]> Git Repo - linux.git/blob - arch/s390/kernel/perf_cpum_cf.c
mm/page_alloc: free pages in a single pass during bulk free
[linux.git] / arch / s390 / kernel / perf_cpum_cf.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Performance event support for s390x - CPU-measurement Counter Facility
4  *
5  *  Copyright IBM Corp. 2012, 2021
6  *  Author(s): Hendrik Brueckner <[email protected]>
7  *             Thomas Richter <[email protected]>
8  */
9 #define KMSG_COMPONENT  "cpum_cf"
10 #define pr_fmt(fmt)     KMSG_COMPONENT ": " fmt
11
12 #include <linux/kernel.h>
13 #include <linux/kernel_stat.h>
14 #include <linux/percpu.h>
15 #include <linux/notifier.h>
16 #include <linux/init.h>
17 #include <linux/export.h>
18 #include <linux/miscdevice.h>
19
20 #include <asm/cpu_mcf.h>
21 #include <asm/hwctrset.h>
22 #include <asm/debug.h>
23
24 static unsigned int cfdiag_cpu_speed;   /* CPU speed for CF_DIAG trailer */
25 static debug_info_t *cf_dbg;
26
27 #define CF_DIAG_CTRSET_DEF              0xfeef  /* Counter set header mark */
28                                                 /* interval in seconds */
29
30 /* Counter sets are stored as data stream in a page sized memory buffer and
31  * exported to user space via raw data attached to the event sample data.
32  * Each counter set starts with an eight byte header consisting of:
33  * - a two byte eye catcher (0xfeef)
34  * - a one byte counter set number
35  * - a two byte counter set size (indicates the number of counters in this set)
36  * - a three byte reserved value (must be zero) to make the header the same
37  *   size as a counter value.
38  * All counter values are eight byte in size.
39  *
40  * All counter sets are followed by a 64 byte trailer.
41  * The trailer consists of a:
42  * - flag field indicating valid fields when corresponding bit set
43  * - the counter facility first and second version number
44  * - the CPU speed if nonzero
45  * - the time stamp the counter sets have been collected
46  * - the time of day (TOD) base value
47  * - the machine type.
48  *
49  * The counter sets are saved when the process is prepared to be executed on a
50  * CPU and saved again when the process is going to be removed from a CPU.
51  * The difference of both counter sets are calculated and stored in the event
52  * sample data area.
53  */
54 struct cf_ctrset_entry {        /* CPU-M CF counter set entry (8 byte) */
55         unsigned int def:16;    /* 0-15  Data Entry Format */
56         unsigned int set:16;    /* 16-31 Counter set identifier */
57         unsigned int ctr:16;    /* 32-47 Number of stored counters */
58         unsigned int res1:16;   /* 48-63 Reserved */
59 };
60
61 struct cf_trailer_entry {       /* CPU-M CF_DIAG trailer (64 byte) */
62         /* 0 - 7 */
63         union {
64                 struct {
65                         unsigned int clock_base:1;      /* TOD clock base set */
66                         unsigned int speed:1;           /* CPU speed set */
67                         /* Measurement alerts */
68                         unsigned int mtda:1;    /* Loss of MT ctr. data alert */
69                         unsigned int caca:1;    /* Counter auth. change alert */
70                         unsigned int lcda:1;    /* Loss of counter data alert */
71                 };
72                 unsigned long flags;    /* 0-63    All indicators */
73         };
74         /* 8 - 15 */
75         unsigned int cfvn:16;                   /* 64-79   Ctr First Version */
76         unsigned int csvn:16;                   /* 80-95   Ctr Second Version */
77         unsigned int cpu_speed:32;              /* 96-127  CPU speed */
78         /* 16 - 23 */
79         unsigned long timestamp;                /* 128-191 Timestamp (TOD) */
80         /* 24 - 55 */
81         union {
82                 struct {
83                         unsigned long progusage1;
84                         unsigned long progusage2;
85                         unsigned long progusage3;
86                         unsigned long tod_base;
87                 };
88                 unsigned long progusage[4];
89         };
90         /* 56 - 63 */
91         unsigned int mach_type:16;              /* Machine type */
92         unsigned int res1:16;                   /* Reserved */
93         unsigned int res2:32;                   /* Reserved */
94 };
95
96 /* Create the trailer data at the end of a page. */
97 static void cfdiag_trailer(struct cf_trailer_entry *te)
98 {
99         struct cpu_cf_events *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_cf_events);
100         struct cpuid cpuid;
101
102         te->cfvn = cpuhw->info.cfvn;            /* Counter version numbers */
103         te->csvn = cpuhw->info.csvn;
104
105         get_cpu_id(&cpuid);                     /* Machine type */
106         te->mach_type = cpuid.machine;
107         te->cpu_speed = cfdiag_cpu_speed;
108         if (te->cpu_speed)
109                 te->speed = 1;
110         te->clock_base = 1;                     /* Save clock base */
111         te->tod_base = tod_clock_base.tod;
112         te->timestamp = get_tod_clock_fast();
113 }
114
115 /* Read a counter set. The counter set number determines the counter set and
116  * the CPUM-CF first and second version number determine the number of
117  * available counters in each counter set.
118  * Each counter set starts with header containing the counter set number and
119  * the number of eight byte counters.
120  *
121  * The functions returns the number of bytes occupied by this counter set
122  * including the header.
123  * If there is no counter in the counter set, this counter set is useless and
124  * zero is returned on this case.
125  *
126  * Note that the counter sets may not be enabled or active and the stcctm
127  * instruction might return error 3. Depending on error_ok value this is ok,
128  * for example when called from cpumf_pmu_start() call back function.
129  */
130 static size_t cfdiag_getctrset(struct cf_ctrset_entry *ctrdata, int ctrset,
131                                size_t room, bool error_ok)
132 {
133         struct cpu_cf_events *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_cf_events);
134         size_t ctrset_size, need = 0;
135         int rc = 3;                             /* Assume write failure */
136
137         ctrdata->def = CF_DIAG_CTRSET_DEF;
138         ctrdata->set = ctrset;
139         ctrdata->res1 = 0;
140         ctrset_size = cpum_cf_ctrset_size(ctrset, &cpuhw->info);
141
142         if (ctrset_size) {                      /* Save data */
143                 need = ctrset_size * sizeof(u64) + sizeof(*ctrdata);
144                 if (need <= room) {
145                         rc = ctr_stcctm(ctrset, ctrset_size,
146                                         (u64 *)(ctrdata + 1));
147                 }
148                 if (rc != 3 || error_ok)
149                         ctrdata->ctr = ctrset_size;
150                 else
151                         need = 0;
152         }
153
154         debug_sprintf_event(cf_dbg, 3,
155                             "%s ctrset %d ctrset_size %zu cfvn %d csvn %d"
156                             " need %zd rc %d\n", __func__, ctrset, ctrset_size,
157                             cpuhw->info.cfvn, cpuhw->info.csvn, need, rc);
158         return need;
159 }
160
161 static const u64 cpumf_ctr_ctl[CPUMF_CTR_SET_MAX] = {
162         [CPUMF_CTR_SET_BASIC]   = 0x02,
163         [CPUMF_CTR_SET_USER]    = 0x04,
164         [CPUMF_CTR_SET_CRYPTO]  = 0x08,
165         [CPUMF_CTR_SET_EXT]     = 0x01,
166         [CPUMF_CTR_SET_MT_DIAG] = 0x20,
167 };
168
169 /* Read out all counter sets and save them in the provided data buffer.
170  * The last 64 byte host an artificial trailer entry.
