Merge branch 'for-5.14/intel-ish' into for-linus
[linux-2.6-microblaze.git] / arch / s390 / kernel / perf_cpum_sf.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Performance event support for the System z CPU-measurement Sampling Facility
4  *
5  * Copyright IBM Corp. 2013, 2018
6  * Author(s): Hendrik Brueckner <brueckner@linux.vnet.ibm.com>
7  */
8 #define KMSG_COMPONENT  "cpum_sf"
9 #define pr_fmt(fmt)     KMSG_COMPONENT ": " fmt
10
11 #include <linux/kernel.h>
12 #include <linux/kernel_stat.h>
13 #include <linux/perf_event.h>
14 #include <linux/percpu.h>
15 #include <linux/pid.h>
16 #include <linux/notifier.h>
17 #include <linux/export.h>
18 #include <linux/slab.h>
19 #include <linux/mm.h>
20 #include <linux/moduleparam.h>
21 #include <asm/cpu_mf.h>
22 #include <asm/irq.h>
23 #include <asm/debug.h>
24 #include <asm/timex.h>
25
26 /* Minimum number of sample-data-block-tables:
27  * At least one table is required for the sampling buffer structure.
28  * A single table contains up to 511 pointers to sample-data-blocks.
29  */
30 #define CPUM_SF_MIN_SDBT        1
31
32 /* Number of sample-data-blocks per sample-data-block-table (SDBT):
33  * A table contains SDB pointers (8 bytes) and one table-link entry
34  * that points to the origin of the next SDBT.
35  */
36 #define CPUM_SF_SDB_PER_TABLE   ((PAGE_SIZE - 8) / 8)
37
38 /* Maximum page offset for an SDBT table-link entry:
39  * If this page offset is reached, a table-link entry to the next SDBT
40  * must be added.
41  */
42 #define CPUM_SF_SDBT_TL_OFFSET  (CPUM_SF_SDB_PER_TABLE * 8)
43 static inline int require_table_link(const void *sdbt)
44 {
45         return ((unsigned long) sdbt & ~PAGE_MASK) == CPUM_SF_SDBT_TL_OFFSET;
46 }
47
48 /* Minimum and maximum sampling buffer sizes:
49  *
50  * This number represents the maximum size of the sampling buffer taking
51  * the number of sample-data-block-tables into account.  Note that these
52  * numbers apply to the basic-sampling function only.
53  * The maximum number of SDBs is increased by CPUM_SF_SDB_DIAG_FACTOR if
54  * the diagnostic-sampling function is active.
55  *
56  * Sampling buffer size         Buffer characteristics
57  * ---------------------------------------------------
58  *       64KB               ==    16 pages (4KB per page)
59  *                                 1 page  for SDB-tables
60  *                                15 pages for SDBs
61  *
62  *  32MB                    ==  8192 pages (4KB per page)
63  *                                16 pages for SDB-tables
64  *                              8176 pages for SDBs
65  */
66 static unsigned long __read_mostly CPUM_SF_MIN_SDB = 15;
67 static unsigned long __read_mostly CPUM_SF_MAX_SDB = 8176;
68 static unsigned long __read_mostly CPUM_SF_SDB_DIAG_FACTOR = 1;
69
70 struct sf_buffer {
71         unsigned long    *sdbt;     /* Sample-data-block-table origin */
72         /* buffer characteristics (required for buffer increments) */
73         unsigned long  num_sdb;     /* Number of sample-data-blocks */
74         unsigned long num_sdbt;     /* Number of sample-data-block-tables */
75         unsigned long    *tail;     /* last sample-data-block-table */
76 };
77
78 struct aux_buffer {
79         struct sf_buffer sfb;
80         unsigned long head;        /* index of SDB of buffer head */
81         unsigned long alert_mark;  /* index of SDB of alert request position */
82         unsigned long empty_mark;  /* mark of SDB not marked full */
83         unsigned long *sdb_index;  /* SDB address for fast lookup */
84         unsigned long *sdbt_index; /* SDBT address for fast lookup */
85 };
86
87 struct cpu_hw_sf {
88         /* CPU-measurement sampling information block */
89         struct hws_qsi_info_block qsi;
90         /* CPU-measurement sampling control block */
91         struct hws_lsctl_request_block lsctl;
92         struct sf_buffer sfb;       /* Sampling buffer */
93         unsigned int flags;         /* Status flags */
94         struct perf_event *event;   /* Scheduled perf event */
95         struct perf_output_handle handle; /* AUX buffer output handle */
96 };
97 static DEFINE_PER_CPU(struct cpu_hw_sf, cpu_hw_sf);
98
99 /* Debug feature */
100 static debug_info_t *sfdbg;
101
102 /*
103  * sf_disable() - Switch off sampling facility
104  */
105 static int sf_disable(void)
106 {
107         struct hws_lsctl_request_block sreq;
108
109         memset(&sreq, 0, sizeof(sreq));
110         return lsctl(&sreq);
111 }
112
113 /*
114  * sf_buffer_available() - Check for an allocated sampling buffer
115  */
116 static int sf_buffer_available(struct cpu_hw_sf *cpuhw)
117 {
118         return !!cpuhw->sfb.sdbt;
119 }
120
121 /*
122  * deallocate sampling facility buffer
123  */
124 static void free_sampling_buffer(struct sf_buffer *sfb)
125 {
126         unsigned long *sdbt, *curr;
127
128         if (!sfb->sdbt)
129                 return;
130
131         sdbt = sfb->sdbt;
132         curr = sdbt;
133
134         /* Free the SDBT after all SDBs are processed... */
135         while (1) {
136                 if (!*curr || !sdbt)
137                         break;
138
139                 /* Process table-link entries */
140                 if (is_link_entry(curr)) {
141                         curr = get_next_sdbt(curr);
142                         if (sdbt)
143                                 free_page((unsigned long) sdbt);
144
145                         /* If the origin is reached, sampling buffer is freed */
146                         if (curr == sfb->sdbt)
147                                 break;
148                         else
149                                 sdbt = curr;
150                 } else {
151                         /* Process SDB pointer */
152                         if (*curr) {
153                                 free_page(*curr);
154                                 curr++;
155                         }
156                 }
157         }
158
159         debug_sprintf_event(sfdbg, 5, "%s: freed sdbt %#lx\n", __func__,
160                             (unsigned long)sfb->sdbt);
161         memset(sfb, 0, sizeof(*sfb));
162 }
163
164 static int alloc_sample_data_block(unsigned long *sdbt, gfp_t gfp_flags)
165 {
166         unsigned long sdb, *trailer;
167
168         /* Allocate and initialize sample-data-block */
169         sdb = get_zeroed_page(gfp_flags);
170         if (!sdb)
171                 return -ENOMEM;
172         trailer = trailer_entry_ptr(sdb);
173         *trailer = SDB_TE_ALERT_REQ_MASK;
174
175         /* Link SDB into the sample-data-block-table */
176         *sdbt = sdb;
177
178         return 0;
179 }
180
181 /*
182  * realloc_sampling_buffer() - extend sampler memory
183  *
184  * Allocates new sample-data-blocks and adds them to the specified sampling
185  * buffer memory.
186  *
187  * Important: This modifies the sampling buffer and must be called when the
188  *            sampling facility is disabled.
189  *
190  * Returns zero on success, non-zero otherwise.
191  */
192 static int realloc_sampling_buffer(struct sf_buffer *sfb,
193                                    unsigned long num_sdb, gfp_t gfp_flags)
194 {
195         int i, rc;
196         unsigned long *new, *tail, *tail_prev = NULL;
197
198         if (!sfb->sdbt || !sfb->tail)
199                 return -EINVAL;
200
201         if (!is_link_entry(sfb->tail))
202                 return -EINVAL;
203
204         /* Append to the existing sampling buffer, overwriting the table-link
205          * register.
206          * The tail variables always points to the "tail" (last and table-link)
207          * entry in an SDB-table.
208          */
209         tail = sfb->tail;
210
211         /* Do a sanity check whether the table-link entry points to
212          * the sampling buffer origin.
213          */
214         if (sfb->sdbt != get_next_sdbt(tail)) {
215                 debug_sprintf_event(sfdbg, 3, "%s: "
216                                     "sampling buffer is not linked: origin %#lx"
217                                     " tail %#lx\n", __func__,
218                                     (unsigned long)sfb->sdbt,
219                                     (unsigned long)tail);
220                 return -EINVAL;
221         }
222
223         /* Allocate remaining SDBs */
224         rc = 0;
225         for (i = 0; i < num_sdb; i++) {
226                 /* Allocate a new SDB-table if it is full. */
227                 if (require_table_link(tail)) {
228                         new = (unsigned long *) get_zeroed_page(gfp_flags);
229                         if (!new) {
230                                 rc = -ENOMEM;
231                                 break;
232                         }
233                         sfb->num_sdbt++;
234                         /* Link current page to tail of chain */
235                         *tail = (unsigned long)(void *) new + 1;
236                         tail_prev = tail;
237                         tail = new;
238                 }
239
240                 /* Allocate a new sample-data-block.
241                  * If there is not enough memory, stop the realloc process
242                  * and simply use what was allocated.  If this is a temporary
243                  * issue, a new realloc call (if required) might succeed.
244                  */
245                 rc = alloc_sample_data_block(tail, gfp_flags);
246                 if (rc) {
247                         /* Undo last SDBT. An SDBT with no SDB at its first
248                          * entry but with an SDBT entry instead can not be
249                          * handled by the interrupt handler code.
250                          * Avoid this situation.
251                          */
252                         if (tail_prev) {
253                                 sfb->num_sdbt--;
254                                 free_page((unsigned long) new);
255                                 tail = tail_prev;
256                         }
257                         break;
258                 }
259                 sfb->num_sdb++;
260                 tail++;
261                 tail_prev = new = NULL; /* Allocated at least one SBD */
262         }
263
264         /* Link sampling buffer to its origin */
265         *tail = (unsigned long) sfb->sdbt + 1;
266         sfb->tail = tail;
267
268         debug_sprintf_event(sfdbg, 4, "%s: new buffer"
269                             " settings: sdbt %lu sdb %lu\n", __func__,
270                             sfb->num_sdbt, sfb->num_sdb);
271         return rc;
272 }
273
274 /*
275  * allocate_sampling_buffer() - allocate sampler memory
276  *
277  * Allocates and initializes a sampling buffer structure using the
278  * specified number of sample-data-blocks (SDB).  For each allocation,
279  * a 4K page is used.  The number of sample-data-block-tables (SDBT)
280  * are calculated from SDBs.
281  * Also set the ALERT_REQ mask in each SDBs trailer.
282  *
283  * Returns zero on success, non-zero otherwise.
