arch/s390/kernel/perf_cpum_sf.c

   1 /*
   2  * Performance event support for the System z CPU-measurement Sampling Facility
   3  *
   4  * Copyright IBM Corp. 2013
   5  * Author(s): Hendrik Brueckner <brueckner@linux.vnet.ibm.com>
   6  *
   7  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   8  * it under the terms of the GNU General Public License (version 2 only)
   9  * as published by the Free Software Foundation.
  10  */
  11 #define KMSG_COMPONENT  "cpum_sf"
  12 #define pr_fmt(fmt)     KMSG_COMPONENT ": " fmt
  13
  14 #include <linux/kernel.h>
  15 #include <linux/kernel_stat.h>
  16 #include <linux/perf_event.h>
  17 #include <linux/percpu.h>
  18 #include <linux/notifier.h>
  19 #include <linux/export.h>
  20 #include <linux/slab.h>
  21 #include <linux/mm.h>
  22 #include <linux/moduleparam.h>
  23 #include <asm/cpu_mf.h>
  24 #include <asm/irq.h>
  25 #include <asm/debug.h>
  26 #include <asm/timex.h>
  27
  28 /* Minimum number of sample-data-block-tables:
  29  * At least one table is required for the sampling buffer structure.
  30  * A single table contains up to 511 pointers to sample-data-blocks.
  31  */
  32 #define CPUM_SF_MIN_SDBT        1
  33
  34 /* Number of sample-data-blocks per sample-data-block-table (SDBT):
  35  * A table contains SDB pointers (8 bytes) and one table-link entry
  36  * that points to the origin of the next SDBT.
  37  */
  38 #define CPUM_SF_SDB_PER_TABLE   ((PAGE_SIZE - 8) / 8)
  39
  40 /* Maximum page offset for an SDBT table-link entry:
  41  * If this page offset is reached, a table-link entry to the next SDBT
  42  * must be added.
  43  */
  44 #define CPUM_SF_SDBT_TL_OFFSET  (CPUM_SF_SDB_PER_TABLE * 8)
  45 static inline int require_table_link(const void *sdbt)
  46 {
  47         return ((unsigned long) sdbt & ~PAGE_MASK) == CPUM_SF_SDBT_TL_OFFSET;
  48 }
  49
  50 /* Minimum and maximum sampling buffer sizes:
  51  *
  52  * This number represents the maximum size of the sampling buffer taking
  53  * the number of sample-data-block-tables into account.  Note that these
  54  * numbers apply to the basic-sampling function only.
  55  * The maximum number of SDBs is increased by CPUM_SF_SDB_DIAG_FACTOR if
  56  * the diagnostic-sampling function is active.
  57  *
  58  * Sampling buffer size         Buffer characteristics
  59  * ---------------------------------------------------
  60  *       64KB               ==    16 pages (4KB per page)
  61  *                                 1 page  for SDB-tables
  62  *                                15 pages for SDBs
  63  *
  64  *  32MB                    ==  8192 pages (4KB per page)
  65  *                                16 pages for SDB-tables
  66  *                              8176 pages for SDBs
  67  */
  68 static unsigned long __read_mostly CPUM_SF_MIN_SDB = 15;
  69 static unsigned long __read_mostly CPUM_SF_MAX_SDB = 8176;
  70 static unsigned long __read_mostly CPUM_SF_SDB_DIAG_FACTOR = 1;
  71
  72 struct sf_buffer {
  73         unsigned long    *sdbt;     /* Sample-data-block-table origin */
  74         /* buffer characteristics (required for buffer increments) */
  75         unsigned long  num_sdb;     /* Number of sample-data-blocks */
  76         unsigned long num_sdbt;     /* Number of sample-data-block-tables */
  77         unsigned long    *tail;     /* last sample-data-block-table */
  78 };
  79
  80 struct cpu_hw_sf {
  81         /* CPU-measurement sampling information block */
  82         struct hws_qsi_info_block qsi;
  83         /* CPU-measurement sampling control block */
  84         struct hws_lsctl_request_block lsctl;
  85         struct sf_buffer sfb;       /* Sampling buffer */
  86         unsigned int flags;         /* Status flags */
  87         struct perf_event *event;   /* Scheduled perf event */
  88 };
  89 static DEFINE_PER_CPU(struct cpu_hw_sf, cpu_hw_sf);
  90
  91 /* Debug feature */
  92 static debug_info_t *sfdbg;
  93
  94 /*
  95  * sf_disable() - Switch off sampling facility
  96  */
  97 static int sf_disable(void)
  98 {
  99         struct hws_lsctl_request_block sreq;
 100
 101         memset(&sreq, 0, sizeof(sreq));
 102         return lsctl(&sreq);
 103 }
 104
 105 /*
 106  * sf_buffer_available() - Check for an allocated sampling buffer
 107  */
 108 static int sf_buffer_available(struct cpu_hw_sf *cpuhw)
 109 {
 110         return !!cpuhw->sfb.sdbt;
 111 }
 112
 113 /*
 114  * deallocate sampling facility buffer
 115  */
 116 static void free_sampling_buffer(struct sf_buffer *sfb)
 117 {
 118         unsigned long *sdbt, *curr;
 119
 120         if (!sfb->sdbt)
 121                 return;
 122
 123         sdbt = sfb->sdbt;
 124         curr = sdbt;
 125
 126         /* Free the SDBT after all SDBs are processed... */
 127         while (1) {
 128                 if (!*curr || !sdbt)
 129                         break;
 130
 131                 /* Process table-link entries */
 132                 if (is_link_entry(curr)) {
 133                         curr = get_next_sdbt(curr);
 134                         if (sdbt)
 135                                 free_page((unsigned long) sdbt);
 136
 137                         /* If the origin is reached, sampling buffer is freed */
 138                         if (curr == sfb->sdbt)
 139                                 break;
 140                         else
 141                                 sdbt = curr;
 142                 } else {
 143                         /* Process SDB pointer */
 144                         if (*curr) {
 145                                 free_page(*curr);
 146                                 curr++;
 147                         }
 148                 }
 149         }
 150
 151         debug_sprintf_event(sfdbg, 5,
 152                             "free_sampling_buffer: freed sdbt=%p\n", sfb->sdbt);
 153         memset(sfb, 0, sizeof(*sfb));
 154 }
 155
 156 static int alloc_sample_data_block(unsigned long *sdbt, gfp_t gfp_flags)
 157 {
 158         unsigned long sdb, *trailer;
 159
 160         /* Allocate and initialize sample-data-block */
 161         sdb = get_zeroed_page(gfp_flags);
 162         if (!sdb)
 163                 return -ENOMEM;
 164         trailer = trailer_entry_ptr(sdb);
 165         *trailer = SDB_TE_ALERT_REQ_MASK;
 166
 167         /* Link SDB into the sample-data-block-table */
 168         *sdbt = sdb;
 169
 170         return 0;
 171 }
 172
 173 /*
 174  * realloc_sampling_buffer() - extend sampler memory
 175  *
 176  * Allocates new sample-data-blocks and adds them to the specified sampling
 177  * buffer memory.
 178  *
 179  * Important: This modifies the sampling buffer and must be called when the
 180  *            sampling facility is disabled.
 181  *
 182  * Returns zero on success, non-zero otherwise.
 183  */
 184 static int realloc_sampling_buffer(struct sf_buffer *sfb,
 185                                    unsigned long num_sdb, gfp_t gfp_flags)
 186 {
 187         int i, rc;
 188         unsigned long *new, *tail;
 189
 190         if (!sfb->sdbt || !sfb->tail)
 191                 return -EINVAL;
 192
 193         if (!is_link_entry(sfb->tail))
 194                 return -EINVAL;
 195
 196         /* Append to the existing sampling buffer, overwriting the table-link
 197          * register.
 198          * The tail variables always points to the "tail" (last and table-link)
 199          * entry in an SDB-table.
 200          */
 201         tail = sfb->tail;
 202
 203         /* Do a sanity check whether the table-link entry points to
 204          * the sampling buffer origin.
 205          */
 206         if (sfb->sdbt != get_next_sdbt(tail)) {
 207                 debug_sprintf_event(sfdbg, 3, "realloc_sampling_buffer: "
 208                                     "sampling buffer is not linked: origin=%p"
 209                                     "tail=%p\n",
 210                                     (void *) sfb->sdbt, (void *) tail);
 211                 return -EINVAL;
 212         }
 213
 214         /* Allocate remaining SDBs */
 215         rc = 0;
 216         for (i = 0; i < num_sdb; i++) {
 217                 /* Allocate a new SDB-table if it is full. */
 218                 if (require_table_link(tail)) {
 219                         new = (unsigned long *) get_zeroed_page(gfp_flags);
 220                         if (!new) {
 221                                 rc = -ENOMEM;
 222                                 break;
 223                         }
 224                         sfb->num_sdbt++;
 225                         /* Link current page to tail of chain */
 226                         *tail = (unsigned long)(void *) new + 1;
 227                         tail = new;
 228                 }
 229
 230                 /* Allocate a new sample-data-block.