171  */
172 static size_t cfdiag_getctr(void *data, size_t sz, unsigned long auth,
173                             bool error_ok)
174 {
175         struct cf_trailer_entry *trailer;
176         size_t offset = 0, done;
177         int i;
178
179         memset(data, 0, sz);
180         sz -= sizeof(*trailer);         /* Always room for trailer */
181         for (i = CPUMF_CTR_SET_BASIC; i < CPUMF_CTR_SET_MAX; ++i) {
182                 struct cf_ctrset_entry *ctrdata = data + offset;
183
184                 if (!(auth & cpumf_ctr_ctl[i]))
185                         continue;       /* Counter set not authorized */
186
187                 done = cfdiag_getctrset(ctrdata, i, sz - offset, error_ok);
188                 offset += done;
189         }
190         trailer = data + offset;
191         cfdiag_trailer(trailer);
192         return offset + sizeof(*trailer);
193 }
194
195 /* Calculate the difference for each counter in a counter set. */
196 static void cfdiag_diffctrset(u64 *pstart, u64 *pstop, int counters)
197 {
198         for (; --counters >= 0; ++pstart, ++pstop)
199                 if (*pstop >= *pstart)
200                         *pstop -= *pstart;
201                 else
202                         *pstop = *pstart - *pstop + 1;
203 }
204
205 /* Scan the counter sets and calculate the difference of each counter
206  * in each set. The result is the increment of each counter during the
207  * period the counter set has been activated.
208  *
209  * Return true on success.
210  */
211 static int cfdiag_diffctr(struct cpu_cf_events *cpuhw, unsigned long auth)
212 {
213         struct cf_trailer_entry *trailer_start, *trailer_stop;
214         struct cf_ctrset_entry *ctrstart, *ctrstop;
215         size_t offset = 0;
216
217         auth &= (1 << CPUMF_LCCTL_ENABLE_SHIFT) - 1;
218         do {
219                 ctrstart = (struct cf_ctrset_entry *)(cpuhw->start + offset);
220                 ctrstop = (struct cf_ctrset_entry *)(cpuhw->stop + offset);
221
222                 if (memcmp(ctrstop, ctrstart, sizeof(*ctrstop))) {
223                         pr_err_once("cpum_cf_diag counter set compare error "
224                                     "in set %i\n", ctrstart->set);
225                         return 0;
226                 }
227                 auth &= ~cpumf_ctr_ctl[ctrstart->set];
228                 if (ctrstart->def == CF_DIAG_CTRSET_DEF) {
229                         cfdiag_diffctrset((u64 *)(ctrstart + 1),
230                                           (u64 *)(ctrstop + 1), ctrstart->ctr);
231                         offset += ctrstart->ctr * sizeof(u64) +
232                                                         sizeof(*ctrstart);
233                 }
234         } while (ctrstart->def && auth);
235
236         /* Save time_stamp from start of event in stop's trailer */
237         trailer_start = (struct cf_trailer_entry *)(cpuhw->start + offset);
238         trailer_stop = (struct cf_trailer_entry *)(cpuhw->stop + offset);
239         trailer_stop->progusage[0] = trailer_start->timestamp;
240
241         return 1;
242 }
243
244 static enum cpumf_ctr_set get_counter_set(u64 event)
245 {
246         int set = CPUMF_CTR_SET_MAX;
247
248         if (event < 32)
249                 set = CPUMF_CTR_SET_BASIC;
250         else if (event < 64)
251                 set = CPUMF_CTR_SET_USER;
252         else if (event < 128)
253                 set = CPUMF_CTR_SET_CRYPTO;
254         else if (event < 288)
255                 set = CPUMF_CTR_SET_EXT;
256         else if (event >= 448 && event < 496)
257                 set = CPUMF_CTR_SET_MT_DIAG;
258
259         return set;
260 }
261
262 static int validate_ctr_version(const struct hw_perf_event *hwc,
263                                 enum cpumf_ctr_set set)
264 {
265         struct cpu_cf_events *cpuhw;
266         int err = 0;
267         u16 mtdiag_ctl;
268
269         cpuhw = &get_cpu_var(cpu_cf_events);
270
271         /* check required version for counter sets */
272         switch (set) {
273         case CPUMF_CTR_SET_BASIC:
274         case CPUMF_CTR_SET_USER:
275                 if (cpuhw->info.cfvn < 1)
276                         err = -EOPNOTSUPP;
277                 break;
278         case CPUMF_CTR_SET_CRYPTO:
279                 if ((cpuhw->info.csvn >= 1 && cpuhw->info.csvn <= 5 &&
280                      hwc->config > 79) ||
281                     (cpuhw->info.csvn >= 6 && hwc->config > 83))
282                         err = -EOPNOTSUPP;
283                 break;
284         case CPUMF_CTR_SET_EXT:
285                 if (cpuhw->info.csvn < 1)
286                         err = -EOPNOTSUPP;
287                 if ((cpuhw->info.csvn == 1 && hwc->config > 159) ||
288                     (cpuhw->info.csvn == 2 && hwc->config > 175) ||
289                     (cpuhw->info.csvn >= 3 && cpuhw->info.csvn <= 5
290                      && hwc->config > 255) ||
291                     (cpuhw->info.csvn >= 6 && hwc->config > 287))
292                         err = -EOPNOTSUPP;
293                 break;
294         case CPUMF_CTR_SET_MT_DIAG:
295                 if (cpuhw->info.csvn <= 3)
296                         err = -EOPNOTSUPP;
297                 /*
298                  * MT-diagnostic counters are read-only.  The counter set
299                  * is automatically enabled and activated on all CPUs with
300                  * multithreading (SMT).  Deactivation of multithreading
301                  * also disables the counter set.  State changes are ignored
302                  * by lcctl().  Because Linux controls SMT enablement through
303                  * a kernel parameter only, the counter set is either disabled
304                  * or enabled and active.
305                  *
306                  * Thus, the counters can only be used if SMT is on and the
307                  * counter set is enabled and active.
308                  */
309                 mtdiag_ctl = cpumf_ctr_ctl[CPUMF_CTR_SET_MT_DIAG];
310                 if (!((cpuhw->info.auth_ctl & mtdiag_ctl) &&
311                       (cpuhw->info.enable_ctl & mtdiag_ctl) &&
312                       (cpuhw->info.act_ctl & mtdiag_ctl)))
313                         err = -EOPNOTSUPP;
314                 break;
315         case CPUMF_CTR_SET_MAX:
316                 err = -EOPNOTSUPP;
317         }
318
319         put_cpu_var(cpu_cf_events);
320         return err;
321 }
322
323 static int validate_ctr_auth(const struct hw_perf_event *hwc)
324 {
325         struct cpu_cf_events *cpuhw;
326         int err = 0;
327
328         cpuhw = &get_cpu_var(cpu_cf_events);
329
330         /* Check authorization for cpu counter sets.
331          * If the particular CPU counter set is not authorized,
332          * return with -ENOENT in order to fall back to other
333          * PMUs that might suffice the event request.
334          */
335         if (!(hwc->config_base & cpuhw->info.auth_ctl))
336                 err = -ENOENT;
337
338         put_cpu_var(cpu_cf_events);
339         return err;
340 }
341
342 /*
343  * Change the CPUMF state to active.
344  * Enable and activate the CPU-counter sets according
345  * to the per-cpu control state.
346  */
347 static void cpumf_pmu_enable(struct pmu *pmu)
348 {
349         struct cpu_cf_events *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_cf_events);
350         int err;
351
352         if (cpuhw->flags & PMU_F_ENABLED)
353                 return;
354
355         err = lcctl(cpuhw->state | cpuhw->dev_state);
356         if (err) {
357                 pr_err("Enabling the performance measuring unit "
358                        "failed with rc=%x\n", err);
359                 return;
360         }
361
362         cpuhw->flags |= PMU_F_ENABLED;
363 }
364
365 /*
366  * Change the CPUMF state to inactive.
367  * Disable and enable (inactive) the CPU-counter sets according
368  * to the per-cpu control state.