284  */
285 static int alloc_sampling_buffer(struct sf_buffer *sfb, unsigned long num_sdb)
286 {
287         int rc;
288
289         if (sfb->sdbt)
290                 return -EINVAL;
291
292         /* Allocate the sample-data-block-table origin */
293         sfb->sdbt = (unsigned long *) get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
294         if (!sfb->sdbt)
295                 return -ENOMEM;
296         sfb->num_sdb = 0;
297         sfb->num_sdbt = 1;
298
299         /* Link the table origin to point to itself to prepare for
300          * realloc_sampling_buffer() invocation.
301          */
302         sfb->tail = sfb->sdbt;
303         *sfb->tail = (unsigned long)(void *) sfb->sdbt + 1;
304
305         /* Allocate requested number of sample-data-blocks */
306         rc = realloc_sampling_buffer(sfb, num_sdb, GFP_KERNEL);
307         if (rc) {
308                 free_sampling_buffer(sfb);
309                 debug_sprintf_event(sfdbg, 4, "%s: "
310                         "realloc_sampling_buffer failed with rc %i\n",
311                         __func__, rc);
312         } else
313                 debug_sprintf_event(sfdbg, 4,
314                         "%s: tear %#lx dear %#lx\n", __func__,
315                         (unsigned long)sfb->sdbt, (unsigned long)*sfb->sdbt);
316         return rc;
317 }
318
319 static void sfb_set_limits(unsigned long min, unsigned long max)
320 {
321         struct hws_qsi_info_block si;
322
323         CPUM_SF_MIN_SDB = min;
324         CPUM_SF_MAX_SDB = max;
325
326         memset(&si, 0, sizeof(si));
327         if (!qsi(&si))
328                 CPUM_SF_SDB_DIAG_FACTOR = DIV_ROUND_UP(si.dsdes, si.bsdes);
329 }
330
331 static unsigned long sfb_max_limit(struct hw_perf_event *hwc)
332 {
333         return SAMPL_DIAG_MODE(hwc) ? CPUM_SF_MAX_SDB * CPUM_SF_SDB_DIAG_FACTOR
334                                     : CPUM_SF_MAX_SDB;
335 }
336
337 static unsigned long sfb_pending_allocs(struct sf_buffer *sfb,
338                                         struct hw_perf_event *hwc)
339 {
340         if (!sfb->sdbt)
341                 return SFB_ALLOC_REG(hwc);
342         if (SFB_ALLOC_REG(hwc) > sfb->num_sdb)
343                 return SFB_ALLOC_REG(hwc) - sfb->num_sdb;
344         return 0;
345 }
346
347 static int sfb_has_pending_allocs(struct sf_buffer *sfb,
348                                    struct hw_perf_event *hwc)
349 {
350         return sfb_pending_allocs(sfb, hwc) > 0;
351 }
352
353 static void sfb_account_allocs(unsigned long num, struct hw_perf_event *hwc)
354 {
355         /* Limit the number of SDBs to not exceed the maximum */
356         num = min_t(unsigned long, num, sfb_max_limit(hwc) - SFB_ALLOC_REG(hwc));
357         if (num)
358                 SFB_ALLOC_REG(hwc) += num;
359 }
360
361 static void sfb_init_allocs(unsigned long num, struct hw_perf_event *hwc)
362 {
363         SFB_ALLOC_REG(hwc) = 0;
364         sfb_account_allocs(num, hwc);
365 }
366
367 static void deallocate_buffers(struct cpu_hw_sf *cpuhw)
368 {
369         if (cpuhw->sfb.sdbt)
370                 free_sampling_buffer(&cpuhw->sfb);
371 }
372
373 static int allocate_buffers(struct cpu_hw_sf *cpuhw, struct hw_perf_event *hwc)
374 {
375         unsigned long n_sdb, freq;
376         size_t sample_size;
377
378         /* Calculate sampling buffers using 4K pages
379          *
380          *    1. The sampling size is 32 bytes for basic sampling. This size
381          *       is the same for all machine types. Diagnostic
382          *       sampling uses auxlilary data buffer setup which provides the
383          *       memory for SDBs using linux common code auxiliary trace
384          *       setup.
385          *
386          *    2. Function alloc_sampling_buffer() sets the Alert Request
387          *       Control indicator to trigger a measurement-alert to harvest
388          *       sample-data-blocks (SDB). This is done per SDB. This
389          *       measurement alert interrupt fires quick enough to handle
390          *       one SDB, on very high frequency and work loads there might
391          *       be 2 to 3 SBDs available for sample processing.
392          *       Currently there is no need for setup alert request on every
393          *       n-th page. This is counterproductive as one IRQ triggers
394          *       a very high number of samples to be processed at one IRQ.
395          *
396          *    3. Use the sampling frequency as input.
397          *       Compute the number of SDBs and ensure a minimum
398          *       of CPUM_SF_MIN_SDB.  Depending on frequency add some more
399          *       SDBs to handle a higher sampling rate.
400          *       Use a minimum of CPUM_SF_MIN_SDB and allow for 100 samples
401          *       (one SDB) for every 10000 HZ frequency increment.
402          *
403          *    4. Compute the number of sample-data-block-tables (SDBT) and
404          *       ensure a minimum of CPUM_SF_MIN_SDBT (one table can manage up
405          *       to 511 SDBs).
406          */
407         sample_size = sizeof(struct hws_basic_entry);
408         freq = sample_rate_to_freq(&cpuhw->qsi, SAMPL_RATE(hwc));
409         n_sdb = CPUM_SF_MIN_SDB + DIV_ROUND_UP(freq, 10000);
410
411         /* If there is already a sampling buffer allocated, it is very likely
412          * that the sampling facility is enabled too.  If the event to be
413          * initialized requires a greater sampling buffer, the allocation must
414          * be postponed.  Changing the sampling buffer requires the sampling
415          * facility to be in the disabled state.  So, account the number of
416          * required SDBs and let cpumsf_pmu_enable() resize the buffer just
417          * before the event is started.
418          */
419         sfb_init_allocs(n_sdb, hwc);
420         if (sf_buffer_available(cpuhw))
421                 return 0;
422
423         debug_sprintf_event(sfdbg, 3,
424                             "%s: rate %lu f %lu sdb %lu/%lu"
425                             " sample_size %lu cpuhw %p\n", __func__,
426                             SAMPL_RATE(hwc), freq, n_sdb, sfb_max_limit(hwc),
427                             sample_size, cpuhw);
428
429         return alloc_sampling_buffer(&cpuhw->sfb,
430                                      sfb_pending_allocs(&cpuhw->sfb, hwc));
431 }
432
433 static unsigned long min_percent(unsigned int percent, unsigned long base,
434                                  unsigned long min)
435 {
436         return min_t(unsigned long, min, DIV_ROUND_UP(percent * base, 100));
437 }
438
439 static unsigned long compute_sfb_extent(unsigned long ratio, unsigned long base)
440 {
441         /* Use a percentage-based approach to extend the sampling facility
442          * buffer.  Accept up to 5% sample data loss.
443          * Vary the extents between 1% to 5% of the current number of
444          * sample-data-blocks.
445          */
446         if (ratio <= 5)
447                 return 0;
448         if (ratio <= 25)
449                 return min_percent(1, base, 1);
450         if (ratio <= 50)
451                 return min_percent(1, base, 1);
452         if (ratio <= 75)
453                 return min_percent(2, base, 2);
454         if (ratio <= 100)
455                 return min_percent(3, base, 3);
456         if (ratio <= 250)
457                 return min_percent(4, base, 4);
458
459         return min_percent(5, base, 8);
460 }
461
462 static void sfb_account_overflows(struct cpu_hw_sf *cpuhw,
463                                   struct hw_perf_event *hwc)
464 {
465         unsigned long ratio, num;
466
467         if (!OVERFLOW_REG(hwc))
468                 return;
469
470         /* The sample_overflow contains the average number of sample data
471          * that has been lost because sample-data-blocks were full.
472          *
473          * Calculate the total number of sample data entries that has been
474          * discarded.  Then calculate the ratio of lost samples to total samples
475          * per second in percent.
476          */
477         ratio = DIV_ROUND_UP(100 * OVERFLOW_REG(hwc) * cpuhw->sfb.num_sdb,
478                              sample_rate_to_freq(&cpuhw->qsi, SAMPL_RATE(hwc)));
479
480         /* Compute number of sample-data-blocks */
481         num = compute_sfb_extent(ratio, cpuhw->sfb.num_sdb);
482         if (num)
483                 sfb_account_allocs(num, hwc);
484
485         debug_sprintf_event(sfdbg, 5, "%s: overflow %llu ratio %lu num %lu\n",
486                             __func__, OVERFLOW_REG(hwc), ratio, num);
487         OVERFLOW_REG(hwc) = 0;
488 }
489
490 /* extend_sampling_buffer() - Extend sampling buffer
491  * @sfb:        Sampling buffer structure (for local CPU)
492  * @hwc:        Perf event hardware structure
493  *
494  * Use this function to extend the sampling buffer based on the overflow counter
495  * and postponed allocation extents stored in the specified Perf event hardware.
496  *
497  * Important: This function disables the sampling facility in order to safely
498  *            change the sampling buffer structure.  Do not call this function
499  *            when the PMU is active.
500  */
501 static void extend_sampling_buffer(struct sf_buffer *sfb,
502                                    struct hw_perf_event *hwc)
503 {
504         unsigned long num, num_old;
505         int rc;
506
507         num = sfb_pending_allocs(sfb, hwc);
508         if (!num)
509                 return;
510         num_old = sfb->num_sdb;
511
512         /* Disable the sampling facility to reset any states and also
513          * clear pending measurement alerts.
514          */
515         sf_disable();
516
517         /* Extend the sampling buffer.
518          * This memory allocation typically happens in an atomic context when
519          * called by perf.  Because this is a reallocation, it is fine if the
520          * new SDB-request cannot be satisfied immediately.