 231                  * If there is not enough memory, stop the realloc process
 232                  * and simply use what was allocated.  If this is a temporary
 233                  * issue, a new realloc call (if required) might succeed.
 234                  */
 235                 rc = alloc_sample_data_block(tail, gfp_flags);
 236                 if (rc)
 237                         break;
 238                 sfb->num_sdb++;
 239                 tail++;
 240         }
 241
 242         /* Link sampling buffer to its origin */
 243         *tail = (unsigned long) sfb->sdbt + 1;
 244         sfb->tail = tail;
 245
 246         debug_sprintf_event(sfdbg, 4, "realloc_sampling_buffer: new buffer"
 247                             " settings: sdbt=%lu sdb=%lu\n",
 248                             sfb->num_sdbt, sfb->num_sdb);
 249         return rc;
 250 }
 251
 252 /*
 253  * allocate_sampling_buffer() - allocate sampler memory
 254  *
 255  * Allocates and initializes a sampling buffer structure using the
 256  * specified number of sample-data-blocks (SDB).  For each allocation,
 257  * a 4K page is used.  The number of sample-data-block-tables (SDBT)
 258  * are calculated from SDBs.
 259  * Also set the ALERT_REQ mask in each SDBs trailer.
 260  *
 261  * Returns zero on success, non-zero otherwise.
 262  */
 263 static int alloc_sampling_buffer(struct sf_buffer *sfb, unsigned long num_sdb)
 264 {
 265         int rc;
 266
 267         if (sfb->sdbt)
 268                 return -EINVAL;
 269
 270         /* Allocate the sample-data-block-table origin */
 271         sfb->sdbt = (unsigned long *) get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
 272         if (!sfb->sdbt)
 273                 return -ENOMEM;
 274         sfb->num_sdb = 0;
 275         sfb->num_sdbt = 1;
 276
 277         /* Link the table origin to point to itself to prepare for
 278          * realloc_sampling_buffer() invocation.
 279          */
 280         sfb->tail = sfb->sdbt;
 281         *sfb->tail = (unsigned long)(void *) sfb->sdbt + 1;
 282
 283         /* Allocate requested number of sample-data-blocks */
 284         rc = realloc_sampling_buffer(sfb, num_sdb, GFP_KERNEL);
 285         if (rc) {
 286                 free_sampling_buffer(sfb);
 287                 debug_sprintf_event(sfdbg, 4, "alloc_sampling_buffer: "
 288                         "realloc_sampling_buffer failed with rc=%i\n", rc);
 289         } else
 290                 debug_sprintf_event(sfdbg, 4,
 291                         "alloc_sampling_buffer: tear=%p dear=%p\n",
 292                         sfb->sdbt, (void *) *sfb->sdbt);
 293         return rc;
 294 }
 295
 296 static void sfb_set_limits(unsigned long min, unsigned long max)
 297 {
 298         struct hws_qsi_info_block si;
 299
 300         CPUM_SF_MIN_SDB = min;
 301         CPUM_SF_MAX_SDB = max;
 302
 303         memset(&si, 0, sizeof(si));
 304         if (!qsi(&si))
 305                 CPUM_SF_SDB_DIAG_FACTOR = DIV_ROUND_UP(si.dsdes, si.bsdes);
 306 }
 307
 308 static unsigned long sfb_max_limit(struct hw_perf_event *hwc)
 309 {
 310         return SAMPL_DIAG_MODE(hwc) ? CPUM_SF_MAX_SDB * CPUM_SF_SDB_DIAG_FACTOR
 311                                     : CPUM_SF_MAX_SDB;
 312 }
 313
 314 static unsigned long sfb_pending_allocs(struct sf_buffer *sfb,
 315                                         struct hw_perf_event *hwc)
 316 {
 317         if (!sfb->sdbt)
 318                 return SFB_ALLOC_REG(hwc);
 319         if (SFB_ALLOC_REG(hwc) > sfb->num_sdb)
 320                 return SFB_ALLOC_REG(hwc) - sfb->num_sdb;
 321         return 0;
 322 }
 323
 324 static int sfb_has_pending_allocs(struct sf_buffer *sfb,
 325                                    struct hw_perf_event *hwc)
 326 {
 327         return sfb_pending_allocs(sfb, hwc) > 0;
 328 }
 329
 330 static void sfb_account_allocs(unsigned long num, struct hw_perf_event *hwc)
 331 {
 332         /* Limit the number of SDBs to not exceed the maximum */
 333         num = min_t(unsigned long, num, sfb_max_limit(hwc) - SFB_ALLOC_REG(hwc));
 334         if (num)
 335                 SFB_ALLOC_REG(hwc) += num;
 336 }
 337
 338 static void sfb_init_allocs(unsigned long num, struct hw_perf_event *hwc)
 339 {
 340         SFB_ALLOC_REG(hwc) = 0;
 341         sfb_account_allocs(num, hwc);
 342 }
 343
 344 static size_t event_sample_size(struct hw_perf_event *hwc)
 345 {
 346         struct sf_raw_sample *sfr = (struct sf_raw_sample *) RAWSAMPLE_REG(hwc);
 347         size_t sample_size;
 348
 349         /* The sample size depends on the sampling function: The basic-sampling
 350          * function must be always enabled, diagnostic-sampling function is
 351          * optional.
 352          */
 353         sample_size = sfr->bsdes;
 354         if (SAMPL_DIAG_MODE(hwc))
 355                 sample_size += sfr->dsdes;
 356
 357         return sample_size;
 358 }
 359
 360 static void deallocate_buffers(struct cpu_hw_sf *cpuhw)
 361 {
 362         if (cpuhw->sfb.sdbt)
 363                 free_sampling_buffer(&cpuhw->sfb);
 364 }
 365
 366 static int allocate_buffers(struct cpu_hw_sf *cpuhw, struct hw_perf_event *hwc)
 367 {
 368         unsigned long n_sdb, freq, factor;
 369         size_t sfr_size, sample_size;
 370         struct sf_raw_sample *sfr;
 371
 372         /* Allocate raw sample buffer
 373          *
 374          *    The raw sample buffer is used to temporarily store sampling data
 375          *    entries for perf raw sample processing.  The buffer size mainly
 376          *    depends on the size of diagnostic-sampling data entries which is
 377          *    machine-specific.  The exact size calculation includes:
 378          *      1. The first 4 bytes of diagnostic-sampling data entries are
 379          *         already reflected in the sf_raw_sample structure.  Subtract
 380          *         these bytes.
 381          *      2. The perf raw sample data must be 8-byte aligned (u64) and
 382          *         perf's internal data size must be considered too.  So add
 383          *         an additional u32 for correct alignment and subtract before
 384          *         allocating the buffer.
 385          *      3. Store the raw sample buffer pointer in the perf event
 386          *         hardware structure.
 387          */
 388         sfr_size = ALIGN((sizeof(*sfr) - sizeof(sfr->diag) + cpuhw->qsi.dsdes) +
 389                          sizeof(u32), sizeof(u64));
 390         sfr_size -= sizeof(u32);
 391         sfr = kzalloc(sfr_size, GFP_KERNEL);
 392         if (!sfr)
 393                 return -ENOMEM;
 394         sfr->size = sfr_size;
 395         sfr->bsdes = cpuhw->qsi.bsdes;
 396         sfr->dsdes = cpuhw->qsi.dsdes;
 397         RAWSAMPLE_REG(hwc) = (unsigned long) sfr;
 398
 399         /* Calculate sampling buffers using 4K pages
 400          *
 401          *    1. Determine the sample data size which depends on the used
 402          *       sampling functions, for example, basic-sampling or
 403          *       basic-sampling with diagnostic-sampling.
 404          *
 405          *    2. Use the sampling frequency as input.  The sampling buffer is
 406          *       designed for almost one second.  This can be adjusted through
 407          *       the "factor" variable.
 408          *       In any case, alloc_sampling_buffer() sets the Alert Request
 409          *       Control indicator to trigger a measurement-alert to harvest
 410          *       sample-data-blocks (sdb).