369  */
370 static void cpumf_pmu_disable(struct pmu *pmu)
371 {
372         struct cpu_cf_events *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_cf_events);
373         int err;
374         u64 inactive;
375
376         if (!(cpuhw->flags & PMU_F_ENABLED))
377                 return;
378
379         inactive = cpuhw->state & ~((1 << CPUMF_LCCTL_ENABLE_SHIFT) - 1);
380         inactive |= cpuhw->dev_state;
381         err = lcctl(inactive);
382         if (err) {
383                 pr_err("Disabling the performance measuring unit "
384                        "failed with rc=%x\n", err);
385                 return;
386         }
387
388         cpuhw->flags &= ~PMU_F_ENABLED;
389 }
390
391
392 /* Number of perf events counting hardware events */
393 static atomic_t num_events = ATOMIC_INIT(0);
394 /* Used to avoid races in calling reserve/release_cpumf_hardware */
395 static DEFINE_MUTEX(pmc_reserve_mutex);
396
397 /* Release the PMU if event is the last perf event */
398 static void hw_perf_event_destroy(struct perf_event *event)
399 {
400         if (!atomic_add_unless(&num_events, -1, 1)) {
401                 mutex_lock(&pmc_reserve_mutex);
402                 if (atomic_dec_return(&num_events) == 0)
403                         __kernel_cpumcf_end();
404                 mutex_unlock(&pmc_reserve_mutex);
405         }
406 }
407
408 /* CPUMF <-> perf event mappings for kernel+userspace (basic set) */
409 static const int cpumf_generic_events_basic[] = {
410         [PERF_COUNT_HW_CPU_CYCLES]          = 0,
411         [PERF_COUNT_HW_INSTRUCTIONS]        = 1,
412         [PERF_COUNT_HW_CACHE_REFERENCES]    = -1,
413         [PERF_COUNT_HW_CACHE_MISSES]        = -1,
414         [PERF_COUNT_HW_BRANCH_INSTRUCTIONS] = -1,
415         [PERF_COUNT_HW_BRANCH_MISSES]       = -1,
416         [PERF_COUNT_HW_BUS_CYCLES]          = -1,
417 };
418 /* CPUMF <-> perf event mappings for userspace (problem-state set) */
419 static const int cpumf_generic_events_user[] = {
420         [PERF_COUNT_HW_CPU_CYCLES]          = 32,
421         [PERF_COUNT_HW_INSTRUCTIONS]        = 33,
422         [PERF_COUNT_HW_CACHE_REFERENCES]    = -1,
423         [PERF_COUNT_HW_CACHE_MISSES]        = -1,
424         [PERF_COUNT_HW_BRANCH_INSTRUCTIONS] = -1,
425         [PERF_COUNT_HW_BRANCH_MISSES]       = -1,
426         [PERF_COUNT_HW_BUS_CYCLES]          = -1,
427 };
428
429 static void cpumf_hw_inuse(void)
430 {
431         mutex_lock(&pmc_reserve_mutex);
432         if (atomic_inc_return(&num_events) == 1)
433                 __kernel_cpumcf_begin();
434         mutex_unlock(&pmc_reserve_mutex);
435 }
436
437 static int __hw_perf_event_init(struct perf_event *event, unsigned int type)
438 {
439         struct perf_event_attr *attr = &event->attr;
440         struct hw_perf_event *hwc = &event->hw;
441         enum cpumf_ctr_set set;
442         int err = 0;
443         u64 ev;
444
445         switch (type) {
446         case PERF_TYPE_RAW:
447                 /* Raw events are used to access counters directly,
448                  * hence do not permit excludes */
449                 if (attr->exclude_kernel || attr->exclude_user ||
450                     attr->exclude_hv)
451                         return -EOPNOTSUPP;
452                 ev = attr->config;
453                 break;
454
455         case PERF_TYPE_HARDWARE:
456                 if (is_sampling_event(event))   /* No sampling support */
457                         return -ENOENT;
458                 ev = attr->config;
459                 /* Count user space (problem-state) only */
460                 if (!attr->exclude_user && attr->exclude_kernel) {
461                         if (ev >= ARRAY_SIZE(cpumf_generic_events_user))
462                                 return -EOPNOTSUPP;
463                         ev = cpumf_generic_events_user[ev];
464
465                 /* No support for kernel space counters only */
466                 } else if (!attr->exclude_kernel && attr->exclude_user) {
467                         return -EOPNOTSUPP;
468                 } else {        /* Count user and kernel space */
469                         if (ev >= ARRAY_SIZE(cpumf_generic_events_basic))
470                                 return -EOPNOTSUPP;
471                         ev = cpumf_generic_events_basic[ev];
472                 }
473                 break;
474
475         default:
476                 return -ENOENT;
477         }
478
479         if (ev == -1)
480                 return -ENOENT;
481
482         if (ev > PERF_CPUM_CF_MAX_CTR)
483                 return -ENOENT;
484
485         /* Obtain the counter set to which the specified counter belongs */
486         set = get_counter_set(ev);
487         switch (set) {
488         case CPUMF_CTR_SET_BASIC:
489         case CPUMF_CTR_SET_USER:
490         case CPUMF_CTR_SET_CRYPTO:
491         case CPUMF_CTR_SET_EXT:
492         case CPUMF_CTR_SET_MT_DIAG:
493                 /*
494                  * Use the hardware perf event structure to store the
495                  * counter number in the 'config' member and the counter
496                  * set number in the 'config_base' as bit mask.
497                  * It is later used to enable/disable the counter(s).
498                  */
499                 hwc->config = ev;
500                 hwc->config_base = cpumf_ctr_ctl[set];
501                 break;
502         case CPUMF_CTR_SET_MAX:
503                 /* The counter could not be associated to a counter set */
504                 return -EINVAL;
505         }
506
507         /* Initialize for using the CPU-measurement counter facility */
508         cpumf_hw_inuse();
509         event->destroy = hw_perf_event_destroy;
510
511         /* Finally, validate version and authorization of the counter set */
512         err = validate_ctr_auth(hwc);
513         if (!err)
514                 err = validate_ctr_version(hwc, set);
515
516         return err;
517 }
518
519 static int cpumf_pmu_event_init(struct perf_event *event)
520 {
521         unsigned int type = event->attr.type;
522         int err;
523
524         if (type == PERF_TYPE_HARDWARE || type == PERF_TYPE_RAW)
525                 err = __hw_perf_event_init(event, type);
526         else if (event->pmu->type == type)
527                 /* Registered as unknown PMU */
528                 err = __hw_perf_event_init(event, PERF_TYPE_RAW);
529         else
530                 return -ENOENT;
531
532         if (unlikely(err) && event->destroy)
533                 event->destroy(event);
534
535         return err;
536 }
537
538 static int hw_perf_event_reset(struct perf_event *event)
539 {
540         u64 prev, new;
541         int err;
542
543         do {
544                 prev = local64_read(&event->hw.prev_count);
545                 err = ecctr(event->hw.config, &new);
546                 if (err) {
547                         if (err != 3)
548                                 break;
549                         /* The counter is not (yet) available. This
550                          * might happen if the counter set to which
551                          * this counter belongs is in the disabled
552                          * state.
553                          */
554                         new = 0;
555                 }
556         } while (local64_cmpxchg(&event->hw.prev_count, prev, new) != prev);
557
558         return err;
559 }
560
561 static void hw_perf_event_update(struct perf_event *event)
562 {
563         u64 prev, new, delta;
564         int err;
565
566         do {
567                 prev = local64_read(&event->hw.prev_count);
568                 err = ecctr(event->hw.config, &new);
569                 if (err)
570                         return;
571         } while (local64_cmpxchg(&event->hw.prev_count, prev, new) != prev);
572
573         delta = (prev <= new) ? new - prev
574                               : (-1ULL - prev) + new + 1;        /* overflow */
575         local64_add(delta, &event->count);
576 }
577
578 static void cpumf_pmu_read(struct perf_event *event)
579 {
580         if (event->hw.state & PERF_HES_STOPPED)
581                 return;
582
583         hw_perf_event_update(event);
584 }
585
586 static void cpumf_pmu_start(struct perf_event *event, int flags)
587 {
588         struct cpu_cf_events *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_cf_events);
589         struct hw_perf_event *hwc = &event->hw;
590         int i;
591
592         if (!(hwc->state & PERF_HES_STOPPED))
593                 return;
594
595         hwc->state = 0;
596
597         /* (Re-)enable and activate the counter set */
598         ctr_set_enable(&cpuhw->state, hwc->config_base);
599         ctr_set_start(&cpuhw->state, hwc->config_base);
600
601         /* The counter set to which this counter belongs can be already active.