521          */
522         rc = realloc_sampling_buffer(sfb, num, GFP_ATOMIC);
523         if (rc)
524                 debug_sprintf_event(sfdbg, 5, "%s: realloc failed with rc %i\n",
525                                     __func__, rc);
526
527         if (sfb_has_pending_allocs(sfb, hwc))
528                 debug_sprintf_event(sfdbg, 5, "%s: "
529                                     "req %lu alloc %lu remaining %lu\n",
530                                     __func__, num, sfb->num_sdb - num_old,
531                                     sfb_pending_allocs(sfb, hwc));
532 }
533
534 /* Number of perf events counting hardware events */
535 static atomic_t num_events;
536 /* Used to avoid races in calling reserve/release_cpumf_hardware */
537 static DEFINE_MUTEX(pmc_reserve_mutex);
538
539 #define PMC_INIT      0
540 #define PMC_RELEASE   1
541 #define PMC_FAILURE   2
542 static void setup_pmc_cpu(void *flags)
543 {
544         int err;
545         struct cpu_hw_sf *cpusf = this_cpu_ptr(&cpu_hw_sf);
546
547         err = 0;
548         switch (*((int *) flags)) {
549         case PMC_INIT:
550                 memset(cpusf, 0, sizeof(*cpusf));
551                 err = qsi(&cpusf->qsi);
552                 if (err)
553                         break;
554                 cpusf->flags |= PMU_F_RESERVED;
555                 err = sf_disable();
556                 if (err)
557                         pr_err("Switching off the sampling facility failed "
558                                "with rc %i\n", err);
559                 debug_sprintf_event(sfdbg, 5,
560                                     "%s: initialized: cpuhw %p\n", __func__,
561                                     cpusf);
562                 break;
563         case PMC_RELEASE:
564                 cpusf->flags &= ~PMU_F_RESERVED;
565                 err = sf_disable();
566                 if (err) {
567                         pr_err("Switching off the sampling facility failed "
568                                "with rc %i\n", err);
569                 } else
570                         deallocate_buffers(cpusf);
571                 debug_sprintf_event(sfdbg, 5,
572                                     "%s: released: cpuhw %p\n", __func__,
573                                     cpusf);
574                 break;
575         }
576         if (err)
577                 *((int *) flags) |= PMC_FAILURE;
578 }
579
580 static void release_pmc_hardware(void)
581 {
582         int flags = PMC_RELEASE;
583
584         irq_subclass_unregister(IRQ_SUBCLASS_MEASUREMENT_ALERT);
585         on_each_cpu(setup_pmc_cpu, &flags, 1);
586 }
587
588 static int reserve_pmc_hardware(void)
589 {
590         int flags = PMC_INIT;
591
592         on_each_cpu(setup_pmc_cpu, &flags, 1);
593         if (flags & PMC_FAILURE) {
594                 release_pmc_hardware();
595                 return -ENODEV;
596         }
597         irq_subclass_register(IRQ_SUBCLASS_MEASUREMENT_ALERT);
598
599         return 0;
600 }
601
602 static void hw_perf_event_destroy(struct perf_event *event)
603 {
604         /* Release PMC if this is the last perf event */
605         if (!atomic_add_unless(&num_events, -1, 1)) {
606                 mutex_lock(&pmc_reserve_mutex);
607                 if (atomic_dec_return(&num_events) == 0)
608                         release_pmc_hardware();
609                 mutex_unlock(&pmc_reserve_mutex);
610         }
611 }
612
613 static void hw_init_period(struct hw_perf_event *hwc, u64 period)
614 {
615         hwc->sample_period = period;
616         hwc->last_period = hwc->sample_period;
617         local64_set(&hwc->period_left, hwc->sample_period);
618 }
619
620 static unsigned long hw_limit_rate(const struct hws_qsi_info_block *si,
621                                    unsigned long rate)
622 {
623         return clamp_t(unsigned long, rate,
624                        si->min_sampl_rate, si->max_sampl_rate);
625 }
626
627 static u32 cpumsf_pid_type(struct perf_event *event,
628                            u32 pid, enum pid_type type)
629 {
630         struct task_struct *tsk;
631
632         /* Idle process */
633         if (!pid)
634                 goto out;
635
636         tsk = find_task_by_pid_ns(pid, &init_pid_ns);
637         pid = -1;
638         if (tsk) {
639                 /*
640                  * Only top level events contain the pid namespace in which
641                  * they are created.
642                  */
643                 if (event->parent)
644                         event = event->parent;
645                 pid = __task_pid_nr_ns(tsk, type, event->ns);
646                 /*
647                  * See also 1d953111b648
648                  * "perf/core: Don't report zero PIDs for exiting tasks".
649                  */
650                 if (!pid && !pid_alive(tsk))
651                         pid = -1;
652         }
653 out:
654         return pid;
655 }
656
657 static void cpumsf_output_event_pid(struct perf_event *event,
658                                     struct perf_sample_data *data,
659                                     struct pt_regs *regs)
660 {
661         u32 pid;
662         struct perf_event_header header;
663         struct perf_output_handle handle;
664
665         /*
666          * Obtain the PID from the basic-sampling data entry and
667          * correct the data->tid_entry.pid value.
668          */
669         pid = data->tid_entry.pid;
670
671         /* Protect callchain buffers, tasks */
672         rcu_read_lock();
673
674         perf_prepare_sample(&header, data, event, regs);
675         if (perf_output_begin(&handle, data, event, header.size))
676                 goto out;
677
678         /* Update the process ID (see also kernel/events/core.c) */
679         data->tid_entry.pid = cpumsf_pid_type(event, pid, PIDTYPE_TGID);
680         data->tid_entry.tid = cpumsf_pid_type(event, pid, PIDTYPE_PID);
681
682         perf_output_sample(&handle, &header, data, event);
683         perf_output_end(&handle);
684 out:
685         rcu_read_unlock();
686 }
687
688 static unsigned long getrate(bool freq, unsigned long sample,
689                              struct hws_qsi_info_block *si)
690 {
691         unsigned long rate;
692
693         if (freq) {
694                 rate = freq_to_sample_rate(si, sample);
695                 rate = hw_limit_rate(si, rate);
696         } else {
697                 /* The min/max sampling rates specifies the valid range
698                  * of sample periods.  If the specified sample period is
699                  * out of range, limit the period to the range boundary.
700                  */
701                 rate = hw_limit_rate(si, sample);
702
703                 /* The perf core maintains a maximum sample rate that is
704                  * configurable through the sysctl interface.  Ensure the
705                  * sampling rate does not exceed this value.  This also helps
706                  * to avoid throttling when pushing samples with
707                  * perf_event_overflow().
708                  */
709                 if (sample_rate_to_freq(si, rate) >
710                     sysctl_perf_event_sample_rate) {
711                         debug_sprintf_event(sfdbg, 1, "%s: "
712                                             "Sampling rate exceeds maximum "
713                                             "perf sample rate\n", __func__);
714                         rate = 0;
715                 }
716         }
717         return rate;
718 }
719
720 /* The sampling information (si) contains information about the
721  * min/max sampling intervals and the CPU speed.  So calculate the
722  * correct sampling interval and avoid the whole period adjust
723  * feedback loop.
724  *
725  * Since the CPU Measurement sampling facility can not handle frequency
726  * calculate the sampling interval when frequency is specified using
727  * this formula:
728  *      interval := cpu_speed * 1000000 / sample_freq
729  *
730  * Returns errno on bad input and zero on success with parameter interval
731  * set to the correct sampling rate.
732  *
733  * Note: This function turns off freq bit to avoid calling function
734  * perf_adjust_period(). This causes frequency adjustment in the common
735  * code part which causes tremendous variations in the counter values.
736  */
737 static int __hw_perf_event_init_rate(struct perf_event *event,
738                                      struct hws_qsi_info_block *si)
739 {
740         struct perf_event_attr *attr = &event->attr;
741         struct hw_perf_event *hwc = &event->hw;
742         unsigned long rate;
743
744         if (attr->freq) {
745                 if (!attr->sample_freq)
746                         return -EINVAL;
747                 rate = getrate(attr->freq, attr->sample_freq, si);
748                 attr->freq = 0;         /* Don't call  perf_adjust_period() */
749                 SAMPL_FLAGS(hwc) |= PERF_CPUM_SF_FREQ_MODE;
750         } else {
751                 rate = getrate(attr->freq, attr->sample_period, si);
752                 if (!rate)
753                         return -EINVAL;
754         }
755         attr->sample_period = rate;
756         SAMPL_RATE(hwc) = rate;
757         hw_init_period(hwc, SAMPL_RATE(hwc));
758         debug_sprintf_event(sfdbg, 4, "%s: cpu %d period %#llx freq %d,%#lx\n",
759                             __func__, event->cpu, event->attr.sample_period,
760                             event->attr.freq, SAMPLE_FREQ_MODE(hwc));
761         return 0;
762 }
763
764 static int __hw_perf_event_init(struct perf_event *event)
765 {
766         struct cpu_hw_sf *cpuhw;
767         struct hws_qsi_info_block si;
768         struct perf_event_attr *attr = &event->attr;
769         struct hw_perf_event *hwc = &event->hw;
770         int cpu, err;
771
772         /* Reserve CPU-measurement sampling facility */
773         err = 0;
774         if (!atomic_inc_not_zero(&num_events)) {
775                 mutex_lock(&pmc_reserve_mutex);
776                 if (atomic_read(&num_events) == 0 && reserve_pmc_hardware())
777                         err = -EBUSY;
778                 else
779                         atomic_inc(&num_events);
780                 mutex_unlock(&pmc_reserve_mutex);
781         }
782         event->destroy = hw_perf_event_destroy;
783
784         if (err)
785                 goto out;
786
787         /* Access per-CPU sampling information (query sampling info) */
788         /*
789          * The event->cpu value can be -1 to count on every CPU, for example,
790          * when attaching to a task.  If this is specified, use the query
791          * sampling info from the current CPU, otherwise use event->cpu to
792          * retrieve the per-CPU information.
793          * Later, cpuhw indicates whether to allocate sampling buffers for a
794          * particular CPU (cpuhw!=NULL) or each online CPU (cpuw==NULL).
795          */
796         memset(&si, 0, sizeof(si));
797         cpuhw = NULL;
798         if (event->cpu == -1)
799                 qsi(&si);
800         else {
801                 /* Event is pinned to a particular CPU, retrieve the per-CPU
802                  * sampling structure for accessing the CPU-specific QSI.
803                  */
804                 cpuhw = &per_cpu(cpu_hw_sf, event->cpu);
805                 si = cpuhw->qsi;
806         }
807
808         /* Check sampling facility authorization and, if not authorized,
809          * fall back to other PMUs.  It is safe to check any CPU because
810          * the authorization is identical for all configured CPUs.
811          */
812         if (!si.as) {
813                 err = -ENOENT;
814                 goto out;
815         }
816
817         if (si.ribm & CPU_MF_SF_RIBM_NOTAV) {
818                 pr_warn("CPU Measurement Facility sampling is temporarily not available\n");
819                 err = -EBUSY;
820                 goto out;
821         }
822
823         /* Always enable basic sampling */
824         SAMPL_FLAGS(hwc) = PERF_CPUM_SF_BASIC_MODE;
825
826         /* Check if diagnostic sampling is requested.  Deny if the required
827          * sampling authorization is missing.