 411          *
 412          *    3. Compute the number of sample-data-blocks and ensure a minimum
 413          *       of CPUM_SF_MIN_SDB.  Also ensure the upper limit does not
 414          *       exceed a "calculated" maximum.  The symbolic maximum is
 415          *       designed for basic-sampling only and needs to be increased if
 416          *       diagnostic-sampling is active.
 417          *       See also the remarks for these symbolic constants.
 418          *
 419          *    4. Compute the number of sample-data-block-tables (SDBT) and
 420          *       ensure a minimum of CPUM_SF_MIN_SDBT (one table can manage up
 421          *       to 511 SDBs).
 422          */
 423         sample_size = event_sample_size(hwc);
 424         freq = sample_rate_to_freq(&cpuhw->qsi, SAMPL_RATE(hwc));
 425         factor = 1;
 426         n_sdb = DIV_ROUND_UP(freq, factor * ((PAGE_SIZE-64) / sample_size));
 427         if (n_sdb < CPUM_SF_MIN_SDB)
 428                 n_sdb = CPUM_SF_MIN_SDB;
 429
 430         /* If there is already a sampling buffer allocated, it is very likely
 431          * that the sampling facility is enabled too.  If the event to be
 432          * initialized requires a greater sampling buffer, the allocation must
 433          * be postponed.  Changing the sampling buffer requires the sampling
 434          * facility to be in the disabled state.  So, account the number of
 435          * required SDBs and let cpumsf_pmu_enable() resize the buffer just
 436          * before the event is started.
 437          */
 438         sfb_init_allocs(n_sdb, hwc);
 439         if (sf_buffer_available(cpuhw))
 440                 return 0;
 441
 442         debug_sprintf_event(sfdbg, 3,
 443                             "allocate_buffers: rate=%lu f=%lu sdb=%lu/%lu"
 444                             " sample_size=%lu cpuhw=%p\n",
 445                             SAMPL_RATE(hwc), freq, n_sdb, sfb_max_limit(hwc),
 446                             sample_size, cpuhw);
 447
 448         return alloc_sampling_buffer(&cpuhw->sfb,
 449                                      sfb_pending_allocs(&cpuhw->sfb, hwc));
 450 }
 451
 452 static unsigned long min_percent(unsigned int percent, unsigned long base,
 453                                  unsigned long min)
 454 {
 455         return min_t(unsigned long, min, DIV_ROUND_UP(percent * base, 100));
 456 }
 457
 458 static unsigned long compute_sfb_extent(unsigned long ratio, unsigned long base)
 459 {
 460         /* Use a percentage-based approach to extend the sampling facility
 461          * buffer.  Accept up to 5% sample data loss.
 462          * Vary the extents between 1% to 5% of the current number of
 463          * sample-data-blocks.
 464          */
 465         if (ratio <= 5)
 466                 return 0;
 467         if (ratio <= 25)
 468                 return min_percent(1, base, 1);
 469         if (ratio <= 50)
 470                 return min_percent(1, base, 1);
 471         if (ratio <= 75)
 472                 return min_percent(2, base, 2);
 473         if (ratio <= 100)
 474                 return min_percent(3, base, 3);
 475         if (ratio <= 250)
 476                 return min_percent(4, base, 4);
 477
 478         return min_percent(5, base, 8);
 479 }
 480
 481 static void sfb_account_overflows(struct cpu_hw_sf *cpuhw,
 482                                   struct hw_perf_event *hwc)
 483 {
 484         unsigned long ratio, num;
 485
 486         if (!OVERFLOW_REG(hwc))
 487                 return;
 488
 489         /* The sample_overflow contains the average number of sample data
 490          * that has been lost because sample-data-blocks were full.
 491          *
 492          * Calculate the total number of sample data entries that has been
 493          * discarded.  Then calculate the ratio of lost samples to total samples
 494          * per second in percent.
 495          */
 496         ratio = DIV_ROUND_UP(100 * OVERFLOW_REG(hwc) * cpuhw->sfb.num_sdb,
 497                              sample_rate_to_freq(&cpuhw->qsi, SAMPL_RATE(hwc)));
 498
 499         /* Compute number of sample-data-blocks */
 500         num = compute_sfb_extent(ratio, cpuhw->sfb.num_sdb);
 501         if (num)
 502                 sfb_account_allocs(num, hwc);
 503
 504         debug_sprintf_event(sfdbg, 5, "sfb: overflow: overflow=%llu ratio=%lu"
 505                             " num=%lu\n", OVERFLOW_REG(hwc), ratio, num);
 506         OVERFLOW_REG(hwc) = 0;
 507 }
 508
 509 /* extend_sampling_buffer() - Extend sampling buffer
 510  * @sfb:        Sampling buffer structure (for local CPU)
 511  * @hwc:        Perf event hardware structure
 512  *
 513  * Use this function to extend the sampling buffer based on the overflow counter
 514  * and postponed allocation extents stored in the specified Perf event hardware.
 515  *
 516  * Important: This function disables the sampling facility in order to safely
 517  *            change the sampling buffer structure.  Do not call this function
 518  *            when the PMU is active.
 519  */
 520 static void extend_sampling_buffer(struct sf_buffer *sfb,
 521                                    struct hw_perf_event *hwc)
 522 {
 523         unsigned long num, num_old;
 524         int rc;
 525
 526         num = sfb_pending_allocs(sfb, hwc);
 527         if (!num)
 528                 return;
 529         num_old = sfb->num_sdb;
 530
 531         /* Disable the sampling facility to reset any states and also
 532          * clear pending measurement alerts.
 533          */
 534         sf_disable();
 535
 536         /* Extend the sampling buffer.
 537          * This memory allocation typically happens in an atomic context when
 538          * called by perf.  Because this is a reallocation, it is fine if the
 539          * new SDB-request cannot be satisfied immediately.
 540          */
 541         rc = realloc_sampling_buffer(sfb, num, GFP_ATOMIC);
 542         if (rc)
 543                 debug_sprintf_event(sfdbg, 5, "sfb: extend: realloc "
 544                                     "failed with rc=%i\n", rc);
 545
 546         if (sfb_has_pending_allocs(sfb, hwc))
 547                 debug_sprintf_event(sfdbg, 5, "sfb: extend: "
 548                                     "req=%lu alloc=%lu remaining=%lu\n",
 549                                     num, sfb->num_sdb - num_old,
 550                                     sfb_pending_allocs(sfb, hwc));
 551 }
 552
 553
 554 /* Number of perf events counting hardware events */
 555 static atomic_t num_events;
 556 /* Used to avoid races in calling reserve/release_cpumf_hardware */
 557 static DEFINE_MUTEX(pmc_reserve_mutex);
 558
 559 #define PMC_INIT      0
 560 #define PMC_RELEASE   1
 561 #define PMC_FAILURE   2
 562 static void setup_pmc_cpu(void *flags)
 563 {
 564         int err;
 565         struct cpu_hw_sf *cpusf = this_cpu_ptr(&cpu_hw_sf);
 566
 567         err = 0;
 568         switch (*((int *) flags)) {
 569         case PMC_INIT:
 570                 memset(cpusf, 0, sizeof(*cpusf));
 571                 err = qsi(&cpusf->qsi);
 572                 if (err)
 573                         break;
 574                 cpusf->flags |= PMU_F_RESERVED;
 575                 err = sf_disable();
 576                 if (err)
 577                         pr_err("Switching off the sampling facility failed "
 578                                "with rc=%i\n", err);
 579                 debug_sprintf_event(sfdbg, 5,
 580                                     "setup_pmc_cpu: initialized: cpuhw=%p\n", cpusf);
 581                 break;
 582         case PMC_RELEASE:
 583                 cpusf->flags &= ~PMU_F_RESERVED;
 584                 err = sf_disable();
 585                 if (err) {
 586                         pr_err("Switching off the sampling facility failed "
 587                                "with rc=%i\n", err);
 588                 } else
 589                         deallocate_buffers(cpusf);
 590                 debug_sprintf_event(sfdbg, 5,
 591                                     "setup_pmc_cpu: released: cpuhw=%p\n", cpusf);
 592                 break;
 593         }
 594         if (err)
 595                 *((int *) flags) |= PMC_FAILURE;
 596 }
 597
 598 static void release_pmc_hardware(void)
 599 {
 600         int flags = PMC_RELEASE;
 601
 602         irq_subclass_unregister(IRQ_SUBCLASS_MEASUREMENT_ALERT);
 603         on_each_cpu(setup_pmc_cpu, &flags, 1);
 604 }
 605
 606 static int reserve_pmc_hardware(void)
 607 {
 608         int flags = PMC_INIT;
 609