602          * Because all counters in a set are active, the event->hw.prev_count
603          * needs to be synchronized.  At this point, the counter set can be in
604          * the inactive or disabled state.
605          */
606         if (hwc->config == PERF_EVENT_CPUM_CF_DIAG) {
607                 cpuhw->usedss = cfdiag_getctr(cpuhw->start,
608                                               sizeof(cpuhw->start),
609                                               hwc->config_base, true);
610         } else {
611                 hw_perf_event_reset(event);
612         }
613
614         /* Increment refcount for counter sets */
615         for (i = CPUMF_CTR_SET_BASIC; i < CPUMF_CTR_SET_MAX; ++i)
616                 if ((hwc->config_base & cpumf_ctr_ctl[i]))
617                         atomic_inc(&cpuhw->ctr_set[i]);
618 }
619
620 /* Create perf event sample with the counter sets as raw data.  The sample
621  * is then pushed to the event subsystem and the function checks for
622  * possible event overflows. If an event overflow occurs, the PMU is
623  * stopped.
624  *
625  * Return non-zero if an event overflow occurred.
626  */
627 static int cfdiag_push_sample(struct perf_event *event,
628                               struct cpu_cf_events *cpuhw)
629 {
630         struct perf_sample_data data;
631         struct perf_raw_record raw;
632         struct pt_regs regs;
633         int overflow;
634
635         /* Setup perf sample */
636         perf_sample_data_init(&data, 0, event->hw.last_period);
637         memset(&regs, 0, sizeof(regs));
638         memset(&raw, 0, sizeof(raw));
639
640         if (event->attr.sample_type & PERF_SAMPLE_CPU)
641                 data.cpu_entry.cpu = event->cpu;
642         if (event->attr.sample_type & PERF_SAMPLE_RAW) {
643                 raw.frag.size = cpuhw->usedss;
644                 raw.frag.data = cpuhw->stop;
645                 raw.size = raw.frag.size;
646                 data.raw = &raw;
647         }
648
649         overflow = perf_event_overflow(event, &data, &regs);
650         debug_sprintf_event(cf_dbg, 3,
651                             "%s event %#llx sample_type %#llx raw %d ov %d\n",
652                             __func__, event->hw.config,
653                             event->attr.sample_type, raw.size, overflow);
654         if (overflow)
655                 event->pmu->stop(event, 0);
656
657         perf_event_update_userpage(event);
658         return overflow;
659 }
660
661 static void cpumf_pmu_stop(struct perf_event *event, int flags)
662 {
663         struct cpu_cf_events *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_cf_events);
664         struct hw_perf_event *hwc = &event->hw;
665         int i;
666
667         if (!(hwc->state & PERF_HES_STOPPED)) {
668                 /* Decrement reference count for this counter set and if this
669                  * is the last used counter in the set, clear activation
670                  * control and set the counter set state to inactive.
671                  */
672                 for (i = CPUMF_CTR_SET_BASIC; i < CPUMF_CTR_SET_MAX; ++i) {
673                         if (!(hwc->config_base & cpumf_ctr_ctl[i]))
674                                 continue;
675                         if (!atomic_dec_return(&cpuhw->ctr_set[i]))
676                                 ctr_set_stop(&cpuhw->state, cpumf_ctr_ctl[i]);
677                 }
678                 hwc->state |= PERF_HES_STOPPED;
679         }
680
681         if ((flags & PERF_EF_UPDATE) && !(hwc->state & PERF_HES_UPTODATE)) {
682                 if (hwc->config == PERF_EVENT_CPUM_CF_DIAG) {
683                         local64_inc(&event->count);
684                         cpuhw->usedss = cfdiag_getctr(cpuhw->stop,
685                                                       sizeof(cpuhw->stop),
686                                                       event->hw.config_base,
687                                                       false);
688                         if (cfdiag_diffctr(cpuhw, event->hw.config_base))
689                                 cfdiag_push_sample(event, cpuhw);
690                 } else if (cpuhw->flags & PMU_F_RESERVED) {
691                         /* Only update when PMU not hotplugged off */
692                         hw_perf_event_update(event);
693                 }
694                 hwc->state |= PERF_HES_UPTODATE;
695         }
696 }
697
698 static int cpumf_pmu_add(struct perf_event *event, int flags)
699 {
700         struct cpu_cf_events *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_cf_events);
701
702         ctr_set_enable(&cpuhw->state, event->hw.config_base);
703         event->hw.state = PERF_HES_UPTODATE | PERF_HES_STOPPED;
704
705         if (flags & PERF_EF_START)
706                 cpumf_pmu_start(event, PERF_EF_RELOAD);
707
708         return 0;
709 }
710
711 static void cpumf_pmu_del(struct perf_event *event, int flags)
712 {
713         struct cpu_cf_events *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_cf_events);
714         int i;
715
716         cpumf_pmu_stop(event, PERF_EF_UPDATE);
717
718         /* Check if any counter in the counter set is still used.  If not used,
719          * change the counter set to the disabled state.  This also clears the
720          * content of all counters in the set.
721          *
722          * When a new perf event has been added but not yet started, this can
723          * clear enable control and resets all counters in a set.  Therefore,
724          * cpumf_pmu_start() always has to reenable a counter set.
725          */
726         for (i = CPUMF_CTR_SET_BASIC; i < CPUMF_CTR_SET_MAX; ++i)
727                 if (!atomic_read(&cpuhw->ctr_set[i]))
728                         ctr_set_disable(&cpuhw->state, cpumf_ctr_ctl[i]);
729 }
730
731 /* Performance monitoring unit for s390x */
732 static struct pmu cpumf_pmu = {
733         .task_ctx_nr  = perf_sw_context,
734         .capabilities = PERF_PMU_CAP_NO_INTERRUPT,
735         .pmu_enable   = cpumf_pmu_enable,
736         .pmu_disable  = cpumf_pmu_disable,
737         .event_init   = cpumf_pmu_event_init,
738         .add          = cpumf_pmu_add,
739         .del          = cpumf_pmu_del,
740         .start        = cpumf_pmu_start,
741         .stop         = cpumf_pmu_stop,
742         .read         = cpumf_pmu_read,
743 };
744
745 static int cfset_init(void);
746 static int __init cpumf_pmu_init(void)
747 {
748         int rc;
749
750         if (!kernel_cpumcf_avail())
751                 return -ENODEV;
752
753         /* Setup s390dbf facility */
754         cf_dbg = debug_register(KMSG_COMPONENT, 2, 1, 128);
755         if (!cf_dbg) {
756                 pr_err("Registration of s390dbf(cpum_cf) failed\n");
757                 return -ENOMEM;
758         }
759         debug_register_view(cf_dbg, &debug_sprintf_view);
760
761         cpumf_pmu.attr_groups = cpumf_cf_event_group();
762         rc = perf_pmu_register(&cpumf_pmu, "cpum_cf", -1);
763         if (rc) {
764                 debug_unregister_view(cf_dbg, &debug_sprintf_view);
765                 debug_unregister(cf_dbg);
766                 pr_err("Registering the cpum_cf PMU failed with rc=%i\n", rc);
767         } else if (stccm_avail()) {     /* Setup counter set device */
768                 cfset_init();
769         }
770         return rc;
771 }
772
773 /* Support for the CPU Measurement Facility counter set extraction using
774  * device /dev/hwctr. This allows user space programs to extract complete
775  * counter set via normal file operations.
