMU 到达，现有工具链和自动化无需新守护进程即可消费。
带 E-trace IP 的 SoC 厂商有了内核侧验证目标。 QEMU 模型降低了门槛：流片前就能跑通完整采集路径。
关注"Arm 组件"这条支线。 若 CoreSight 组件将来落到 gtrace 上，RISC-V 与 Arm 的跟踪将收敛到同一个内核框架 —— 罕见的跨 ISA 整合。

Краткое содержание (RU)

1 октября 2026 года Mayuresh Chitale опубликовал v6 серии из 14 патчей «Linux RISC-V trace framework and drivers». Она добавляет gtrace — архитектурно-нейтральный фреймворк аппаратного трассирования, первый бэкенд которого — ратифицированный RISC-V E-trace. Авторство патчей пополам: Anup Patel (7) и Chitale (7). 24 файла, +3160 строк: ядро gtrace-core.c, драйверы энкодера и RAM-sink, gtrace-perf.c, PMU gtrace и начальная поддержка в tools/perf. Драйверы независимы от протокола (E-trace и N-trace); проверка — через QEMU-модель и perf record -e gtrace/event=0x1/. Проект не слит: это v6 на реконсидерации. Общество в короткой перспективе: RISC-V получает аналог Arm CoreSight в основной линейке Linux.

Resumen (ES)

El 1 de octubre de 2026, Mayuresh Chitale publicó la v6 de una serie de 14 parches titulada «Linux RISC-V trace framework and drivers». Introduce gtrace, un marco de trazado por hardware neutral respecto a la arquitectura cuyo primer backend es la especificación RISC-V E-trace ya ratificada. La autoría se reparte a partes iguales entre Anup Patel (7 parches) y Chitale (7). Son 24 archivos y 3.160 líneas nuevas: núcleo gtrace-core.c, drivers de codificador y RAM-sink, gtrace-perf.c, el PMU gtrace y soporte inicial en tools/perf. Los drivers son agnósticos al protocolo (E-trace y N-trace); las pruebas usan un modelo QEMU y perf record -e gtrace/event=0x1/. No está fusionado: es una v6 en revisión. En la práctica, RISC-V se acerca al equivalente de CoreSight en el kernel principal de Linux.

Résumé (FR)

Le 1er octobre 2026, Mayuresh Chitale a publié la v6 d'une série de 14 patchs intitulée « Linux RISC-V trace framework and drivers ». Elle ajoute gtrace, un cadriciel de traçage matériel neutre quant à l'architecture, dont le premier backend est la spécification RISC-V E-trace déjà ratifiée. La paternité se partage à parts égales entre Anup Patel (7 patchs) et Chitale (7). Au total : 24 fichiers, 3 160 lignes ajoutées — noyau gtrace-core.c, pilotes encodeur et RAM-sink, gtrace-perf.c, PMU gtrace et premier support dans tools/perf. Les pilotes sont indépendants du protocole (E-trace et N-trace) ; les tests passent par un modèle QEMU et perf record -e gtrace/event=0x1/. La série n'est pas fusionnée : c'est une v6 en revue. Concrètement, RISC-V se rapproche de l'équivalent de CoreSight dans le noyau Linux principal.

Kurzfassung (DE)

Am 1. Oktober 2026 veröffentlichte Mayuresh Chitale v6 der 14-Patch-Serie »Linux RISC-V trace framework and drivers«. Sie führt gtrace ein, ein architekturneutrales Hardware-Tracing-Framework, dessen erstes Backend die bereits ratifizierte RISC-V-E-trace-Spezifikation ist. Die Autorenschaft teilt sich hälftig: Anup Patel (7 Patches) und Chitale (7). Insgesamt 24 Dateien, +3160 Zeilen: Kern gtrace-core.c, Treiber für Encoder und RAM-Sink, gtrace-perf.c, das PMU gtrace sowie erste Unterstützung in tools/perf. Die Treiber sind protokollagnostisch (E-trace und N-trace); getestet wird über ein QEMU-Modell mit perf record -e gtrace/event=0x1/. Die Serie ist nicht gemerged — eine v6 im Review. Praktisch bedeutet es: RISC-V rückt an das CoreSight-Äquivalent im Linux-Mainline-Kernel heran.

خلاصه (FA)

در ۱ اکتبر ۲۰۲۶، Mayuresh Chitale نسخهٔ ششم سری ۱۴ پچی «Linux RISC-V trace framework and drivers» را منتشر کرد. این سری gtrace را معرفی می‌کند: چارچوب ردیابی سخت‌افزاریِ مستقل از معماری که اولین بک‌اند آن مشخصات تأییدشدهٔ RISC-V E-trace است. مالکیت پچ‌ها نیم‌به‌نیم است: Anup Patel (۷ پچ) و Chitale (۷ پچ). روی‌هم‌رفته ۲۴ فایل و ۳۱۶۰ خط افزودنی: هستهٔ gtrace-core.c، درایورهای انکودر و RAM-sink، gtrace-perf.c، PMU با نام gtrace و پشتیبانی اولیه در tools/perf. درایورها از پروتکل مستقل‌اند (هم E-trace و هم N-trace)؛ آزمایش از طریق مدل QEMU و perf record -e gtrace/event=0x1/ انجام می‌شود. این سری ادغام نشده است — یک v6 در حال بازبینی است. در عمل، RISC-V به معادل CoreSight در کرنل اصلی لینوکس نزدیک می‌شود.

Sources / 参考来源

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