828          */
829         if (attr->config == PERF_EVENT_CPUM_SF_DIAG) {
830                 if (!si.ad) {
831                         err = -EPERM;
832                         goto out;
833                 }
834                 SAMPL_FLAGS(hwc) |= PERF_CPUM_SF_DIAG_MODE;
835         }
836
837         /* Check and set other sampling flags */
838         if (attr->config1 & PERF_CPUM_SF_FULL_BLOCKS)
839                 SAMPL_FLAGS(hwc) |= PERF_CPUM_SF_FULL_BLOCKS;
840
841         err =  __hw_perf_event_init_rate(event, &si);
842         if (err)
843                 goto out;
844
845         /* Initialize sample data overflow accounting */
846         hwc->extra_reg.reg = REG_OVERFLOW;
847         OVERFLOW_REG(hwc) = 0;
848
849         /* Use AUX buffer. No need to allocate it by ourself */
850         if (attr->config == PERF_EVENT_CPUM_SF_DIAG)
851                 return 0;
852
853         /* Allocate the per-CPU sampling buffer using the CPU information
854          * from the event.  If the event is not pinned to a particular
855          * CPU (event->cpu == -1; or cpuhw == NULL), allocate sampling
856          * buffers for each online CPU.
857          */
858         if (cpuhw)
859                 /* Event is pinned to a particular CPU */
860                 err = allocate_buffers(cpuhw, hwc);
861         else {
862                 /* Event is not pinned, allocate sampling buffer on
863                  * each online CPU
864                  */
865                 for_each_online_cpu(cpu) {
866                         cpuhw = &per_cpu(cpu_hw_sf, cpu);
867                         err = allocate_buffers(cpuhw, hwc);
868                         if (err)
869                                 break;
870                 }
871         }
872
873         /* If PID/TID sampling is active, replace the default overflow
874          * handler to extract and resolve the PIDs from the basic-sampling
875          * data entries.
876          */
877         if (event->attr.sample_type & PERF_SAMPLE_TID)
878                 if (is_default_overflow_handler(event))
879                         event->overflow_handler = cpumsf_output_event_pid;
880 out:
881         return err;
882 }
883
884 static bool is_callchain_event(struct perf_event *event)
885 {
886         u64 sample_type = event->attr.sample_type;
887
888         return sample_type & (PERF_SAMPLE_CALLCHAIN | PERF_SAMPLE_REGS_USER |
889                               PERF_SAMPLE_STACK_USER);
890 }
891
892 static int cpumsf_pmu_event_init(struct perf_event *event)
893 {
894         int err;
895
896         /* No support for taken branch sampling */
897         /* No support for callchain, stacks and registers */
898         if (has_branch_stack(event) || is_callchain_event(event))
899                 return -EOPNOTSUPP;
900
901         switch (event->attr.type) {
902         case PERF_TYPE_RAW:
903                 if ((event->attr.config != PERF_EVENT_CPUM_SF) &&
904                     (event->attr.config != PERF_EVENT_CPUM_SF_DIAG))
905                         return -ENOENT;
906                 break;
907         case PERF_TYPE_HARDWARE:
908                 /* Support sampling of CPU cycles in addition to the
909                  * counter facility.  However, the counter facility
910                  * is more precise and, hence, restrict this PMU to
911                  * sampling events only.
912                  */
913                 if (event->attr.config != PERF_COUNT_HW_CPU_CYCLES)
914                         return -ENOENT;
915                 if (!is_sampling_event(event))
916                         return -ENOENT;
917                 break;
918         default:
919                 return -ENOENT;
920         }
921
922         /* Check online status of the CPU to which the event is pinned */
923         if (event->cpu >= 0 && !cpu_online(event->cpu))
924                 return -ENODEV;
925
926         /* Force reset of idle/hv excludes regardless of what the
927          * user requested.
928          */
929         if (event->attr.exclude_hv)
930                 event->attr.exclude_hv = 0;
931         if (event->attr.exclude_idle)
932                 event->attr.exclude_idle = 0;
933
934         err = __hw_perf_event_init(event);
935         if (unlikely(err))
936                 if (event->destroy)
937                         event->destroy(event);
938         return err;
939 }
940
941 static void cpumsf_pmu_enable(struct pmu *pmu)
942 {
943         struct cpu_hw_sf *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_sf);
944         struct hw_perf_event *hwc;
945         int err;
946
947         if (cpuhw->flags & PMU_F_ENABLED)
948                 return;
949
950         if (cpuhw->flags & PMU_F_ERR_MASK)
951                 return;
952
953         /* Check whether to extent the sampling buffer.
954          *
955          * Two conditions trigger an increase of the sampling buffer for a
956          * perf event:
957          *    1. Postponed buffer allocations from the event initialization.
958          *    2. Sampling overflows that contribute to pending allocations.
959          *
960          * Note that the extend_sampling_buffer() function disables the sampling
961          * facility, but it can be fully re-enabled using sampling controls that
962          * have been saved in cpumsf_pmu_disable().
963          */
964         if (cpuhw->event) {
965                 hwc = &cpuhw->event->hw;
966                 if (!(SAMPL_DIAG_MODE(hwc))) {
967                         /*
968                          * Account number of overflow-designated
969                          * buffer extents
970                          */
971                         sfb_account_overflows(cpuhw, hwc);
972                         extend_sampling_buffer(&cpuhw->sfb, hwc);
973                 }
974                 /* Rate may be adjusted with ioctl() */
975                 cpuhw->lsctl.interval = SAMPL_RATE(&cpuhw->event->hw);
976         }
977
978         /* (Re)enable the PMU and sampling facility */
979         cpuhw->flags |= PMU_F_ENABLED;
980         barrier();
981
982         err = lsctl(&cpuhw->lsctl);
983         if (err) {
984                 cpuhw->flags &= ~PMU_F_ENABLED;
985                 pr_err("Loading sampling controls failed: op %i err %i\n",
986                         1, err);
987                 return;
988         }
989
990         /* Load current program parameter */
991         lpp(&S390_lowcore.lpp);
992
993         debug_sprintf_event(sfdbg, 6, "%s: es %i cs %i ed %i cd %i "
994                             "interval %#lx tear %#lx dear %#lx\n", __func__,
995                             cpuhw->lsctl.es, cpuhw->lsctl.cs, cpuhw->lsctl.ed,
996                             cpuhw->lsctl.cd, cpuhw->lsctl.interval,
997                             cpuhw->lsctl.tear, cpuhw->lsctl.dear);
998 }
999
1000 static void cpumsf_pmu_disable(struct pmu *pmu)
1001 {
1002         struct cpu_hw_sf *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_sf);
1003         struct hws_lsctl_request_block inactive;
1004         struct hws_qsi_info_block si;
1005         int err;
1006
1007         if (!(cpuhw->flags & PMU_F_ENABLED))
1008                 return;
1009
1010         if (cpuhw->flags & PMU_F_ERR_MASK)
1011                 return;
1012
1013         /* Switch off sampling activation control */
1014         inactive = cpuhw->lsctl;
1015         inactive.cs = 0;
1016         inactive.cd = 0;
1017
1018         err = lsctl(&inactive);
1019         if (err) {
1020                 pr_err("Loading sampling controls failed: op %i err %i\n",
1021                         2, err);
1022                 return;
1023         }
1024
1025         /* Save state of TEAR and DEAR register contents */
1026         err = qsi(&si);
1027         if (!err) {
1028                 /* TEAR/DEAR values are valid only if the sampling facility is
1029                  * enabled.  Note that cpumsf_pmu_disable() might be called even
1030                  * for a disabled sampling facility because cpumsf_pmu_enable()
1031                  * controls the enable/disable state.
1032                  */
1033                 if (si.es) {
1034                         cpuhw->lsctl.tear = si.tear;
1035                         cpuhw->lsctl.dear = si.dear;
1036                 }
1037         } else
1038                 debug_sprintf_event(sfdbg, 3, "%s: qsi() failed with err %i\n",
1039                                     __func__, err);
1040
1041         cpuhw->flags &= ~PMU_F_ENABLED;
1042 }
1043
1044 /* perf_exclude_event() - Filter event
1045  * @event:      The perf event
1046  * @regs:       pt_regs structure
1047  * @sde_regs:   Sample-data-entry (sde) regs structure
1048  *
1049  * Filter perf events according to their exclude specification.
1050  *
1051  * Return non-zero if the event shall be excluded.
1052  */
1053 static int perf_exclude_event(struct perf_event *event, struct pt_regs *regs,
1054                               struct perf_sf_sde_regs *sde_regs)
1055 {
1056         if (event->attr.exclude_user && user_mode(regs))
1057                 return 1;
1058         if (event->attr.exclude_kernel && !user_mode(regs))
1059                 return 1;
1060         if (event->attr.exclude_guest && sde_regs->in_guest)
1061                 return 1;
1062         if (event->attr.exclude_host && !sde_regs->in_guest)
1063                 return 1;
1064         return 0;
1065 }
1066
1067 /* perf_push_sample() - Push samples to perf
1068  * @event:      The perf event
1069  * @sample:     Hardware sample data
1070  *
1071  * Use the hardware sample data to create perf event sample.  The sample
1072  * is the pushed to the event subsystem and the function checks for
1073  * possible event overflows.  If an event overflow occurs, the PMU is
1074  * stopped.
1075  *
1076  * Return non-zero if an event overflow occurred.
1077  */
1078 static int perf_push_sample(struct perf_event *event,
1079                             struct hws_basic_entry *basic)
1080 {
1081         int overflow;
1082         struct pt_regs regs;
1083         struct perf_sf_sde_regs *sde_regs;
1084         struct perf_sample_data data;
1085
1086         /* Setup perf sample */
1087         perf_sample_data_init(&data, 0, event->hw.last_period);
1088
1089         /* Setup pt_regs to look like an CPU-measurement external interrupt
1090          * using the Program Request Alert code.  The regs.int_parm_long
1091          * field which is unused contains additional sample-data-entry related
1092          * indicators.
1093          */
1094         memset(&regs, 0, sizeof(regs));
1095         regs.int_code = 0x1407;
1096         regs.int_parm = CPU_MF_INT_SF_PRA;
1097         sde_regs = (struct perf_sf_sde_regs *) &regs.int_parm_long;
1098
1099         psw_bits(regs.psw).ia   = basic->ia;
1100         psw_bits(regs.psw).dat  = basic->T;
1101         psw_bits(regs.psw).wait = basic->W;
1102         psw_bits(regs.psw).pstate = basic->P;
1103         psw_bits(regs.psw).as   = basic->AS;
1104
1105         /*
1106          * Use the hardware provided configuration level to decide if the
1107          * sample belongs to a guest or host. If that is not available,
1108          * fall back to the following heuristics:
1109          * A non-zero guest program parameter always indicates a guest
1110          * sample. Some early samples or samples from guests without
1111          * lpp usage would be misaccounted to the host. We use the asn
1112          * value as an addon heuristic to detect most of these guest samples.