 610         on_each_cpu(setup_pmc_cpu, &flags, 1);
 611         if (flags & PMC_FAILURE) {
 612                 release_pmc_hardware();
 613                 return -ENODEV;
 614         }
 615         irq_subclass_register(IRQ_SUBCLASS_MEASUREMENT_ALERT);
 616
 617         return 0;
 618 }
 619
 620 static void hw_perf_event_destroy(struct perf_event *event)
 621 {
 622         /* Free raw sample buffer */
 623         if (RAWSAMPLE_REG(&event->hw))
 624                 kfree((void *) RAWSAMPLE_REG(&event->hw));
 625
 626         /* Release PMC if this is the last perf event */
 627         if (!atomic_add_unless(&num_events, -1, 1)) {
 628                 mutex_lock(&pmc_reserve_mutex);
 629                 if (atomic_dec_return(&num_events) == 0)
 630                         release_pmc_hardware();
 631                 mutex_unlock(&pmc_reserve_mutex);
 632         }
 633 }
 634
 635 static void hw_init_period(struct hw_perf_event *hwc, u64 period)
 636 {
 637         hwc->sample_period = period;
 638         hwc->last_period = hwc->sample_period;
 639         local64_set(&hwc->period_left, hwc->sample_period);
 640 }
 641
 642 static void hw_reset_registers(struct hw_perf_event *hwc,
 643                                unsigned long *sdbt_origin)
 644 {
 645         struct sf_raw_sample *sfr;
 646
 647         /* (Re)set to first sample-data-block-table */
 648         TEAR_REG(hwc) = (unsigned long) sdbt_origin;
 649
 650         /* (Re)set raw sampling buffer register */
 651         sfr = (struct sf_raw_sample *) RAWSAMPLE_REG(hwc);
 652         memset(&sfr->basic, 0, sizeof(sfr->basic));
 653         memset(&sfr->diag, 0, sfr->dsdes);
 654 }
 655
 656 static unsigned long hw_limit_rate(const struct hws_qsi_info_block *si,
 657                                    unsigned long rate)
 658 {
 659         return clamp_t(unsigned long, rate,
 660                        si->min_sampl_rate, si->max_sampl_rate);
 661 }
 662
 663 static int __hw_perf_event_init(struct perf_event *event)
 664 {
 665         struct cpu_hw_sf *cpuhw;
 666         struct hws_qsi_info_block si;
 667         struct perf_event_attr *attr = &event->attr;
 668         struct hw_perf_event *hwc = &event->hw;
 669         unsigned long rate;
 670         int cpu, err;
 671
 672         /* Reserve CPU-measurement sampling facility */
 673         err = 0;
 674         if (!atomic_inc_not_zero(&num_events)) {
 675                 mutex_lock(&pmc_reserve_mutex);
 676                 if (atomic_read(&num_events) == 0 && reserve_pmc_hardware())
 677                         err = -EBUSY;
 678                 else
 679                         atomic_inc(&num_events);
 680                 mutex_unlock(&pmc_reserve_mutex);
 681         }
 682         event->destroy = hw_perf_event_destroy;
 683
 684         if (err)
 685                 goto out;
 686
 687         /* Access per-CPU sampling information (query sampling info) */
 688         /*
 689          * The event->cpu value can be -1 to count on every CPU, for example,
 690          * when attaching to a task.  If this is specified, use the query
 691          * sampling info from the current CPU, otherwise use event->cpu to
 692          * retrieve the per-CPU information.
 693          * Later, cpuhw indicates whether to allocate sampling buffers for a
 694          * particular CPU (cpuhw!=NULL) or each online CPU (cpuw==NULL).
 695          */
 696         memset(&si, 0, sizeof(si));
 697         cpuhw = NULL;
 698         if (event->cpu == -1)
 699                 qsi(&si);
 700         else {
 701                 /* Event is pinned to a particular CPU, retrieve the per-CPU
 702                  * sampling structure for accessing the CPU-specific QSI.
 703                  */
 704                 cpuhw = &per_cpu(cpu_hw_sf, event->cpu);
 705                 si = cpuhw->qsi;
 706         }
 707
 708         /* Check sampling facility authorization and, if not authorized,
 709          * fall back to other PMUs.  It is safe to check any CPU because
 710          * the authorization is identical for all configured CPUs.
 711          */
 712         if (!si.as) {
 713                 err = -ENOENT;
 714                 goto out;
 715         }
 716
 717         /* Always enable basic sampling */
 718         SAMPL_FLAGS(hwc) = PERF_CPUM_SF_BASIC_MODE;
 719
 720         /* Check if diagnostic sampling is requested.  Deny if the required
 721          * sampling authorization is missing.
 722          */
 723         if (attr->config == PERF_EVENT_CPUM_SF_DIAG) {
 724                 if (!si.ad) {
 725                         err = -EPERM;
 726                         goto out;
 727                 }
 728                 SAMPL_FLAGS(hwc) |= PERF_CPUM_SF_DIAG_MODE;
 729         }
 730
 731         /* Check and set other sampling flags */
 732         if (attr->config1 & PERF_CPUM_SF_FULL_BLOCKS)
 733                 SAMPL_FLAGS(hwc) |= PERF_CPUM_SF_FULL_BLOCKS;
 734
 735         /* The sampling information (si) contains information about the
 736          * min/max sampling intervals and the CPU speed.  So calculate the
 737          * correct sampling interval and avoid the whole period adjust
 738          * feedback loop.
 739          */
 740         rate = 0;
 741         if (attr->freq) {
 742                 rate = freq_to_sample_rate(&si, attr->sample_freq);
 743                 rate = hw_limit_rate(&si, rate);
 744                 attr->freq = 0;
 745                 attr->sample_period = rate;
 746         } else {
 747                 /* The min/max sampling rates specifies the valid range
 748                  * of sample periods.  If the specified sample period is
 749                  * out of range, limit the period to the range boundary.
 750                  */
 751                 rate = hw_limit_rate(&si, hwc->sample_period);
 752
 753                 /* The perf core maintains a maximum sample rate that is
 754                  * configurable through the sysctl interface.  Ensure the
 755                  * sampling rate does not exceed this value.  This also helps
 756                  * to avoid throttling when pushing samples with
 757                  * perf_event_overflow().
 758                  */
 759                 if (sample_rate_to_freq(&si, rate) >
 760                       sysctl_perf_event_sample_rate) {
 761                         err = -EINVAL;
 762                         debug_sprintf_event(sfdbg, 1, "Sampling rate exceeds maximum perf sample rate\n");
 763                         goto out;
 764                 }
 765         }
 766         SAMPL_RATE(hwc) = rate;
 767         hw_init_period(hwc, SAMPL_RATE(hwc));
 768
 769         /* Initialize sample data overflow accounting */
 770         hwc->extra_reg.reg = REG_OVERFLOW;
 771         OVERFLOW_REG(hwc) = 0;
 772
 773         /* Allocate the per-CPU sampling buffer using the CPU information
 774          * from the event.  If the event is not pinned to a particular
 775          * CPU (event->cpu == -1; or cpuhw == NULL), allocate sampling
 776          * buffers for each online CPU.
 777          */
 778         if (cpuhw)
 779                 /* Event is pinned to a particular CPU */
 780                 err = allocate_buffers(cpuhw, hwc);
 781         else {
 782                 /* Event is not pinned, allocate sampling buffer on
 783                  * each online CPU
 784                  */
 785                 for_each_online_cpu(cpu) {
 786                         cpuhw = &per_cpu(cpu_hw_sf, cpu);
 787                         err = allocate_buffers(cpuhw, hwc);
 788                         if (err)
 789                                 break;
 790                 }
 791         }
 792 out:
 793         return err;
 794 }
 795
 796 static int cpumsf_pmu_event_init(struct perf_event *event)
 797 {
 798         int err;
 799
 800         /* No support for taken branch sampling */
 801         if (has_branch_stack(event))
 802                 return -EOPNOTSUPP;
 803
 804         switch (event->attr.type) {
 805         case PERF_TYPE_RAW:
 806                 if ((event->attr.config != PERF_EVENT_CPUM_SF) &&
 807                     (event->attr.config != PERF_EVENT_CPUM_SF_DIAG))
 808                         return -ENOENT;
 809                 break;
 810         case PERF_TYPE_HARDWARE:
 811                 /* Support sampling of CPU cycles in addition to the
 812                  * counter facility.  However, the counter facility
 813                  * is more precise and, hence, restrict this PMU to
 814                  * sampling events only.