776  */
777
778 static atomic_t cfset_opencnt = ATOMIC_INIT(0);         /* Access count */
779 static DEFINE_MUTEX(cfset_ctrset_mutex);/* Synchronize access to hardware */
780 struct cfset_call_on_cpu_parm {         /* Parm struct for smp_call_on_cpu */
781         unsigned int sets;              /* Counter set bit mask */
782         atomic_t cpus_ack;              /* # CPUs successfully executed func */
783 };
784
785 static struct cfset_session {           /* CPUs and counter set bit mask */
786         struct list_head head;          /* Head of list of active processes */
787 } cfset_session = {
788         .head = LIST_HEAD_INIT(cfset_session.head)
789 };
790
791 struct cfset_request {                  /* CPUs and counter set bit mask */
792         unsigned long ctrset;           /* Bit mask of counter set to read */
793         cpumask_t mask;                 /* CPU mask to read from */
794         struct list_head node;          /* Chain to cfset_session.head */
795 };
796
797 static void cfset_session_init(void)
798 {
799         INIT_LIST_HEAD(&cfset_session.head);
800 }
801
802 /* Remove current request from global bookkeeping. Maintain a counter set bit
803  * mask on a per CPU basis.
804  * Done in process context under mutex protection.
805  */
806 static void cfset_session_del(struct cfset_request *p)
807 {
808         list_del(&p->node);
809 }
810
811 /* Add current request to global bookkeeping. Maintain a counter set bit mask
812  * on a per CPU basis.
813  * Done in process context under mutex protection.
814  */
815 static void cfset_session_add(struct cfset_request *p)
816 {
817         list_add(&p->node, &cfset_session.head);
818 }
819
820 /* The /dev/hwctr device access uses PMU_F_IN_USE to mark the device access
821  * path is currently used.
822  * The cpu_cf_events::dev_state is used to denote counter sets in use by this
823  * interface. It is always or'ed in. If this interface is not active, its
824  * value is zero and no additional counter sets will be included.
825  *
826  * The cpu_cf_events::state is used by the perf_event_open SVC and remains
827  * unchanged.
828  *
829  * perf_pmu_enable() and perf_pmu_enable() and its call backs
830  * cpumf_pmu_enable() and  cpumf_pmu_disable() are called by the
831  * performance measurement subsystem to enable per process
832  * CPU Measurement counter facility.
833  * The XXX_enable() and XXX_disable functions are used to turn off
834  * x86 performance monitoring interrupt (PMI) during scheduling.
835  * s390 uses these calls to temporarily stop and resume the active CPU
836  * counters sets during scheduling.
837  *
838  * We do allow concurrent access of perf_event_open() SVC and /dev/hwctr
839  * device access.  The perf_event_open() SVC interface makes a lot of effort
840  * to only run the counters while the calling process is actively scheduled
841  * to run.
842  * When /dev/hwctr interface is also used at the same time, the counter sets
843  * will keep running, even when the process is scheduled off a CPU.
844  * However this is not a problem and does not lead to wrong counter values
845  * for the perf_event_open() SVC. The current counter value will be recorded
846  * during schedule-in. At schedule-out time the current counter value is
847  * extracted again and the delta is calculated and added to the event.
848  */
849 /* Stop all counter sets via ioctl interface */
850 static void cfset_ioctl_off(void *parm)
851 {
852         struct cpu_cf_events *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_cf_events);
853         struct cfset_call_on_cpu_parm *p = parm;
854         int rc;
855
856         /* Check if any counter set used by /dev/hwc */
857         for (rc = CPUMF_CTR_SET_BASIC; rc < CPUMF_CTR_SET_MAX; ++rc)
858                 if ((p->sets & cpumf_ctr_ctl[rc])) {
859                         if (!atomic_dec_return(&cpuhw->ctr_set[rc])) {
860                                 ctr_set_disable(&cpuhw->dev_state,
861                                                 cpumf_ctr_ctl[rc]);
862                                 ctr_set_stop(&cpuhw->dev_state,
863                                              cpumf_ctr_ctl[rc]);
864                         }
865                 }
866         /* Keep perf_event_open counter sets */
867         rc = lcctl(cpuhw->dev_state | cpuhw->state);
868         if (rc)
869                 pr_err("Counter set stop %#llx of /dev/%s failed rc=%i\n",
870                        cpuhw->state, S390_HWCTR_DEVICE, rc);
871         if (!cpuhw->dev_state)
872                 cpuhw->flags &= ~PMU_F_IN_USE;
873         debug_sprintf_event(cf_dbg, 4, "%s rc %d state %#llx dev_state %#llx\n",
874                             __func__, rc, cpuhw->state, cpuhw->dev_state);
875 }
876
877 /* Start counter sets on particular CPU */
878 static void cfset_ioctl_on(void *parm)
879 {
880         struct cpu_cf_events *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_cf_events);
881         struct cfset_call_on_cpu_parm *p = parm;
882         int rc;
883
884         cpuhw->flags |= PMU_F_IN_USE;
885         ctr_set_enable(&cpuhw->dev_state, p->sets);
886         ctr_set_start(&cpuhw->dev_state, p->sets);
887         for (rc = CPUMF_CTR_SET_BASIC; rc < CPUMF_CTR_SET_MAX; ++rc)
888                 if ((p->sets & cpumf_ctr_ctl[rc]))
889                         atomic_inc(&cpuhw->ctr_set[rc]);
890         rc = lcctl(cpuhw->dev_state | cpuhw->state);    /* Start counter sets */
891         if (!rc)
892                 atomic_inc(&p->cpus_ack);
893         else
894                 pr_err("Counter set start %#llx of /dev/%s failed rc=%i\n",
895                        cpuhw->dev_state | cpuhw->state, S390_HWCTR_DEVICE, rc);
896         debug_sprintf_event(cf_dbg, 4, "%s rc %d state %#llx dev_state %#llx\n",
897                             __func__, rc, cpuhw->state, cpuhw->dev_state);
898 }
899
900 static void cfset_release_cpu(void *p)
901 {
902         struct cpu_cf_events *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_cf_events);
903         int rc;
904
905         debug_sprintf_event(cf_dbg, 4, "%s state %#llx dev_state %#llx\n",
906                             __func__, cpuhw->state, cpuhw->dev_state);
907         cpuhw->dev_state = 0;
908         rc = lcctl(cpuhw->state);       /* Keep perf_event_open counter sets */
909         if (rc)
910                 pr_err("Counter set release %#llx of /dev/%s failed rc=%i\n",
911                        cpuhw->state, S390_HWCTR_DEVICE, rc);
912 }
913
914 /* This modifies the process CPU mask to adopt it to the currently online
915  * CPUs. Offline CPUs can not be addresses. This call terminates the access
916  * and is usually followed by close() or a new iotcl(..., START, ...) which
917  * creates a new request structure.
918  */
919 static void cfset_all_stop(struct cfset_request *req)
920 {
921         struct cfset_call_on_cpu_parm p = {
922                 .sets = req->ctrset,
923         };
924
925         cpumask_and(&req->mask, &req->mask, cpu_online_mask);
926         on_each_cpu_mask(&req->mask, cfset_ioctl_off, &p, 1);
927 }
928
929 /* Release function is also called when application gets terminated without
930  * doing a proper ioctl(..., S390_HWCTR_STOP, ...) command.