1113          * If the value differs from 0xffff (the host value), we assume to
1114          * be a KVM guest.
1115          */
1116         switch (basic->CL) {
1117         case 1: /* logical partition */
1118                 sde_regs->in_guest = 0;
1119                 break;
1120         case 2: /* virtual machine */
1121                 sde_regs->in_guest = 1;
1122                 break;
1123         default: /* old machine, use heuristics */
1124                 if (basic->gpp || basic->prim_asn != 0xffff)
1125                         sde_regs->in_guest = 1;
1126                 break;
1127         }
1128
1129         /*
1130          * Store the PID value from the sample-data-entry to be
1131          * processed and resolved by cpumsf_output_event_pid().
1132          */
1133         data.tid_entry.pid = basic->hpp & LPP_PID_MASK;
1134
1135         overflow = 0;
1136         if (perf_exclude_event(event, &regs, sde_regs))
1137                 goto out;
1138         if (perf_event_overflow(event, &data, &regs)) {
1139                 overflow = 1;
1140                 event->pmu->stop(event, 0);
1141         }
1142         perf_event_update_userpage(event);
1143 out:
1144         return overflow;
1145 }
1146
1147 static void perf_event_count_update(struct perf_event *event, u64 count)
1148 {
1149         local64_add(count, &event->count);
1150 }
1151
1152 /* hw_collect_samples() - Walk through a sample-data-block and collect samples
1153  * @event:      The perf event
1154  * @sdbt:       Sample-data-block table
1155  * @overflow:   Event overflow counter
1156  *
1157  * Walks through a sample-data-block and collects sampling data entries that are
1158  * then pushed to the perf event subsystem.  Depending on the sampling function,
1159  * there can be either basic-sampling or combined-sampling data entries.  A
1160  * combined-sampling data entry consists of a basic- and a diagnostic-sampling
1161  * data entry.  The sampling function is determined by the flags in the perf
1162  * event hardware structure.  The function always works with a combined-sampling
1163  * data entry but ignores the the diagnostic portion if it is not available.
1164  *
1165  * Note that the implementation focuses on basic-sampling data entries and, if
1166  * such an entry is not valid, the entire combined-sampling data entry is
1167  * ignored.
1168  *
1169  * The overflow variables counts the number of samples that has been discarded
1170  * due to a perf event overflow.
1171  */
1172 static void hw_collect_samples(struct perf_event *event, unsigned long *sdbt,
1173                                unsigned long long *overflow)
1174 {
1175         struct hws_trailer_entry *te;
1176         struct hws_basic_entry *sample;
1177
1178         te = (struct hws_trailer_entry *) trailer_entry_ptr(*sdbt);
1179         sample = (struct hws_basic_entry *) *sdbt;
1180         while ((unsigned long *) sample < (unsigned long *) te) {
1181                 /* Check for an empty sample */
1182                 if (!sample->def)
1183                         break;
1184
1185                 /* Update perf event period */
1186                 perf_event_count_update(event, SAMPL_RATE(&event->hw));
1187
1188                 /* Check whether sample is valid */
1189                 if (sample->def == 0x0001) {
1190                         /* If an event overflow occurred, the PMU is stopped to
1191                          * throttle event delivery.  Remaining sample data is
1192                          * discarded.
1193                          */
1194                         if (!*overflow) {
1195                                 /* Check whether sample is consistent */
1196                                 if (sample->I == 0 && sample->W == 0) {
1197                                         /* Deliver sample data to perf */
1198                                         *overflow = perf_push_sample(event,
1199                                                                      sample);
1200                                 }
1201                         } else
1202                                 /* Count discarded samples */
1203                                 *overflow += 1;
1204                 } else {
1205                         debug_sprintf_event(sfdbg, 4,
1206                                             "%s: Found unknown"
1207                                             " sampling data entry: te->f %i"
1208                                             " basic.def %#4x (%p)\n", __func__,
1209                                             te->f, sample->def, sample);
1210                         /* Sample slot is not yet written or other record.
1211                          *
1212                          * This condition can occur if the buffer was reused
1213                          * from a combined basic- and diagnostic-sampling.
1214                          * If only basic-sampling is then active, entries are
1215                          * written into the larger diagnostic entries.
1216                          * This is typically the case for sample-data-blocks
1217                          * that are not full.  Stop processing if the first
1218                          * invalid format was detected.
1219                          */
1220                         if (!te->f)
1221                                 break;
1222                 }
1223
1224                 /* Reset sample slot and advance to next sample */
1225                 sample->def = 0;
1226                 sample++;
1227         }
1228 }
1229
1230 /* hw_perf_event_update() - Process sampling buffer
1231  * @event:      The perf event
1232  * @flush_all:  Flag to also flush partially filled sample-data-blocks
1233  *
1234  * Processes the sampling buffer and create perf event samples.
1235  * The sampling buffer position are retrieved and saved in the TEAR_REG
1236  * register of the specified perf event.
1237  *
1238  * Only full sample-data-blocks are processed.  Specify the flash_all flag
1239  * to also walk through partially filled sample-data-blocks.  It is ignored
1240  * if PERF_CPUM_SF_FULL_BLOCKS is set.  The PERF_CPUM_SF_FULL_BLOCKS flag
1241  * enforces the processing of full sample-data-blocks only (trailer entries
1242  * with the block-full-indicator bit set).
1243  */
1244 static void hw_perf_event_update(struct perf_event *event, int flush_all)
1245 {
1246         struct hw_perf_event *hwc = &event->hw;
1247         struct hws_trailer_entry *te;
1248         unsigned long *sdbt;
1249         unsigned long long event_overflow, sampl_overflow, num_sdb, te_flags;
1250         int done;
1251
1252         /*
1253          * AUX buffer is used when in diagnostic sampling mode.
1254          * No perf events/samples are created.
1255          */
1256         if (SAMPL_DIAG_MODE(&event->hw))
1257                 return;
1258
1259         if (flush_all && SDB_FULL_BLOCKS(hwc))
1260                 flush_all = 0;
1261
1262         sdbt = (unsigned long *) TEAR_REG(hwc);
1263         done = event_overflow = sampl_overflow = num_sdb = 0;
1264         while (!done) {
1265                 /* Get the trailer entry of the sample-data-block */
1266                 te = (struct hws_trailer_entry *) trailer_entry_ptr(*sdbt);
1267
1268                 /* Leave loop if no more work to do (block full indicator) */
1269                 if (!te->f) {
1270                         done = 1;
1271                         if (!flush_all)
1272                                 break;
1273                 }
1274
1275                 /* Check the sample overflow count */
1276                 if (te->overflow)
1277                         /* Account sample overflows and, if a particular limit
1278                          * is reached, extend the sampling buffer.
1279                          * For details, see sfb_account_overflows().
1280                          */
1281                         sampl_overflow += te->overflow;
1282
1283                 /* Timestamps are valid for full sample-data-blocks only */
1284                 debug_sprintf_event(sfdbg, 6, "%s: sdbt %#lx "
1285                                     "overflow %llu timestamp %#llx\n",
1286                                     __func__, (unsigned long)sdbt, te->overflow,
1287                                     (te->f) ? trailer_timestamp(te) : 0ULL);
1288
1289                 /* Collect all samples from a single sample-data-block and
1290                  * flag if an (perf) event overflow happened.  If so, the PMU
1291                  * is stopped and remaining samples will be discarded.
1292                  */
1293                 hw_collect_samples(event, sdbt, &event_overflow);
1294                 num_sdb++;
1295
1296                 /* Reset trailer (using compare-double-and-swap) */
1297                 do {
1298                         te_flags = te->flags & ~SDB_TE_BUFFER_FULL_MASK;
1299                         te_flags |= SDB_TE_ALERT_REQ_MASK;
1300                 } while (!cmpxchg_double(&te->flags, &te->overflow,
1301                                          te->flags, te->overflow,
1302                                          te_flags, 0ULL));
1303
1304                 /* Advance to next sample-data-block */
1305                 sdbt++;
1306                 if (is_link_entry(sdbt))
1307                         sdbt = get_next_sdbt(sdbt);
1308
1309                 /* Update event hardware registers */
1310                 TEAR_REG(hwc) = (unsigned long) sdbt;
1311
1312                 /* Stop processing sample-data if all samples of the current
1313                  * sample-data-block were flushed even if it was not full.
1314                  */
1315                 if (flush_all && done)
1316                         break;
1317         }
1318
1319         /* Account sample overflows in the event hardware structure */
1320         if (sampl_overflow)
1321                 OVERFLOW_REG(hwc) = DIV_ROUND_UP(OVERFLOW_REG(hwc) +
1322                                                  sampl_overflow, 1 + num_sdb);
1323
1324         /* Perf_event_overflow() and perf_event_account_interrupt() limit
1325          * the interrupt rate to an upper limit. Roughly 1000 samples per
1326          * task tick.
1327          * Hitting this limit results in a large number
1328          * of throttled REF_REPORT_THROTTLE entries and the samples
1329          * are dropped.
1330          * Slightly increase the interval to avoid hitting this limit.
1331          */
1332         if (event_overflow) {
1333                 SAMPL_RATE(hwc) += DIV_ROUND_UP(SAMPL_RATE(hwc), 10);
1334                 debug_sprintf_event(sfdbg, 1, "%s: rate adjustment %ld\n",
1335                                     __func__,
1336                                     DIV_ROUND_UP(SAMPL_RATE(hwc), 10));
1337         }
1338
1339         if (sampl_overflow || event_overflow)
1340                 debug_sprintf_event(sfdbg, 4, "%s: "
1341                                     "overflows: sample %llu event %llu"
1342                                     " total %llu num_sdb %llu\n",
1343                                     __func__, sampl_overflow, event_overflow,
1344                                     OVERFLOW_REG(hwc), num_sdb);
1345 }
1346
1347 #define AUX_SDB_INDEX(aux, i) ((i) % aux->sfb.num_sdb)
1348 #define AUX_SDB_NUM(aux, start, end) (end >= start ? end - start + 1 : 0)
1349 #define AUX_SDB_NUM_ALERT(aux) AUX_SDB_NUM(aux, aux->head, aux->alert_mark)
1350 #define AUX_SDB_NUM_EMPTY(aux) AUX_SDB_NUM(aux, aux->head, aux->empty_mark)
1351
1352 /*
1353  * Get trailer entry by index of SDB.