 815                  */
 816                 if (event->attr.config != PERF_COUNT_HW_CPU_CYCLES)
 817                         return -ENOENT;
 818                 if (!is_sampling_event(event))
 819                         return -ENOENT;
 820                 break;
 821         default:
 822                 return -ENOENT;
 823         }
 824
 825         /* Check online status of the CPU to which the event is pinned */
 826         if (event->cpu >= nr_cpumask_bits ||
 827             (event->cpu >= 0 && !cpu_online(event->cpu)))
 828                 return -ENODEV;
 829
 830         /* Force reset of idle/hv excludes regardless of what the
 831          * user requested.
 832          */
 833         if (event->attr.exclude_hv)
 834                 event->attr.exclude_hv = 0;
 835         if (event->attr.exclude_idle)
 836                 event->attr.exclude_idle = 0;
 837
 838         err = __hw_perf_event_init(event);
 839         if (unlikely(err))
 840                 if (event->destroy)
 841                         event->destroy(event);
 842         return err;
 843 }
 844
 845 static void cpumsf_pmu_enable(struct pmu *pmu)
 846 {
 847         struct cpu_hw_sf *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_sf);
 848         struct hw_perf_event *hwc;
 849         int err;
 850
 851         if (cpuhw->flags & PMU_F_ENABLED)
 852                 return;
 853
 854         if (cpuhw->flags & PMU_F_ERR_MASK)
 855                 return;
 856
 857         /* Check whether to extent the sampling buffer.
 858          *
 859          * Two conditions trigger an increase of the sampling buffer for a
 860          * perf event:
 861          *    1. Postponed buffer allocations from the event initialization.
 862          *    2. Sampling overflows that contribute to pending allocations.
 863          *
 864          * Note that the extend_sampling_buffer() function disables the sampling
 865          * facility, but it can be fully re-enabled using sampling controls that
 866          * have been saved in cpumsf_pmu_disable().
 867          */
 868         if (cpuhw->event) {
 869                 hwc = &cpuhw->event->hw;
 870                 /* Account number of overflow-designated buffer extents */
 871                 sfb_account_overflows(cpuhw, hwc);
 872                 if (sfb_has_pending_allocs(&cpuhw->sfb, hwc))
 873                         extend_sampling_buffer(&cpuhw->sfb, hwc);
 874         }
 875
 876         /* (Re)enable the PMU and sampling facility */
 877         cpuhw->flags |= PMU_F_ENABLED;
 878         barrier();
 879
 880         err = lsctl(&cpuhw->lsctl);
 881         if (err) {
 882                 cpuhw->flags &= ~PMU_F_ENABLED;
 883                 pr_err("Loading sampling controls failed: op=%i err=%i\n",
 884                         1, err);
 885                 return;
 886         }
 887
 888         debug_sprintf_event(sfdbg, 6, "pmu_enable: es=%i cs=%i ed=%i cd=%i "
 889                             "tear=%p dear=%p\n", cpuhw->lsctl.es, cpuhw->lsctl.cs,
 890                             cpuhw->lsctl.ed, cpuhw->lsctl.cd,
 891                             (void *) cpuhw->lsctl.tear, (void *) cpuhw->lsctl.dear);
 892 }
 893
 894 static void cpumsf_pmu_disable(struct pmu *pmu)
 895 {
 896         struct cpu_hw_sf *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_sf);
 897         struct hws_lsctl_request_block inactive;
 898         struct hws_qsi_info_block si;
 899         int err;
 900
 901         if (!(cpuhw->flags & PMU_F_ENABLED))
 902                 return;
 903
 904         if (cpuhw->flags & PMU_F_ERR_MASK)
 905                 return;
 906
 907         /* Switch off sampling activation control */
 908         inactive = cpuhw->lsctl;
 909         inactive.cs = 0;
 910         inactive.cd = 0;
 911
 912         err = lsctl(&inactive);
 913         if (err) {
 914                 pr_err("Loading sampling controls failed: op=%i err=%i\n",
 915                         2, err);
 916                 return;
 917         }
 918
 919         /* Save state of TEAR and DEAR register contents */
 920         if (!qsi(&si)) {
 921                 /* TEAR/DEAR values are valid only if the sampling facility is
 922                  * enabled.  Note that cpumsf_pmu_disable() might be called even
 923                  * for a disabled sampling facility because cpumsf_pmu_enable()
 924                  * controls the enable/disable state.
 925                  */
 926                 if (si.es) {
 927                         cpuhw->lsctl.tear = si.tear;
 928                         cpuhw->lsctl.dear = si.dear;
 929                 }
 930         } else
 931                 debug_sprintf_event(sfdbg, 3, "cpumsf_pmu_disable: "
 932                                     "qsi() failed with err=%i\n", err);
 933
 934         cpuhw->flags &= ~PMU_F_ENABLED;
 935 }
 936
 937 /* perf_exclude_event() - Filter event
 938  * @event:      The perf event
 939  * @regs:       pt_regs structure
 940  * @sde_regs:   Sample-data-entry (sde) regs structure
 941  *
 942  * Filter perf events according to their exclude specification.
 943  *
 944  * Return non-zero if the event shall be excluded.
 945  */
 946 static int perf_exclude_event(struct perf_event *event, struct pt_regs *regs,
 947                               struct perf_sf_sde_regs *sde_regs)
 948 {
 949         if (event->attr.exclude_user && user_mode(regs))
 950                 return 1;
 951         if (event->attr.exclude_kernel && !user_mode(regs))
 952                 return 1;
 953         if (event->attr.exclude_guest && sde_regs->in_guest)
 954                 return 1;
 955         if (event->attr.exclude_host && !sde_regs->in_guest)
 956                 return 1;
 957         return 0;
 958 }
 959
 960 /* perf_push_sample() - Push samples to perf
 961  * @event:      The perf event
 962  * @sample:     Hardware sample data
 963  *
 964  * Use the hardware sample data to create perf event sample.  The sample
 965  * is the pushed to the event subsystem and the function checks for
 966  * possible event overflows.  If an event overflow occurs, the PMU is
 967  * stopped.
 968  *
 969  * Return non-zero if an event overflow occurred.
 970  */
 971 static int perf_push_sample(struct perf_event *event, struct sf_raw_sample *sfr)
 972 {
 973         int overflow;
 974         struct pt_regs regs;
 975         struct perf_sf_sde_regs *sde_regs;
 976         struct perf_sample_data data;
 977         struct perf_raw_record raw;
 978
 979         /* Setup perf sample */
 980         perf_sample_data_init(&data, 0, event->hw.last_period);
 981         raw.size = sfr->size;
 982         raw.data = sfr;
 983         data.raw = &raw;
 984
 985         /* Setup pt_regs to look like an CPU-measurement external interrupt
 986          * using the Program Request Alert code.  The regs.int_parm_long
 987          * field which is unused contains additional sample-data-entry related
 988          * indicators.
 989          */
 990         memset(&regs, 0, sizeof(regs));
 991         regs.int_code = 0x1407;
 992         regs.int_parm = CPU_MF_INT_SF_PRA;
 993         sde_regs = (struct perf_sf_sde_regs *) &regs.int_parm_long;
 994
 995         regs.psw.addr = sfr->basic.ia;
 996         if (sfr->basic.T)
 997                 regs.psw.mask |= PSW_MASK_DAT;
 998         if (sfr->basic.W)
 999                 regs.psw.mask |= PSW_MASK_WAIT;
1000         if (sfr->basic.P)
1001                 regs.psw.mask |= PSW_MASK_PSTATE;
1002         switch (sfr->basic.AS) {
1003         case 0x0:
1004                 regs.psw.mask |= PSW_ASC_PRIMARY;
1005                 break;
1006         case 0x1:
1007                 regs.psw.mask |= PSW_ASC_ACCREG;
1008                 break;
1009         case 0x2:
1010                 regs.psw.mask |= PSW_ASC_SECONDARY;
1011                 break;
1012         case 0x3:
1013                 regs.psw.mask |= PSW_ASC_HOME;
1014                 break;
1015         }
1016
1017         /*
1018          * A non-zero guest program parameter indicates a guest
1019          * sample.
1020          * Note that some early samples or samples from guests without
1021          * lpp usage would be misaccounted to the host. We use the asn
1022          * value as a heuristic to detect most of these guest samples.
1023          * If the value differs from the host hpp value, we assume
1024          * it to be a KVM guest.