931  */
932 static int cfset_release(struct inode *inode, struct file *file)
933 {
934         mutex_lock(&cfset_ctrset_mutex);
935         /* Open followed by close/exit has no private_data */
936         if (file->private_data) {
937                 cfset_all_stop(file->private_data);
938                 cfset_session_del(file->private_data);
939                 kfree(file->private_data);
940                 file->private_data = NULL;
941         }
942         if (!atomic_dec_return(&cfset_opencnt))
943                 on_each_cpu(cfset_release_cpu, NULL, 1);
944         mutex_unlock(&cfset_ctrset_mutex);
945
946         hw_perf_event_destroy(NULL);
947         return 0;
948 }
949
950 static int cfset_open(struct inode *inode, struct file *file)
951 {
952         if (!capable(CAP_SYS_ADMIN))
953                 return -EPERM;
954         mutex_lock(&cfset_ctrset_mutex);
955         if (atomic_inc_return(&cfset_opencnt) == 1)
956                 cfset_session_init();
957         mutex_unlock(&cfset_ctrset_mutex);
958
959         cpumf_hw_inuse();
960         file->private_data = NULL;
961         /* nonseekable_open() never fails */
962         return nonseekable_open(inode, file);
963 }
964
965 static int cfset_all_start(struct cfset_request *req)
966 {
967         struct cfset_call_on_cpu_parm p = {
968                 .sets = req->ctrset,
969                 .cpus_ack = ATOMIC_INIT(0),
970         };
971         cpumask_var_t mask;
972         int rc = 0;
973
974         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
975                 return -ENOMEM;
976         cpumask_and(mask, &req->mask, cpu_online_mask);
977         on_each_cpu_mask(mask, cfset_ioctl_on, &p, 1);
978         if (atomic_read(&p.cpus_ack) != cpumask_weight(mask)) {
979                 on_each_cpu_mask(mask, cfset_ioctl_off, &p, 1);
980                 rc = -EIO;
981                 debug_sprintf_event(cf_dbg, 4, "%s CPUs missing", __func__);
982         }
983         free_cpumask_var(mask);
984         return rc;
985 }
986
987
988 /* Return the maximum required space for all possible CPUs in case one
989  * CPU will be onlined during the START, READ, STOP cycles.
990  * To find out the size of the counter sets, any one CPU will do. They
991  * all have the same counter sets.
992  */
993 static size_t cfset_needspace(unsigned int sets)
994 {
995         struct cpu_cf_events *cpuhw = get_cpu_ptr(&cpu_cf_events);
996         size_t bytes = 0;
997         int i;
998
999         for (i = CPUMF_CTR_SET_BASIC; i < CPUMF_CTR_SET_MAX; ++i) {
1000                 if (!(sets & cpumf_ctr_ctl[i]))
1001                         continue;
1002                 bytes += cpum_cf_ctrset_size(i, &cpuhw->info) * sizeof(u64) +
1003                          sizeof(((struct s390_ctrset_setdata *)0)->set) +
1004                          sizeof(((struct s390_ctrset_setdata *)0)->no_cnts);
1005         }
1006         bytes = sizeof(((struct s390_ctrset_read *)0)->no_cpus) + nr_cpu_ids *
1007                 (bytes + sizeof(((struct s390_ctrset_cpudata *)0)->cpu_nr) +
1008                      sizeof(((struct s390_ctrset_cpudata *)0)->no_sets));
1009         put_cpu_ptr(&cpu_cf_events);
1010         return bytes;
1011 }
1012
1013 static int cfset_all_copy(unsigned long arg, cpumask_t *mask)
1014 {
1015         struct s390_ctrset_read __user *ctrset_read;
1016         unsigned int cpu, cpus, rc;
1017         void __user *uptr;
1018
1019         ctrset_read = (struct s390_ctrset_read __user *)arg;
1020         uptr = ctrset_read->data;
1021         for_each_cpu(cpu, mask) {
1022                 struct cpu_cf_events *cpuhw = per_cpu_ptr(&cpu_cf_events, cpu);
1023                 struct s390_ctrset_cpudata __user *ctrset_cpudata;
1024
1025                 ctrset_cpudata = uptr;
1026                 rc  = put_user(cpu, &ctrset_cpudata->cpu_nr);
1027                 rc |= put_user(cpuhw->sets, &ctrset_cpudata->no_sets);
1028                 rc |= copy_to_user(ctrset_cpudata->data, cpuhw->data,
1029                                    cpuhw->used);
1030                 if (rc)
1031                         return -EFAULT;
1032                 uptr += sizeof(struct s390_ctrset_cpudata) + cpuhw->used;
1033                 cond_resched();
1034         }
1035         cpus = cpumask_weight(mask);
1036         if (put_user(cpus, &ctrset_read->no_cpus))
1037                 return -EFAULT;
1038         debug_sprintf_event(cf_dbg, 4, "%s copied %ld\n", __func__,
1039                             uptr - (void __user *)ctrset_read->data);
1040         return 0;
1041 }
1042
1043 static size_t cfset_cpuset_read(struct s390_ctrset_setdata *p, int ctrset,
1044                                 int ctrset_size, size_t room)
1045 {
1046         size_t need = 0;
1047         int rc = -1;
1048
1049         need = sizeof(*p) + sizeof(u64) * ctrset_size;
1050         if (need <= room) {
1051                 p->set = cpumf_ctr_ctl[ctrset];
1052                 p->no_cnts = ctrset_size;
1053                 rc = ctr_stcctm(ctrset, ctrset_size, (u64 *)p->cv);
1054                 if (rc == 3)            /* Nothing stored */
1055                         need = 0;
1056         }
1057         return need;
1058 }
1059
1060 /* Read all counter sets. */
1061 static void cfset_cpu_read(void *parm)
1062 {
1063         struct cpu_cf_events *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_cf_events);
1064         struct cfset_call_on_cpu_parm *p = parm;
1065         int set, set_size;
1066         size_t space;
1067
1068         /* No data saved yet */
1069         cpuhw->used = 0;
1070         cpuhw->sets = 0;
1071         memset(cpuhw->data, 0, sizeof(cpuhw->data));
1072
1073         /* Scan the counter sets */
1074         for (set = CPUMF_CTR_SET_BASIC; set < CPUMF_CTR_SET_MAX; ++set) {
1075                 struct s390_ctrset_setdata *sp = (void *)cpuhw->data +
1076                                                  cpuhw->used;
1077
1078                 if (!(p->sets & cpumf_ctr_ctl[set]))
1079                         continue;       /* Counter set not in list */
1080                 set_size = cpum_cf_ctrset_size(set, &cpuhw->info);
1081                 space = sizeof(cpuhw->data) - cpuhw->used;
1082                 space = cfset_cpuset_read(sp, set, set_size, space);
1083                 if (space) {
1084                         cpuhw->used += space;
1085                         cpuhw->sets += 1;
1086                 }
1087         }
1088         debug_sprintf_event(cf_dbg, 4, "%s sets %d used %zd\n", __func__,
1089                             cpuhw->sets, cpuhw->used);
1090 }
1091
1092 static int cfset_all_read(unsigned long arg, struct cfset_request *req)
1093 {
1094         struct cfset_call_on_cpu_parm p;
1095         cpumask_var_t mask;
1096         int rc;
1097
1098         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
1099                 return -ENOMEM;
1100
1101         p.sets = req->ctrset;
1102         cpumask_and(mask, &req->mask, cpu_online_mask);
1103         on_each_cpu_mask(mask, cfset_cpu_read, &p, 1);
1104         rc = cfset_all_copy(arg, mask);
1105         free_cpumask_var(mask);
1106         return rc;
1107 }
1108
1109 static long cfset_ioctl_read(unsigned long arg, struct cfset_request *req)
1110 {
1111         struct s390_ctrset_read read;
1112         int ret = -ENODATA;
1113
1114         if (req && req->ctrset) {
1115                 if (copy_from_user(&read, (char __user *)arg, sizeof(read)))
1116                         return -EFAULT;