1354  */
1355 static struct hws_trailer_entry *aux_sdb_trailer(struct aux_buffer *aux,
1356                                                  unsigned long index)
1357 {
1358         unsigned long sdb;
1359
1360         index = AUX_SDB_INDEX(aux, index);
1361         sdb = aux->sdb_index[index];
1362         return (struct hws_trailer_entry *)trailer_entry_ptr(sdb);
1363 }
1364
1365 /*
1366  * Finish sampling on the cpu. Called by cpumsf_pmu_del() with pmu
1367  * disabled. Collect the full SDBs in AUX buffer which have not reached
1368  * the point of alert indicator. And ignore the SDBs which are not
1369  * full.
1370  *
1371  * 1. Scan SDBs to see how much data is there and consume them.
1372  * 2. Remove alert indicator in the buffer.
1373  */
1374 static void aux_output_end(struct perf_output_handle *handle)
1375 {
1376         unsigned long i, range_scan, idx;
1377         struct aux_buffer *aux;
1378         struct hws_trailer_entry *te;
1379
1380         aux = perf_get_aux(handle);
1381         if (!aux)
1382                 return;
1383
1384         range_scan = AUX_SDB_NUM_ALERT(aux);
1385         for (i = 0, idx = aux->head; i < range_scan; i++, idx++) {
1386                 te = aux_sdb_trailer(aux, idx);
1387                 if (!(te->flags & SDB_TE_BUFFER_FULL_MASK))
1388                         break;
1389         }
1390         /* i is num of SDBs which are full */
1391         perf_aux_output_end(handle, i << PAGE_SHIFT);
1392
1393         /* Remove alert indicators in the buffer */
1394         te = aux_sdb_trailer(aux, aux->alert_mark);
1395         te->flags &= ~SDB_TE_ALERT_REQ_MASK;
1396
1397         debug_sprintf_event(sfdbg, 6, "%s: SDBs %ld range %ld head %ld\n",
1398                             __func__, i, range_scan, aux->head);
1399 }
1400
1401 /*
1402  * Start sampling on the CPU. Called by cpumsf_pmu_add() when an event
1403  * is first added to the CPU or rescheduled again to the CPU. It is called
1404  * with pmu disabled.
1405  *
1406  * 1. Reset the trailer of SDBs to get ready for new data.
1407  * 2. Tell the hardware where to put the data by reset the SDBs buffer
1408  *    head(tear/dear).
1409  */
1410 static int aux_output_begin(struct perf_output_handle *handle,
1411                             struct aux_buffer *aux,
1412                             struct cpu_hw_sf *cpuhw)
1413 {
1414         unsigned long range;
1415         unsigned long i, range_scan, idx;
1416         unsigned long head, base, offset;
1417         struct hws_trailer_entry *te;
1418
1419         if (WARN_ON_ONCE(handle->head & ~PAGE_MASK))
1420                 return -EINVAL;
1421
1422         aux->head = handle->head >> PAGE_SHIFT;
1423         range = (handle->size + 1) >> PAGE_SHIFT;
1424         if (range <= 1)
1425                 return -ENOMEM;
1426
1427         /*
1428          * SDBs between aux->head and aux->empty_mark are already ready
1429          * for new data. range_scan is num of SDBs not within them.
1430          */
1431         debug_sprintf_event(sfdbg, 6,
1432                             "%s: range %ld head %ld alert %ld empty %ld\n",
1433                             __func__, range, aux->head, aux->alert_mark,
1434                             aux->empty_mark);
1435         if (range > AUX_SDB_NUM_EMPTY(aux)) {
1436                 range_scan = range - AUX_SDB_NUM_EMPTY(aux);
1437                 idx = aux->empty_mark + 1;
1438                 for (i = 0; i < range_scan; i++, idx++) {
1439                         te = aux_sdb_trailer(aux, idx);
1440                         te->flags &= ~(SDB_TE_BUFFER_FULL_MASK |
1441                                        SDB_TE_ALERT_REQ_MASK);
1442                         te->overflow = 0;
1443                 }
1444                 /* Save the position of empty SDBs */
1445                 aux->empty_mark = aux->head + range - 1;
1446         }
1447
1448         /* Set alert indicator */
1449         aux->alert_mark = aux->head + range/2 - 1;
1450         te = aux_sdb_trailer(aux, aux->alert_mark);
1451         te->flags = te->flags | SDB_TE_ALERT_REQ_MASK;
1452
1453         /* Reset hardware buffer head */
1454         head = AUX_SDB_INDEX(aux, aux->head);
1455         base = aux->sdbt_index[head / CPUM_SF_SDB_PER_TABLE];
1456         offset = head % CPUM_SF_SDB_PER_TABLE;
1457         cpuhw->lsctl.tear = base + offset * sizeof(unsigned long);
1458         cpuhw->lsctl.dear = aux->sdb_index[head];
1459
1460         debug_sprintf_event(sfdbg, 6, "%s: head %ld alert %ld empty %ld "
1461                             "index %ld tear %#lx dear %#lx\n", __func__,
1462                             aux->head, aux->alert_mark, aux->empty_mark,
1463                             head / CPUM_SF_SDB_PER_TABLE,
1464                             cpuhw->lsctl.tear, cpuhw->lsctl.dear);
1465
1466         return 0;
1467 }
1468
1469 /*
1470  * Set alert indicator on SDB at index @alert_index while sampler is running.
1471  *
1472  * Return true if successfully.
1473  * Return false if full indicator is already set by hardware sampler.
1474  */
1475 static bool aux_set_alert(struct aux_buffer *aux, unsigned long alert_index,
1476                           unsigned long long *overflow)
1477 {
1478         unsigned long long orig_overflow, orig_flags, new_flags;
1479         struct hws_trailer_entry *te;
1480
1481         te = aux_sdb_trailer(aux, alert_index);
1482         do {
1483                 orig_flags = te->flags;
1484                 *overflow = orig_overflow = te->overflow;
1485                 if (orig_flags & SDB_TE_BUFFER_FULL_MASK) {
1486                         /*
1487                          * SDB is already set by hardware.
1488                          * Abort and try to set somewhere
1489                          * behind.
1490                          */
1491                         return false;
1492                 }
1493                 new_flags = orig_flags | SDB_TE_ALERT_REQ_MASK;
1494         } while (!cmpxchg_double(&te->flags, &te->overflow,
1495                                  orig_flags, orig_overflow,
1496                                  new_flags, 0ULL));
1497         return true;
1498 }
1499
1500 /*
1501  * aux_reset_buffer() - Scan and setup SDBs for new samples
1502  * @aux:        The AUX buffer to set
1503  * @range:      The range of SDBs to scan started from aux->head
1504  * @overflow:   Set to overflow count
1505  *
1506  * Set alert indicator on the SDB at index of aux->alert_mark. If this SDB is
1507  * marked as empty, check if it is already set full by the hardware sampler.
1508  * If yes, that means new data is already there before we can set an alert
1509  * indicator. Caller should try to set alert indicator to some position behind.
1510  *
1511  * Scan the SDBs in AUX buffer from behind aux->empty_mark. They are used
1512  * previously and have already been consumed by user space. Reset these SDBs
1513  * (clear full indicator and alert indicator) for new data.
1514  * If aux->alert_mark fall in this area, just set it. Overflow count is
1515  * recorded while scanning.
1516  *
1517  * SDBs between aux->head and aux->empty_mark are already reset at last time.
1518  * and ready for new samples. So scanning on this area could be skipped.
1519  *
1520  * Return true if alert indicator is set successfully and false if not.
1521  */
1522 static bool aux_reset_buffer(struct aux_buffer *aux, unsigned long range,
1523                              unsigned long long *overflow)
1524 {
1525         unsigned long long orig_overflow, orig_flags, new_flags;
1526         unsigned long i, range_scan, idx, idx_old;
1527         struct hws_trailer_entry *te;
1528
1529         debug_sprintf_event(sfdbg, 6, "%s: range %ld head %ld alert %ld "
1530                             "empty %ld\n", __func__, range, aux->head,
1531                             aux->alert_mark, aux->empty_mark);
1532         if (range <= AUX_SDB_NUM_EMPTY(aux))
1533                 /*
1534                  * No need to scan. All SDBs in range are marked as empty.
1535                  * Just set alert indicator. Should check race with hardware
1536                  * sampler.
1537                  */
1538                 return aux_set_alert(aux, aux->alert_mark, overflow);
1539
1540         if (aux->alert_mark <= aux->empty_mark)
1541                 /*
1542                  * Set alert indicator on empty SDB. Should check race
1543                  * with hardware sampler.
1544                  */
1545                 if (!aux_set_alert(aux, aux->alert_mark, overflow))
1546                         return false;
1547
1548         /*
1549          * Scan the SDBs to clear full and alert indicator used previously.
1550          * Start scanning from one SDB behind empty_mark. If the new alert
1551          * indicator fall into this range, set it.
1552          */
1553         range_scan = range - AUX_SDB_NUM_EMPTY(aux);
1554         idx_old = idx = aux->empty_mark + 1;
1555         for (i = 0; i < range_scan; i++, idx++) {
1556                 te = aux_sdb_trailer(aux, idx);
1557                 do {
1558                         orig_flags = te->flags;
1559                         orig_overflow = te->overflow;
1560                         new_flags = orig_flags & ~SDB_TE_BUFFER_FULL_MASK;
1561                         if (idx == aux->alert_mark)
1562                                 new_flags |= SDB_TE_ALERT_REQ_MASK;
1563                         else
1564                                 new_flags &= ~SDB_TE_ALERT_REQ_MASK;
1565                 } while (!cmpxchg_double(&te->flags, &te->overflow,
1566                                          orig_flags, orig_overflow,
1567                                          new_flags, 0ULL));
1568                 *overflow += orig_overflow;
1569         }
1570
1571         /* Update empty_mark to new position */
1572         aux->empty_mark = aux->head + range - 1;
1573
1574         debug_sprintf_event(sfdbg, 6, "%s: range_scan %ld idx %ld..%ld "
1575                             "empty %ld\n", __func__, range_scan, idx_old,
1576                             idx - 1, aux->empty_mark);
1577         return true;
1578 }
1579
1580 /*
1581  * Measurement alert handler for diagnostic mode sampling.