1025          */
1026         if (sfr->basic.gpp || sfr->basic.prim_asn != (u16) sfr->basic.hpp)
1027                 sde_regs->in_guest = 1;
1028
1029         overflow = 0;
1030         if (perf_exclude_event(event, &regs, sde_regs))
1031                 goto out;
1032         if (perf_event_overflow(event, &data, &regs)) {
1033                 overflow = 1;
1034                 event->pmu->stop(event, 0);
1035         }
1036         perf_event_update_userpage(event);
1037 out:
1038         return overflow;
1039 }
1040
1041 static void perf_event_count_update(struct perf_event *event, u64 count)
1042 {
1043         local64_add(count, &event->count);
1044 }
1045
1046 static int sample_format_is_valid(struct hws_combined_entry *sample,
1047                                    unsigned int flags)
1048 {
1049         if (likely(flags & PERF_CPUM_SF_BASIC_MODE))
1050                 /* Only basic-sampling data entries with data-entry-format
1051                  * version of 0x0001 can be processed.
1052                  */
1053                 if (sample->basic.def != 0x0001)
1054                         return 0;
1055         if (flags & PERF_CPUM_SF_DIAG_MODE)
1056                 /* The data-entry-format number of diagnostic-sampling data
1057                  * entries can vary.  Because diagnostic data is just passed
1058                  * through, do only a sanity check on the DEF.
1059                  */
1060                 if (sample->diag.def < 0x8001)
1061                         return 0;
1062         return 1;
1063 }
1064
1065 static int sample_is_consistent(struct hws_combined_entry *sample,
1066                                 unsigned long flags)
1067 {
1068         /* This check applies only to basic-sampling data entries of potentially
1069          * combined-sampling data entries.  Invalid entries cannot be processed
1070          * by the PMU and, thus, do not deliver an associated
1071          * diagnostic-sampling data entry.
1072          */
1073         if (unlikely(!(flags & PERF_CPUM_SF_BASIC_MODE)))
1074                 return 0;
1075         /*
1076          * Samples are skipped, if they are invalid or for which the
1077          * instruction address is not predictable, i.e., the wait-state bit is
1078          * set.
1079          */
1080         if (sample->basic.I || sample->basic.W)
1081                 return 0;
1082         return 1;
1083 }
1084
1085 static void reset_sample_slot(struct hws_combined_entry *sample,
1086                               unsigned long flags)
1087 {
1088         if (likely(flags & PERF_CPUM_SF_BASIC_MODE))
1089                 sample->basic.def = 0;
1090         if (flags & PERF_CPUM_SF_DIAG_MODE)
1091                 sample->diag.def = 0;
1092 }
1093
1094 static void sfr_store_sample(struct sf_raw_sample *sfr,
1095                              struct hws_combined_entry *sample)
1096 {
1097         if (likely(sfr->format & PERF_CPUM_SF_BASIC_MODE))
1098                 sfr->basic = sample->basic;
1099         if (sfr->format & PERF_CPUM_SF_DIAG_MODE)
1100                 memcpy(&sfr->diag, &sample->diag, sfr->dsdes);
1101 }
1102
1103 static void debug_sample_entry(struct hws_combined_entry *sample,
1104                                struct hws_trailer_entry *te,
1105                                unsigned long flags)
1106 {
1107         debug_sprintf_event(sfdbg, 4, "hw_collect_samples: Found unknown "
1108                             "sampling data entry: te->f=%i basic.def=%04x (%p)"
1109                             " diag.def=%04x (%p)\n", te->f,
1110                             sample->basic.def, &sample->basic,
1111                             (flags & PERF_CPUM_SF_DIAG_MODE)
1112                                         ? sample->diag.def : 0xFFFF,
1113                             (flags & PERF_CPUM_SF_DIAG_MODE)
1114                                         ?  &sample->diag : NULL);
1115 }
1116
1117 /* hw_collect_samples() - Walk through a sample-data-block and collect samples
1118  * @event:      The perf event
1119  * @sdbt:       Sample-data-block table
1120  * @overflow:   Event overflow counter
1121  *
1122  * Walks through a sample-data-block and collects sampling data entries that are
1123  * then pushed to the perf event subsystem.  Depending on the sampling function,
1124  * there can be either basic-sampling or combined-sampling data entries.  A
1125  * combined-sampling data entry consists of a basic- and a diagnostic-sampling
1126  * data entry.  The sampling function is determined by the flags in the perf
1127  * event hardware structure.  The function always works with a combined-sampling
1128  * data entry but ignores the the diagnostic portion if it is not available.
1129  *
1130  * Note that the implementation focuses on basic-sampling data entries and, if
1131  * such an entry is not valid, the entire combined-sampling data entry is
1132  * ignored.
1133  *
1134  * The overflow variables counts the number of samples that has been discarded
1135  * due to a perf event overflow.
1136  */
1137 static void hw_collect_samples(struct perf_event *event, unsigned long *sdbt,
1138                                unsigned long long *overflow)
1139 {
1140         unsigned long flags = SAMPL_FLAGS(&event->hw);
1141         struct hws_combined_entry *sample;
1142         struct hws_trailer_entry *te;
1143         struct sf_raw_sample *sfr;
1144         size_t sample_size;
1145
1146         /* Prepare and initialize raw sample data */
1147         sfr = (struct sf_raw_sample *) RAWSAMPLE_REG(&event->hw);
1148         sfr->format = flags & PERF_CPUM_SF_MODE_MASK;
1149
1150         sample_size = event_sample_size(&event->hw);
1151         te = (struct hws_trailer_entry *) trailer_entry_ptr(*sdbt);
1152         sample = (struct hws_combined_entry *) *sdbt;
1153         while ((unsigned long *) sample < (unsigned long *) te) {
1154                 /* Check for an empty sample */
1155                 if (!sample->basic.def)
1156                         break;
1157
1158                 /* Update perf event period */
1159                 perf_event_count_update(event, SAMPL_RATE(&event->hw));
1160
1161                 /* Check sampling data entry */
1162                 if (sample_format_is_valid(sample, flags)) {
1163                         /* If an event overflow occurred, the PMU is stopped to
1164                          * throttle event delivery.  Remaining sample data is
1165                          * discarded.
1166                          */
1167                         if (!*overflow) {
1168                                 if (sample_is_consistent(sample, flags)) {
1169                                         /* Deliver sample data to perf */
1170                                         sfr_store_sample(sfr, sample);
1171                                         *overflow = perf_push_sample(event, sfr);
1172                                 }
1173                         } else
1174                                 /* Count discarded samples */
1175                                 *overflow += 1;
1176                 } else {
1177                         debug_sample_entry(sample, te, flags);
1178                         /* Sample slot is not yet written or other record.
1179                          *
1180                          * This condition can occur if the buffer was reused
1181                          * from a combined basic- and diagnostic-sampling.
1182                          * If only basic-sampling is then active, entries are
1183                          * written into the larger diagnostic entries.
1184                          * This is typically the case for sample-data-blocks
1185                          * that are not full.  Stop processing if the first
1186                          * invalid format was detected.
1187                          */
1188                         if (!te->f)
1189                                 break;
1190                 }
1191
1192                 /* Reset sample slot and advance to next sample */
1193                 reset_sample_slot(sample, flags);
1194                 sample += sample_size;
1195         }
1196 }
1197
1198 /* hw_perf_event_update() - Process sampling buffer
1199  * @event:      The perf event
1200  * @flush_all:  Flag to also flush partially filled sample-data-blocks
1201  *
1202  * Processes the sampling buffer and create perf event samples.
1203  * The sampling buffer position are retrieved and saved in the TEAR_REG
1204  * register of the specified perf event.
1205  *
1206  * Only full sample-data-blocks are processed.  Specify the flash_all flag
1207  * to also walk through partially filled sample-data-blocks.  It is ignored
1208  * if PERF_CPUM_SF_FULL_BLOCKS is set.  The PERF_CPUM_SF_FULL_BLOCKS flag
1209  * enforces the processing of full sample-data-blocks only (trailer entries
1210  * with the block-full-indicator bit set).
1211  */
1212 static void hw_perf_event_update(struct perf_event *event, int flush_all)
1213 {
1214         struct hw_perf_event *hwc = &event->hw;
1215         struct hws_trailer_entry *te;
1216         unsigned long *sdbt;
1217         unsigned long long event_overflow, sampl_overflow, num_sdb, te_flags;
1218         int done;
1219
1220         if (flush_all && SDB_FULL_BLOCKS(hwc))
1221                 flush_all = 0;
1222
1223         sdbt = (unsigned long *) TEAR_REG(hwc);
1224         done = event_overflow = sampl_overflow = num_sdb = 0;
1225         while (!done) {
1226                 /* Get the trailer entry of the sample-data-block */
1227                 te = (struct hws_trailer_entry *) trailer_entry_ptr(*sdbt);
1228
1229                 /* Leave loop if no more work to do (block full indicator) */
1230                 if (!te->f) {
1231                         done = 1;
1232                         if (!flush_all)
1233                                 break;
1234                 }
1235
1236                 /* Check the sample overflow count */
1237                 if (te->overflow)
1238                         /* Account sample overflows and, if a particular limit
1239                          * is reached, extend the sampling buffer.