1117                 ret = cfset_all_read(arg, req);
1118         }
1119         return ret;
1120 }
1121
1122 static long cfset_ioctl_stop(struct file *file)
1123 {
1124         struct cfset_request *req = file->private_data;
1125         int ret = -ENXIO;
1126
1127         if (req) {
1128                 cfset_all_stop(req);
1129                 cfset_session_del(req);
1130                 kfree(req);
1131                 file->private_data = NULL;
1132                 ret = 0;
1133         }
1134         return ret;
1135 }
1136
1137 static long cfset_ioctl_start(unsigned long arg, struct file *file)
1138 {
1139         struct s390_ctrset_start __user *ustart;
1140         struct s390_ctrset_start start;
1141         struct cfset_request *preq;
1142         void __user *umask;
1143         unsigned int len;
1144         int ret = 0;
1145         size_t need;
1146
1147         if (file->private_data)
1148                 return -EBUSY;
1149         ustart = (struct s390_ctrset_start __user *)arg;
1150         if (copy_from_user(&start, ustart, sizeof(start)))
1151                 return -EFAULT;
1152         if (start.version != S390_HWCTR_START_VERSION)
1153                 return -EINVAL;
1154         if (start.counter_sets & ~(cpumf_ctr_ctl[CPUMF_CTR_SET_BASIC] |
1155                                    cpumf_ctr_ctl[CPUMF_CTR_SET_USER] |
1156                                    cpumf_ctr_ctl[CPUMF_CTR_SET_CRYPTO] |
1157                                    cpumf_ctr_ctl[CPUMF_CTR_SET_EXT] |
1158                                    cpumf_ctr_ctl[CPUMF_CTR_SET_MT_DIAG]))
1159                 return -EINVAL;         /* Invalid counter set */
1160         if (!start.counter_sets)
1161                 return -EINVAL;         /* No counter set at all? */
1162
1163         preq = kzalloc(sizeof(*preq), GFP_KERNEL);
1164         if (!preq)
1165                 return -ENOMEM;
1166         cpumask_clear(&preq->mask);
1167         len = min_t(u64, start.cpumask_len, cpumask_size());
1168         umask = (void __user *)start.cpumask;
1169         if (copy_from_user(&preq->mask, umask, len)) {
1170                 kfree(preq);
1171                 return -EFAULT;
1172         }
1173         if (cpumask_empty(&preq->mask)) {
1174                 kfree(preq);
1175                 return -EINVAL;
1176         }
1177         need = cfset_needspace(start.counter_sets);
1178         if (put_user(need, &ustart->data_bytes)) {
1179                 kfree(preq);
1180                 return -EFAULT;
1181         }
1182         preq->ctrset = start.counter_sets;
1183         ret = cfset_all_start(preq);
1184         if (!ret) {
1185                 cfset_session_add(preq);
1186                 file->private_data = preq;
1187                 debug_sprintf_event(cf_dbg, 4, "%s set %#lx need %ld ret %d\n",
1188                                     __func__, preq->ctrset, need, ret);
1189         } else {
1190                 kfree(preq);
1191         }
1192         return ret;
1193 }
1194
1195 /* Entry point to the /dev/hwctr device interface.
1196  * The ioctl system call supports three subcommands:
1197  * S390_HWCTR_START: Start the specified counter sets on a CPU list. The
1198  *    counter set keeps running until explicitly stopped. Returns the number
1199  *    of bytes needed to store the counter values. If another S390_HWCTR_START
1200  *    ioctl subcommand is called without a previous S390_HWCTR_STOP stop
1201  *    command on the same file descriptor, -EBUSY is returned.
1202  * S390_HWCTR_READ: Read the counter set values from specified CPU list given
1203  *    with the S390_HWCTR_START command.
1204  * S390_HWCTR_STOP: Stops the counter sets on the CPU list given with the
1205  *    previous S390_HWCTR_START subcommand.
1206  */
1207 static long cfset_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg)
1208 {
1209         int ret;
1210
1211         cpus_read_lock();
1212         mutex_lock(&cfset_ctrset_mutex);
1213         switch (cmd) {
1214         case S390_HWCTR_START:
1215                 ret = cfset_ioctl_start(arg, file);
1216                 break;
1217         case S390_HWCTR_STOP:
1218                 ret = cfset_ioctl_stop(file);
1219                 break;
1220         case S390_HWCTR_READ:
1221                 ret = cfset_ioctl_read(arg, file->private_data);
1222                 break;
1223         default:
1224                 ret = -ENOTTY;
1225                 break;
1226         }
1227         mutex_unlock(&cfset_ctrset_mutex);
1228         cpus_read_unlock();
1229         return ret;
1230 }
1231
1232 static const struct file_operations cfset_fops = {
1233         .owner = THIS_MODULE,
1234         .open = cfset_open,
1235         .release = cfset_release,
1236         .unlocked_ioctl = cfset_ioctl,
1237         .compat_ioctl = cfset_ioctl,
1238         .llseek = no_llseek
1239 };
1240
1241 static struct miscdevice cfset_dev = {
1242         .name   = S390_HWCTR_DEVICE,
1243         .minor  = MISC_DYNAMIC_MINOR,
1244         .fops   = &cfset_fops,
1245 };
1246
1247 /* Hotplug add of a CPU. Scan through all active processes and add
1248  * that CPU to the list of CPUs supplied with ioctl(..., START, ...).
1249  */
1250 int cfset_online_cpu(unsigned int cpu)
1251 {
1252         struct cfset_call_on_cpu_parm p;
1253         struct cfset_request *rp;
1254
1255         mutex_lock(&cfset_ctrset_mutex);
1256         if (!list_empty(&cfset_session.head)) {
1257                 list_for_each_entry(rp, &cfset_session.head, node) {
1258                         p.sets = rp->ctrset;
1259                         cfset_ioctl_on(&p);
1260                         cpumask_set_cpu(cpu, &rp->mask);
1261                 }
1262         }
1263         mutex_unlock(&cfset_ctrset_mutex);
1264         return 0;
1265 }
1266
1267 /* Hotplug remove of a CPU. Scan through all active processes and clear
1268  * that CPU from the list of CPUs supplied with ioctl(..., START, ...).
1269  */
1270 int cfset_offline_cpu(unsigned int cpu)
1271 {
1272         struct cfset_call_on_cpu_parm p;
1273         struct cfset_request *rp;
1274
1275         mutex_lock(&cfset_ctrset_mutex);
1276         if (!list_empty(&cfset_session.head)) {
1277                 list_for_each_entry(rp, &cfset_session.head, node) {
1278                         p.sets = rp->ctrset;
1279                         cfset_ioctl_off(&p);
1280                         cpumask_clear_cpu(cpu, &rp->mask);
1281                 }
1282         }
1283         mutex_unlock(&cfset_ctrset_mutex);
1284         return 0;
1285 }
1286
1287 static void cfdiag_read(struct perf_event *event)
1288 {
1289         debug_sprintf_event(cf_dbg, 3, "%s event %#llx count %ld\n", __func__,
1290                             event->attr.config, local64_read(&event->count));
1291 }
1292
1293 static int get_authctrsets(void)
1294 {
1295         struct cpu_cf_events *cpuhw;
1296         unsigned long auth = 0;
1297         enum cpumf_ctr_set i;
1298
1299         cpuhw = &get_cpu_var(cpu_cf_events);
1300         for (i = CPUMF_CTR_SET_BASIC; i < CPUMF_CTR_SET_MAX; ++i) {
1301                 if (cpuhw->info.auth_ctl & cpumf_ctr_ctl[i])
1302                         auth |= cpumf_ctr_ctl[i];
1303         }
1304         put_cpu_var(cpu_cf_events);
1305         return auth;
1306 }
1307
1308 /* Setup the event. Test for authorized counter sets and only include counter
1309  * sets which are authorized at the time of the setup. Including unauthorized
1310  * counter sets result in specification exception (and panic).