1582  */
1583 static void hw_collect_aux(struct cpu_hw_sf *cpuhw)
1584 {
1585         struct aux_buffer *aux;
1586         int done = 0;
1587         unsigned long range = 0, size;
1588         unsigned long long overflow = 0;
1589         struct perf_output_handle *handle = &cpuhw->handle;
1590         unsigned long num_sdb;
1591
1592         aux = perf_get_aux(handle);
1593         if (WARN_ON_ONCE(!aux))
1594                 return;
1595
1596         /* Inform user space new data arrived */
1597         size = AUX_SDB_NUM_ALERT(aux) << PAGE_SHIFT;
1598         debug_sprintf_event(sfdbg, 6, "%s: #alert %ld\n", __func__,
1599                             size >> PAGE_SHIFT);
1600         perf_aux_output_end(handle, size);
1601
1602         num_sdb = aux->sfb.num_sdb;
1603         while (!done) {
1604                 /* Get an output handle */
1605                 aux = perf_aux_output_begin(handle, cpuhw->event);
1606                 if (handle->size == 0) {
1607                         pr_err("The AUX buffer with %lu pages for the "
1608                                "diagnostic-sampling mode is full\n",
1609                                 num_sdb);
1610                         debug_sprintf_event(sfdbg, 1,
1611                                             "%s: AUX buffer used up\n",
1612                                             __func__);
1613                         break;
1614                 }
1615                 if (WARN_ON_ONCE(!aux))
1616                         return;
1617
1618                 /* Update head and alert_mark to new position */
1619                 aux->head = handle->head >> PAGE_SHIFT;
1620                 range = (handle->size + 1) >> PAGE_SHIFT;
1621                 if (range == 1)
1622                         aux->alert_mark = aux->head;
1623                 else
1624                         aux->alert_mark = aux->head + range/2 - 1;
1625
1626                 if (aux_reset_buffer(aux, range, &overflow)) {
1627                         if (!overflow) {
1628                                 done = 1;
1629                                 break;
1630                         }
1631                         size = range << PAGE_SHIFT;
1632                         perf_aux_output_end(&cpuhw->handle, size);
1633                         pr_err("Sample data caused the AUX buffer with %lu "
1634                                "pages to overflow\n", aux->sfb.num_sdb);
1635                         debug_sprintf_event(sfdbg, 1, "%s: head %ld range %ld "
1636                                             "overflow %lld\n", __func__,
1637                                             aux->head, range, overflow);
1638                 } else {
1639                         size = AUX_SDB_NUM_ALERT(aux) << PAGE_SHIFT;
1640                         perf_aux_output_end(&cpuhw->handle, size);
1641                         debug_sprintf_event(sfdbg, 6, "%s: head %ld alert %ld "
1642                                             "already full, try another\n",
1643                                             __func__,
1644                                             aux->head, aux->alert_mark);
1645                 }
1646         }
1647
1648         if (done)
1649                 debug_sprintf_event(sfdbg, 6, "%s: head %ld alert %ld "
1650                                     "empty %ld\n", __func__, aux->head,
1651                                     aux->alert_mark, aux->empty_mark);
1652 }
1653
1654 /*
1655  * Callback when freeing AUX buffers.
1656  */
1657 static void aux_buffer_free(void *data)
1658 {
1659         struct aux_buffer *aux = data;
1660         unsigned long i, num_sdbt;
1661
1662         if (!aux)
1663                 return;
1664
1665         /* Free SDBT. SDB is freed by the caller */
1666         num_sdbt = aux->sfb.num_sdbt;
1667         for (i = 0; i < num_sdbt; i++)
1668                 free_page(aux->sdbt_index[i]);
1669
1670         kfree(aux->sdbt_index);
1671         kfree(aux->sdb_index);
1672         kfree(aux);
1673
1674         debug_sprintf_event(sfdbg, 4, "%s: SDBTs %lu\n", __func__, num_sdbt);
1675 }
1676
1677 static void aux_sdb_init(unsigned long sdb)
1678 {
1679         struct hws_trailer_entry *te;
1680
1681         te = (struct hws_trailer_entry *)trailer_entry_ptr(sdb);
1682
1683         /* Save clock base */
1684         te->clock_base = 1;
1685         te->progusage2 = tod_clock_base.tod;
1686 }
1687
1688 /*
1689  * aux_buffer_setup() - Setup AUX buffer for diagnostic mode sampling
1690  * @event:      Event the buffer is setup for, event->cpu == -1 means current
1691  * @pages:      Array of pointers to buffer pages passed from perf core
1692  * @nr_pages:   Total pages
1693  * @snapshot:   Flag for snapshot mode
1694  *
1695  * This is the callback when setup an event using AUX buffer. Perf tool can
1696  * trigger this by an additional mmap() call on the event. Unlike the buffer
1697  * for basic samples, AUX buffer belongs to the event. It is scheduled with
1698  * the task among online cpus when it is a per-thread event.
1699  *
1700  * Return the private AUX buffer structure if success or NULL if fails.
1701  */
1702 static void *aux_buffer_setup(struct perf_event *event, void **pages,
1703                               int nr_pages, bool snapshot)
1704 {
1705         struct sf_buffer *sfb;
1706         struct aux_buffer *aux;
1707         unsigned long *new, *tail;
1708         int i, n_sdbt;
1709
1710         if (!nr_pages || !pages)
1711                 return NULL;
1712
1713         if (nr_pages > CPUM_SF_MAX_SDB * CPUM_SF_SDB_DIAG_FACTOR) {
1714                 pr_err("AUX buffer size (%i pages) is larger than the "
1715                        "maximum sampling buffer limit\n",
1716                        nr_pages);
1717                 return NULL;
1718         } else if (nr_pages < CPUM_SF_MIN_SDB * CPUM_SF_SDB_DIAG_FACTOR) {
1719                 pr_err("AUX buffer size (%i pages) is less than the "
1720                        "minimum sampling buffer limit\n",
1721                        nr_pages);
1722                 return NULL;
1723         }
1724
1725         /* Allocate aux_buffer struct for the event */
1726         aux = kzalloc(sizeof(struct aux_buffer), GFP_KERNEL);
1727         if (!aux)
1728                 goto no_aux;
1729         sfb = &aux->sfb;
1730
1731         /* Allocate sdbt_index for fast reference */
1732         n_sdbt = DIV_ROUND_UP(nr_pages, CPUM_SF_SDB_PER_TABLE);
1733         aux->sdbt_index = kmalloc_array(n_sdbt, sizeof(void *), GFP_KERNEL);
1734         if (!aux->sdbt_index)
1735                 goto no_sdbt_index;
1736
1737         /* Allocate sdb_index for fast reference */
1738         aux->sdb_index = kmalloc_array(nr_pages, sizeof(void *), GFP_KERNEL);
1739         if (!aux->sdb_index)
1740                 goto no_sdb_index;
1741
1742         /* Allocate the first SDBT */
1743         sfb->num_sdbt = 0;
1744         sfb->sdbt = (unsigned long *) get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
1745         if (!sfb->sdbt)
1746                 goto no_sdbt;
1747         aux->sdbt_index[sfb->num_sdbt++] = (unsigned long)sfb->sdbt;
1748         tail = sfb->tail = sfb->sdbt;
1749
1750         /*
1751          * Link the provided pages of AUX buffer to SDBT.
1752          * Allocate SDBT if needed.
1753          */
1754         for (i = 0; i < nr_pages; i++, tail++) {
1755                 if (require_table_link(tail)) {
1756                         new = (unsigned long *) get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
1757                         if (!new)
1758                                 goto no_sdbt;
1759                         aux->sdbt_index[sfb->num_sdbt++] = (unsigned long)new;
1760                         /* Link current page to tail of chain */
1761                         *tail = (unsigned long)(void *) new + 1;
1762                         tail = new;
1763                 }
1764                 /* Tail is the entry in a SDBT */
1765                 *tail = (unsigned long)pages[i];
1766                 aux->sdb_index[i] = (unsigned long)pages[i];
1767                 aux_sdb_init((unsigned long)pages[i]);
1768         }
1769         sfb->num_sdb = nr_pages;
1770
1771         /* Link the last entry in the SDBT to the first SDBT */
1772         *tail = (unsigned long) sfb->sdbt + 1;
1773         sfb->tail = tail;
1774
1775         /*
1776          * Initial all SDBs are zeroed. Mark it as empty.
1777          * So there is no need to clear the full indicator
1778          * when this event is first added.
1779          */
1780         aux->empty_mark = sfb->num_sdb - 1;
1781
1782         debug_sprintf_event(sfdbg, 4, "%s: SDBTs %lu SDBs %lu\n", __func__,
1783                             sfb->num_sdbt, sfb->num_sdb);
1784
1785         return aux;
1786
1787 no_sdbt:
1788         /* SDBs (AUX buffer pages) are freed by caller */
1789         for (i = 0; i < sfb->num_sdbt; i++)
1790                 free_page(aux->sdbt_index[i]);
1791         kfree(aux->sdb_index);
1792 no_sdb_index:
1793         kfree(aux->sdbt_index);
1794 no_sdbt_index:
1795         kfree(aux);
1796 no_aux:
1797         return NULL;
1798 }
1799
1800 static void cpumsf_pmu_read(struct perf_event *event)
1801 {
1802         /* Nothing to do ... updates are interrupt-driven */
1803 }
1804
1805 /* Check if the new sampling period/freqeuncy is appropriate.
1806  *
1807  * Return non-zero on error and zero on passed checks.
1808  */
1809 static int cpumsf_pmu_check_period(struct perf_event *event, u64 value)
1810 {
1811         struct hws_qsi_info_block si;
1812         unsigned long rate;
1813         bool do_freq;
1814
1815         memset(&si, 0, sizeof(si));
1816         if (event->cpu == -1) {
1817                 if (qsi(&si))
1818                         return -ENODEV;
1819         } else {
1820                 /* Event is pinned to a particular CPU, retrieve the per-CPU
1821                  * sampling structure for accessing the CPU-specific QSI.
1822                  */
1823                 struct cpu_hw_sf *cpuhw = &per_cpu(cpu_hw_sf, event->cpu);
1824
1825                 si = cpuhw->qsi;
1826         }
1827
1828         do_freq = !!SAMPLE_FREQ_MODE(&event->hw);
1829         rate = getrate(do_freq, value, &si);
1830         if (!rate)
1831                 return -EINVAL;
1832
1833         event->attr.sample_period = rate;
1834         SAMPL_RATE(&event->hw) = rate;
1835         hw_init_period(&event->hw, SAMPL_RATE(&event->hw));
1836         debug_sprintf_event(sfdbg, 4, "%s:"
1837                             " cpu %d value %#llx period %#llx freq %d\n",
1838                             __func__, event->cpu, value,
1839                             event->attr.sample_period, do_freq);
1840         return 0;
1841 }
1842
1843 /* Activate sampling control.
1844  * Next call of pmu_enable() starts sampling.