1240                          * For details, see sfb_account_overflows().
1241                          */
1242                         sampl_overflow += te->overflow;
1243
1244                 /* Timestamps are valid for full sample-data-blocks only */
1245                 debug_sprintf_event(sfdbg, 6, "hw_perf_event_update: sdbt=%p "
1246                                     "overflow=%llu timestamp=0x%llx\n",
1247                                     sdbt, te->overflow,
1248                                     (te->f) ? trailer_timestamp(te) : 0ULL);
1249
1250                 /* Collect all samples from a single sample-data-block and
1251                  * flag if an (perf) event overflow happened.  If so, the PMU
1252                  * is stopped and remaining samples will be discarded.
1253                  */
1254                 hw_collect_samples(event, sdbt, &event_overflow);
1255                 num_sdb++;
1256
1257                 /* Reset trailer (using compare-double-and-swap) */
1258                 do {
1259                         te_flags = te->flags & ~SDB_TE_BUFFER_FULL_MASK;
1260                         te_flags |= SDB_TE_ALERT_REQ_MASK;
1261                 } while (!cmpxchg_double(&te->flags, &te->overflow,
1262                                          te->flags, te->overflow,
1263                                          te_flags, 0ULL));
1264
1265                 /* Advance to next sample-data-block */
1266                 sdbt++;
1267                 if (is_link_entry(sdbt))
1268                         sdbt = get_next_sdbt(sdbt);
1269
1270                 /* Update event hardware registers */
1271                 TEAR_REG(hwc) = (unsigned long) sdbt;
1272
1273                 /* Stop processing sample-data if all samples of the current
1274                  * sample-data-block were flushed even if it was not full.
1275                  */
1276                 if (flush_all && done)
1277                         break;
1278
1279                 /* If an event overflow happened, discard samples by
1280                  * processing any remaining sample-data-blocks.
1281                  */
1282                 if (event_overflow)
1283                         flush_all = 1;
1284         }
1285
1286         /* Account sample overflows in the event hardware structure */
1287         if (sampl_overflow)
1288                 OVERFLOW_REG(hwc) = DIV_ROUND_UP(OVERFLOW_REG(hwc) +
1289                                                  sampl_overflow, 1 + num_sdb);
1290         if (sampl_overflow || event_overflow)
1291                 debug_sprintf_event(sfdbg, 4, "hw_perf_event_update: "
1292                                     "overflow stats: sample=%llu event=%llu\n",
1293                                     sampl_overflow, event_overflow);
1294 }
1295
1296 static void cpumsf_pmu_read(struct perf_event *event)
1297 {
1298         /* Nothing to do ... updates are interrupt-driven */
1299 }
1300
1301 /* Activate sampling control.
1302  * Next call of pmu_enable() starts sampling.
1303  */
1304 static void cpumsf_pmu_start(struct perf_event *event, int flags)
1305 {
1306         struct cpu_hw_sf *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_sf);
1307
1308         if (WARN_ON_ONCE(!(event->hw.state & PERF_HES_STOPPED)))
1309                 return;
1310
1311         if (flags & PERF_EF_RELOAD)
1312                 WARN_ON_ONCE(!(event->hw.state & PERF_HES_UPTODATE));
1313
1314         perf_pmu_disable(event->pmu);
1315         event->hw.state = 0;
1316         cpuhw->lsctl.cs = 1;
1317         if (SAMPL_DIAG_MODE(&event->hw))
1318                 cpuhw->lsctl.cd = 1;
1319         perf_pmu_enable(event->pmu);
1320 }
1321
1322 /* Deactivate sampling control.
1323  * Next call of pmu_enable() stops sampling.
1324  */
1325 static void cpumsf_pmu_stop(struct perf_event *event, int flags)
1326 {
1327         struct cpu_hw_sf *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_sf);
1328
1329         if (event->hw.state & PERF_HES_STOPPED)
1330                 return;
1331
1332         perf_pmu_disable(event->pmu);
1333         cpuhw->lsctl.cs = 0;
1334         cpuhw->lsctl.cd = 0;
1335         event->hw.state |= PERF_HES_STOPPED;
1336
1337         if ((flags & PERF_EF_UPDATE) && !(event->hw.state & PERF_HES_UPTODATE)) {
1338                 hw_perf_event_update(event, 1);
1339                 event->hw.state |= PERF_HES_UPTODATE;
1340         }
1341         perf_pmu_enable(event->pmu);
1342 }
1343
1344 static int cpumsf_pmu_add(struct perf_event *event, int flags)
1345 {
1346         struct cpu_hw_sf *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_sf);
1347         int err;
1348
1349         if (cpuhw->flags & PMU_F_IN_USE)
1350                 return -EAGAIN;
1351
1352         if (!cpuhw->sfb.sdbt)
1353                 return -EINVAL;
1354
1355         err = 0;
1356         perf_pmu_disable(event->pmu);
1357
1358         event->hw.state = PERF_HES_UPTODATE | PERF_HES_STOPPED;
1359
1360         /* Set up sampling controls.  Always program the sampling register
1361          * using the SDB-table start.  Reset TEAR_REG event hardware register
1362          * that is used by hw_perf_event_update() to store the sampling buffer
1363          * position after samples have been flushed.
1364          */
1365         cpuhw->lsctl.s = 0;
1366         cpuhw->lsctl.h = 1;
1367         cpuhw->lsctl.tear = (unsigned long) cpuhw->sfb.sdbt;
1368         cpuhw->lsctl.dear = *(unsigned long *) cpuhw->sfb.sdbt;
1369         cpuhw->lsctl.interval = SAMPL_RATE(&event->hw);
1370         hw_reset_registers(&event->hw, cpuhw->sfb.sdbt);
1371
1372         /* Ensure sampling functions are in the disabled state.  If disabled,
1373          * switch on sampling enable control. */
1374         if (WARN_ON_ONCE(cpuhw->lsctl.es == 1 || cpuhw->lsctl.ed == 1)) {
1375                 err = -EAGAIN;
1376                 goto out;
1377         }
1378         cpuhw->lsctl.es = 1;
1379         if (SAMPL_DIAG_MODE(&event->hw))
1380                 cpuhw->lsctl.ed = 1;
1381
1382         /* Set in_use flag and store event */
1383         cpuhw->event = event;
1384         cpuhw->flags |= PMU_F_IN_USE;
1385
1386         if (flags & PERF_EF_START)
1387                 cpumsf_pmu_start(event, PERF_EF_RELOAD);
1388 out:
1389         perf_event_update_userpage(event);
1390         perf_pmu_enable(event->pmu);
1391         return err;
1392 }
1393
1394 static void cpumsf_pmu_del(struct perf_event *event, int flags)
1395 {
1396         struct cpu_hw_sf *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_sf);
1397
1398         perf_pmu_disable(event->pmu);
1399         cpumsf_pmu_stop(event, PERF_EF_UPDATE);
1400
1401         cpuhw->lsctl.es = 0;
1402         cpuhw->lsctl.ed = 0;
1403         cpuhw->flags &= ~PMU_F_IN_USE;
1404         cpuhw->event = NULL;
1405
1406         perf_event_update_userpage(event);
1407         perf_pmu_enable(event->pmu);
1408 }
1409
1410 CPUMF_EVENT_ATTR(SF, SF_CYCLES_BASIC, PERF_EVENT_CPUM_SF);
1411 CPUMF_EVENT_ATTR(SF, SF_CYCLES_BASIC_DIAG, PERF_EVENT_CPUM_SF_DIAG);
1412
1413 static struct attribute *cpumsf_pmu_events_attr[] = {
1414         CPUMF_EVENT_PTR(SF, SF_CYCLES_BASIC),
1415         NULL,
1416         NULL,
1417 };
1418
1419 PMU_FORMAT_ATTR(event, "config:0-63");
1420
1421 static struct attribute *cpumsf_pmu_format_attr[] = {
1422         &format_attr_event.attr,
1423         NULL,
1424 };
1425
1426 static struct attribute_group cpumsf_pmu_events_group = {
1427         .name = "events",
1428         .attrs = cpumsf_pmu_events_attr,
1429 };
1430 static struct attribute_group cpumsf_pmu_format_group = {