1311  */
1312 static int cfdiag_event_init2(struct perf_event *event)
1313 {
1314         struct perf_event_attr *attr = &event->attr;
1315         int err = 0;
1316
1317         /* Set sample_period to indicate sampling */
1318         event->hw.config = attr->config;
1319         event->hw.sample_period = attr->sample_period;
1320         local64_set(&event->hw.period_left, event->hw.sample_period);
1321         local64_set(&event->count, 0);
1322         event->hw.last_period = event->hw.sample_period;
1323
1324         /* Add all authorized counter sets to config_base. The
1325          * the hardware init function is either called per-cpu or just once
1326          * for all CPUS (event->cpu == -1).  This depends on the whether
1327          * counting is started for all CPUs or on a per workload base where
1328          * the perf event moves from one CPU to another CPU.
1329          * Checking the authorization on any CPU is fine as the hardware
1330          * applies the same authorization settings to all CPUs.
1331          */
1332         event->hw.config_base = get_authctrsets();
1333
1334         /* No authorized counter sets, nothing to count/sample */
1335         if (!event->hw.config_base)
1336                 err = -EINVAL;
1337
1338         debug_sprintf_event(cf_dbg, 5, "%s err %d config_base %#lx\n",
1339                             __func__, err, event->hw.config_base);
1340         return err;
1341 }
1342
1343 static int cfdiag_event_init(struct perf_event *event)
1344 {
1345         struct perf_event_attr *attr = &event->attr;
1346         int err = -ENOENT;
1347
1348         if (event->attr.config != PERF_EVENT_CPUM_CF_DIAG ||
1349             event->attr.type != event->pmu->type)
1350                 goto out;
1351
1352         /* Raw events are used to access counters directly,
1353          * hence do not permit excludes.
1354          * This event is useless without PERF_SAMPLE_RAW to return counter set
1355          * values as raw data.
1356          */
1357         if (attr->exclude_kernel || attr->exclude_user || attr->exclude_hv ||
1358             !(attr->sample_type & (PERF_SAMPLE_CPU | PERF_SAMPLE_RAW))) {
1359                 err = -EOPNOTSUPP;
1360                 goto out;
1361         }
1362
1363         /* Initialize for using the CPU-measurement counter facility */
1364         cpumf_hw_inuse();
1365         event->destroy = hw_perf_event_destroy;
1366
1367         err = cfdiag_event_init2(event);
1368         if (unlikely(err))
1369                 event->destroy(event);
1370 out:
1371         return err;
1372 }
1373
1374 /* Create cf_diag/events/CF_DIAG event sysfs file. This counter is used
1375  * to collect the complete counter sets for a scheduled process. Target
1376  * are complete counter sets attached as raw data to the artificial event.
1377  * This results in complete counter sets available when a process is
1378  * scheduled. Contains the delta of every counter while the process was
1379  * running.
1380  */
1381 CPUMF_EVENT_ATTR(CF_DIAG, CF_DIAG, PERF_EVENT_CPUM_CF_DIAG);
1382
1383 static struct attribute *cfdiag_events_attr[] = {
1384         CPUMF_EVENT_PTR(CF_DIAG, CF_DIAG),
1385         NULL,
1386 };
1387
1388 PMU_FORMAT_ATTR(event, "config:0-63");
1389
1390 static struct attribute *cfdiag_format_attr[] = {
1391         &format_attr_event.attr,
1392         NULL,
1393 };
1394
1395 static struct attribute_group cfdiag_events_group = {
1396         .name = "events",
1397         .attrs = cfdiag_events_attr,
1398 };
1399 static struct attribute_group cfdiag_format_group = {
1400         .name = "format",
1401         .attrs = cfdiag_format_attr,
1402 };
1403 static const struct attribute_group *cfdiag_attr_groups[] = {
1404         &cfdiag_events_group,
1405         &cfdiag_format_group,
1406         NULL,
1407 };
1408
1409 /* Performance monitoring unit for event CF_DIAG. Since this event
1410  * is also started and stopped via the perf_event_open() system call, use
1411  * the same event enable/disable call back functions. They do not
1412  * have a pointer to the perf_event strcture as first parameter.
1413  *
1414  * The functions XXX_add, XXX_del, XXX_start and XXX_stop are also common.
1415  * Reuse them and distinguish the event (always first parameter) via
1416  * 'config' member.
1417  */
1418 static struct pmu cf_diag = {
1419         .task_ctx_nr  = perf_sw_context,
1420         .event_init   = cfdiag_event_init,
1421         .pmu_enable   = cpumf_pmu_enable,
1422         .pmu_disable  = cpumf_pmu_disable,
1423         .add          = cpumf_pmu_add,
1424         .del          = cpumf_pmu_del,
1425         .start        = cpumf_pmu_start,
1426         .stop         = cpumf_pmu_stop,
1427         .read         = cfdiag_read,
1428
1429         .attr_groups  = cfdiag_attr_groups
1430 };
1431
1432 /* Calculate memory needed to store all counter sets together with header and
1433  * trailer data. This is independent of the counter set authorization which
1434  * can vary depending on the configuration.
1435  */
1436 static size_t cfdiag_maxsize(struct cpumf_ctr_info *info)
1437 {
1438         size_t max_size = sizeof(struct cf_trailer_entry);
1439         enum cpumf_ctr_set i;
1440
1441         for (i = CPUMF_CTR_SET_BASIC; i < CPUMF_CTR_SET_MAX; ++i) {
1442                 size_t size = cpum_cf_ctrset_size(i, info);
1443
1444                 if (size)
1445                         max_size += size * sizeof(u64) +
1446                                     sizeof(struct cf_ctrset_entry);
1447         }
1448         return max_size;
1449 }
1450
1451 /* Get the CPU speed, try sampling facility first and CPU attributes second. */
1452 static void cfdiag_get_cpu_speed(void)
1453 {
1454         if (cpum_sf_avail()) {                  /* Sampling facility first */
1455                 struct hws_qsi_info_block si;
1456
1457                 memset(&si, 0, sizeof(si));
1458                 if (!qsi(&si)) {
1459                         cfdiag_cpu_speed = si.cpu_speed;
1460                         return;
1461                 }
1462         }
1463
1464         /* Fallback: CPU speed extract static part. Used in case
1465          * CPU Measurement Sampling Facility is turned off.
1466          */
1467         if (test_facility(34)) {
1468                 unsigned long mhz = __ecag(ECAG_CPU_ATTRIBUTE, 0);
1469
1470                 if (mhz != -1UL)
1471                         cfdiag_cpu_speed = mhz & 0xffffffff;
1472         }
1473 }
1474
1475 static int cfset_init(void)
1476 {
1477         struct cpumf_ctr_info info;
1478         size_t need;
1479         int rc;
1480
1481         if (qctri(&info))
1482                 return -ENODEV;
1483
1484         cfdiag_get_cpu_speed();
1485         /* Make sure the counter set data fits into predefined buffer. */
1486         need = cfdiag_maxsize(&info);
1487         if (need > sizeof(((struct cpu_cf_events *)0)->start)) {
1488                 pr_err("Insufficient memory for PMU(cpum_cf_diag) need=%zu\n",
1489                        need);
1490                 return -ENOMEM;
1491         }
1492
1493         rc = misc_register(&cfset_dev);
1494         if (rc) {
1495                 pr_err("Registration of /dev/%s failed rc=%i\n",
1496                        cfset_dev.name, rc);
1497                 goto out;
1498         }
1499
1500         rc = perf_pmu_register(&cf_diag, "cpum_cf_diag", -1);
1501         if (rc) {
1502                 misc_deregister(&cfset_dev);
1503                 pr_err("Registration of PMU(cpum_cf_diag) failed with rc=%i\n",
1504                        rc);
1505         }
1506 out:
1507         return rc;
1508 }
1509
1510 device_initcall(cpumf_pmu_init);
This page took 0.120495 seconds and 4 git commands to generate.