1431         .name = "format",
1432         .attrs = cpumsf_pmu_format_attr,
1433 };
1434 static const struct attribute_group *cpumsf_pmu_attr_groups[] = {
1435         &cpumsf_pmu_events_group,
1436         &cpumsf_pmu_format_group,
1437         NULL,
1438 };
1439
1440 static struct pmu cpumf_sampling = {
1441         .pmu_enable   = cpumsf_pmu_enable,
1442         .pmu_disable  = cpumsf_pmu_disable,
1443
1444         .event_init   = cpumsf_pmu_event_init,
1445         .add          = cpumsf_pmu_add,
1446         .del          = cpumsf_pmu_del,
1447
1448         .start        = cpumsf_pmu_start,
1449         .stop         = cpumsf_pmu_stop,
1450         .read         = cpumsf_pmu_read,
1451
1452         .attr_groups  = cpumsf_pmu_attr_groups,
1453 };
1454
1455 static void cpumf_measurement_alert(struct ext_code ext_code,
1456                                     unsigned int alert, unsigned long unused)
1457 {
1458         struct cpu_hw_sf *cpuhw;
1459
1460         if (!(alert & CPU_MF_INT_SF_MASK))
1461                 return;
1462         inc_irq_stat(IRQEXT_CMS);
1463         cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_sf);
1464
1465         /* Measurement alerts are shared and might happen when the PMU
1466          * is not reserved.  Ignore these alerts in this case. */
1467         if (!(cpuhw->flags & PMU_F_RESERVED))
1468                 return;
1469
1470         /* The processing below must take care of multiple alert events that
1471          * might be indicated concurrently. */
1472
1473         /* Program alert request */
1474         if (alert & CPU_MF_INT_SF_PRA) {
1475                 if (cpuhw->flags & PMU_F_IN_USE)
1476                         hw_perf_event_update(cpuhw->event, 0);
1477                 else
1478                         WARN_ON_ONCE(!(cpuhw->flags & PMU_F_IN_USE));
1479         }
1480
1481         /* Report measurement alerts only for non-PRA codes */
1482         if (alert != CPU_MF_INT_SF_PRA)
1483                 debug_sprintf_event(sfdbg, 6, "measurement alert: 0x%x\n", alert);
1484
1485         /* Sampling authorization change request */
1486         if (alert & CPU_MF_INT_SF_SACA)
1487                 qsi(&cpuhw->qsi);
1488
1489         /* Loss of sample data due to high-priority machine activities */
1490         if (alert & CPU_MF_INT_SF_LSDA) {
1491                 pr_err("Sample data was lost\n");
1492                 cpuhw->flags |= PMU_F_ERR_LSDA;
1493                 sf_disable();
1494         }
1495
1496         /* Invalid sampling buffer entry */
1497         if (alert & (CPU_MF_INT_SF_IAE|CPU_MF_INT_SF_ISE)) {
1498                 pr_err("A sampling buffer entry is incorrect (alert=0x%x)\n",
1499                        alert);
1500                 cpuhw->flags |= PMU_F_ERR_IBE;
1501                 sf_disable();
1502         }
1503 }
1504
1505 static int cpumf_pmu_notifier(struct notifier_block *self,
1506                               unsigned long action, void *hcpu)
1507 {
1508         int flags;
1509
1510         /* Ignore the notification if no events are scheduled on the PMU.
1511          * This might be racy...
1512          */
1513         if (!atomic_read(&num_events))
1514                 return NOTIFY_OK;
1515
1516         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
1517         case CPU_ONLINE:
1518         case CPU_DOWN_FAILED:
1519                 flags = PMC_INIT;
1520                 local_irq_disable();
1521                 setup_pmc_cpu(&flags);
1522                 local_irq_enable();
1523                 break;
1524         case CPU_DOWN_PREPARE:
1525                 flags = PMC_RELEASE;
1526                 local_irq_disable();
1527                 setup_pmc_cpu(&flags);
1528                 local_irq_enable();
1529                 break;
1530         default:
1531                 break;
1532         }
1533
1534         return NOTIFY_OK;
1535 }
1536
1537 static int param_get_sfb_size(char *buffer, const struct kernel_param *kp)
1538 {
1539         if (!cpum_sf_avail())
1540                 return -ENODEV;
1541         return sprintf(buffer, "%lu,%lu", CPUM_SF_MIN_SDB, CPUM_SF_MAX_SDB);
1542 }
1543
1544 static int param_set_sfb_size(const char *val, const struct kernel_param *kp)
1545 {
1546         int rc;
1547         unsigned long min, max;
1548
1549         if (!cpum_sf_avail())
1550                 return -ENODEV;
1551         if (!val || !strlen(val))
1552                 return -EINVAL;
1553
1554         /* Valid parameter values: "min,max" or "max" */
1555         min = CPUM_SF_MIN_SDB;
1556         max = CPUM_SF_MAX_SDB;
1557         if (strchr(val, ','))
1558                 rc = (sscanf(val, "%lu,%lu", &min, &max) == 2) ? 0 : -EINVAL;
1559         else
1560                 rc = kstrtoul(val, 10, &max);
1561
1562         if (min < 2 || min >= max || max > get_num_physpages())
1563                 rc = -EINVAL;
1564         if (rc)
1565                 return rc;
1566
1567         sfb_set_limits(min, max);
1568         pr_info("The sampling buffer limits have changed to: "
1569                 "min=%lu max=%lu (diag=x%lu)\n",
1570                 CPUM_SF_MIN_SDB, CPUM_SF_MAX_SDB, CPUM_SF_SDB_DIAG_FACTOR);
1571         return 0;
1572 }
1573
1574 #define param_check_sfb_size(name, p) __param_check(name, p, void)
1575 static const struct kernel_param_ops param_ops_sfb_size = {
1576         .set = param_set_sfb_size,
1577         .get = param_get_sfb_size,
1578 };
1579
1580 #define RS_INIT_FAILURE_QSI       0x0001
1581 #define RS_INIT_FAILURE_BSDES     0x0002
1582 #define RS_INIT_FAILURE_ALRT      0x0003
1583 #define RS_INIT_FAILURE_PERF      0x0004
1584 static void __init pr_cpumsf_err(unsigned int reason)
1585 {
1586         pr_err("Sampling facility support for perf is not available: "
1587                "reason=%04x\n", reason);
1588 }
1589
1590 static int __init init_cpum_sampling_pmu(void)
1591 {
1592         struct hws_qsi_info_block si;
1593         int err;
1594
1595         if (!cpum_sf_avail())
1596                 return -ENODEV;
1597
1598         memset(&si, 0, sizeof(si));
1599         if (qsi(&si)) {
1600                 pr_cpumsf_err(RS_INIT_FAILURE_QSI);
1601                 return -ENODEV;
1602         }
1603
1604         if (si.bsdes != sizeof(struct hws_basic_entry)) {
1605                 pr_cpumsf_err(RS_INIT_FAILURE_BSDES);
1606                 return -EINVAL;
1607         }
1608
1609         if (si.ad) {
1610                 sfb_set_limits(CPUM_SF_MIN_SDB, CPUM_SF_MAX_SDB);
1611                 cpumsf_pmu_events_attr[1] =
1612                         CPUMF_EVENT_PTR(SF, SF_CYCLES_BASIC_DIAG);
1613         }
1614
1615         sfdbg = debug_register(KMSG_COMPONENT, 2, 1, 80);
1616         if (!sfdbg)
1617                 pr_err("Registering for s390dbf failed\n");
1618         debug_register_view(sfdbg, &debug_sprintf_view);
1619
1620         err = register_external_irq(EXT_IRQ_MEASURE_ALERT,
1621                                     cpumf_measurement_alert);
1622         if (err) {
1623                 pr_cpumsf_err(RS_INIT_FAILURE_ALRT);
1624                 goto out;
1625         }
1626
1627         err = perf_pmu_register(&cpumf_sampling, "cpum_sf", PERF_TYPE_RAW);
1628         if (err) {
1629                 pr_cpumsf_err(RS_INIT_FAILURE_PERF);
1630                 unregister_external_irq(EXT_IRQ_MEASURE_ALERT,
1631                                         cpumf_measurement_alert);
1632                 goto out;
1633         }
1634         perf_cpu_notifier(cpumf_pmu_notifier);
1635 out:
1636         return err;
1637 }
1638 arch_initcall(init_cpum_sampling_pmu);
1639 core_param(cpum_sfb_size, CPUM_SF_MAX_SDB, sfb_size, 0640);