1845  */
1846 static void cpumsf_pmu_start(struct perf_event *event, int flags)
1847 {
1848         struct cpu_hw_sf *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_sf);
1849
1850         if (WARN_ON_ONCE(!(event->hw.state & PERF_HES_STOPPED)))
1851                 return;
1852
1853         if (flags & PERF_EF_RELOAD)
1854                 WARN_ON_ONCE(!(event->hw.state & PERF_HES_UPTODATE));
1855
1856         perf_pmu_disable(event->pmu);
1857         event->hw.state = 0;
1858         cpuhw->lsctl.cs = 1;
1859         if (SAMPL_DIAG_MODE(&event->hw))
1860                 cpuhw->lsctl.cd = 1;
1861         perf_pmu_enable(event->pmu);
1862 }
1863
1864 /* Deactivate sampling control.
1865  * Next call of pmu_enable() stops sampling.
1866  */
1867 static void cpumsf_pmu_stop(struct perf_event *event, int flags)
1868 {
1869         struct cpu_hw_sf *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_sf);
1870
1871         if (event->hw.state & PERF_HES_STOPPED)
1872                 return;
1873
1874         perf_pmu_disable(event->pmu);
1875         cpuhw->lsctl.cs = 0;
1876         cpuhw->lsctl.cd = 0;
1877         event->hw.state |= PERF_HES_STOPPED;
1878
1879         if ((flags & PERF_EF_UPDATE) && !(event->hw.state & PERF_HES_UPTODATE)) {
1880                 hw_perf_event_update(event, 1);
1881                 event->hw.state |= PERF_HES_UPTODATE;
1882         }
1883         perf_pmu_enable(event->pmu);
1884 }
1885
1886 static int cpumsf_pmu_add(struct perf_event *event, int flags)
1887 {
1888         struct cpu_hw_sf *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_sf);
1889         struct aux_buffer *aux;
1890         int err;
1891
1892         if (cpuhw->flags & PMU_F_IN_USE)
1893                 return -EAGAIN;
1894
1895         if (!SAMPL_DIAG_MODE(&event->hw) && !cpuhw->sfb.sdbt)
1896                 return -EINVAL;
1897
1898         err = 0;
1899         perf_pmu_disable(event->pmu);
1900
1901         event->hw.state = PERF_HES_UPTODATE | PERF_HES_STOPPED;
1902
1903         /* Set up sampling controls.  Always program the sampling register
1904          * using the SDB-table start.  Reset TEAR_REG event hardware register
1905          * that is used by hw_perf_event_update() to store the sampling buffer
1906          * position after samples have been flushed.
1907          */
1908         cpuhw->lsctl.s = 0;
1909         cpuhw->lsctl.h = 1;
1910         cpuhw->lsctl.interval = SAMPL_RATE(&event->hw);
1911         if (!SAMPL_DIAG_MODE(&event->hw)) {
1912                 cpuhw->lsctl.tear = (unsigned long) cpuhw->sfb.sdbt;
1913                 cpuhw->lsctl.dear = *(unsigned long *) cpuhw->sfb.sdbt;
1914                 TEAR_REG(&event->hw) = (unsigned long) cpuhw->sfb.sdbt;
1915         }
1916
1917         /* Ensure sampling functions are in the disabled state.  If disabled,
1918          * switch on sampling enable control. */
1919         if (WARN_ON_ONCE(cpuhw->lsctl.es == 1 || cpuhw->lsctl.ed == 1)) {
1920                 err = -EAGAIN;
1921                 goto out;
1922         }
1923         if (SAMPL_DIAG_MODE(&event->hw)) {
1924                 aux = perf_aux_output_begin(&cpuhw->handle, event);
1925                 if (!aux) {
1926                         err = -EINVAL;
1927                         goto out;
1928                 }
1929                 err = aux_output_begin(&cpuhw->handle, aux, cpuhw);
1930                 if (err)
1931                         goto out;
1932                 cpuhw->lsctl.ed = 1;
1933         }
1934         cpuhw->lsctl.es = 1;
1935
1936         /* Set in_use flag and store event */
1937         cpuhw->event = event;
1938         cpuhw->flags |= PMU_F_IN_USE;
1939
1940         if (flags & PERF_EF_START)
1941                 cpumsf_pmu_start(event, PERF_EF_RELOAD);
1942 out:
1943         perf_event_update_userpage(event);
1944         perf_pmu_enable(event->pmu);
1945         return err;
1946 }
1947
1948 static void cpumsf_pmu_del(struct perf_event *event, int flags)
1949 {
1950         struct cpu_hw_sf *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_sf);
1951
1952         perf_pmu_disable(event->pmu);
1953         cpumsf_pmu_stop(event, PERF_EF_UPDATE);
1954
1955         cpuhw->lsctl.es = 0;
1956         cpuhw->lsctl.ed = 0;
1957         cpuhw->flags &= ~PMU_F_IN_USE;
1958         cpuhw->event = NULL;
1959
1960         if (SAMPL_DIAG_MODE(&event->hw))
1961                 aux_output_end(&cpuhw->handle);
1962         perf_event_update_userpage(event);
1963         perf_pmu_enable(event->pmu);
1964 }
1965
1966 CPUMF_EVENT_ATTR(SF, SF_CYCLES_BASIC, PERF_EVENT_CPUM_SF);
1967 CPUMF_EVENT_ATTR(SF, SF_CYCLES_BASIC_DIAG, PERF_EVENT_CPUM_SF_DIAG);
1968
1969 /* Attribute list for CPU_SF.
1970  *
1971  * The availablitiy depends on the CPU_MF sampling facility authorization
1972  * for basic + diagnositic samples. This is determined at initialization
1973  * time by the sampling facility device driver.
1974  * If the authorization for basic samples is turned off, it should be
1975  * also turned off for diagnostic sampling.
1976  *
1977  * During initialization of the device driver, check the authorization
1978  * level for diagnostic sampling and installs the attribute
1979  * file for diagnostic sampling if necessary.
1980  *
1981  * For now install a placeholder to reference all possible attributes:
1982  * SF_CYCLES_BASIC and SF_CYCLES_BASIC_DIAG.
1983  * Add another entry for the final NULL pointer.
1984  */
1985 enum {
1986         SF_CYCLES_BASIC_ATTR_IDX = 0,
1987         SF_CYCLES_BASIC_DIAG_ATTR_IDX,
1988         SF_CYCLES_ATTR_MAX
1989 };
1990
1991 static struct attribute *cpumsf_pmu_events_attr[SF_CYCLES_ATTR_MAX + 1] = {
1992         [SF_CYCLES_BASIC_ATTR_IDX] = CPUMF_EVENT_PTR(SF, SF_CYCLES_BASIC)
1993 };
1994
1995 PMU_FORMAT_ATTR(event, "config:0-63");
1996
1997 static struct attribute *cpumsf_pmu_format_attr[] = {
1998         &format_attr_event.attr,
1999         NULL,
2000 };
2001
2002 static struct attribute_group cpumsf_pmu_events_group = {
2003         .name = "events",
2004         .attrs = cpumsf_pmu_events_attr,
2005 };
2006
2007 static struct attribute_group cpumsf_pmu_format_group = {
2008         .name = "format",
2009         .attrs = cpumsf_pmu_format_attr,
2010 };
2011
2012 static const struct attribute_group *cpumsf_pmu_attr_groups[] = {
2013         &cpumsf_pmu_events_group,
2014         &cpumsf_pmu_format_group,
2015         NULL,
2016 };
2017
2018 static struct pmu cpumf_sampling = {
2019         .pmu_enable   = cpumsf_pmu_enable,
2020         .pmu_disable  = cpumsf_pmu_disable,
2021
2022         .event_init   = cpumsf_pmu_event_init,
2023         .add          = cpumsf_pmu_add,
2024         .del          = cpumsf_pmu_del,
2025
2026         .start        = cpumsf_pmu_start,
2027         .stop         = cpumsf_pmu_stop,
2028         .read         = cpumsf_pmu_read,
2029
2030         .attr_groups  = cpumsf_pmu_attr_groups,
2031
2032         .setup_aux    = aux_buffer_setup,
2033         .free_aux     = aux_buffer_free,
2034
2035         .check_period = cpumsf_pmu_check_period,
2036 };
2037
2038 static void cpumf_measurement_alert(struct ext_code ext_code,
2039                                     unsigned int alert, unsigned long unused)
2040 {
2041         struct cpu_hw_sf *cpuhw;
2042
2043         if (!(alert & CPU_MF_INT_SF_MASK))
2044                 return;
2045         inc_irq_stat(IRQEXT_CMS);
2046         cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_sf);
2047
2048         /* Measurement alerts are shared and might happen when the PMU
2049          * is not reserved.  Ignore these alerts in this case. */
2050         if (!(cpuhw->flags & PMU_F_RESERVED))
2051                 return;
2052
2053         /* The processing below must take care of multiple alert events that
2054          * might be indicated concurrently. */
2055
2056         /* Program alert request */
2057         if (alert & CPU_MF_INT_SF_PRA) {
2058                 if (cpuhw->flags & PMU_F_IN_USE)
2059                         if (SAMPL_DIAG_MODE(&cpuhw->event->hw))
2060                                 hw_collect_aux(cpuhw);
2061                         else
2062                                 hw_perf_event_update(cpuhw->event, 0);
2063                 else
2064                         WARN_ON_ONCE(!(cpuhw->flags & PMU_F_IN_USE));
2065         }
2066
2067         /* Report measurement alerts only for non-PRA codes */
2068         if (alert != CPU_MF_INT_SF_PRA)
2069                 debug_sprintf_event(sfdbg, 6, "%s: alert %#x\n", __func__,
2070                                     alert);
2071
2072         /* Sampling authorization change request */
2073         if (alert & CPU_MF_INT_SF_SACA)
2074                 qsi(&cpuhw->qsi);
2075
2076         /* Loss of sample data due to high-priority machine activities */
2077         if (alert & CPU_MF_INT_SF_LSDA) {
2078                 pr_err("Sample data was lost\n");
2079                 cpuhw->flags |= PMU_F_ERR_LSDA;
2080                 sf_disable();
2081         }
2082
2083         /* Invalid sampling buffer entry */
2084         if (alert & (CPU_MF_INT_SF_IAE|CPU_MF_INT_SF_ISE)) {
2085                 pr_err("A sampling buffer entry is incorrect (alert=0x%x)\n",
2086                        alert);
2087                 cpuhw->flags |= PMU_F_ERR_IBE;
2088                 sf_disable();
2089         }
2090 }
2091
2092 static int cpusf_pmu_setup(unsigned int cpu, int flags)
2093 {
2094         /* Ignore the notification if no events are scheduled on the PMU.
2095          * This might be racy...
2096          */
2097         if (!atomic_read(&num_events))
2098                 return 0;
2099
2100         local_irq_disable();
2101         setup_pmc_cpu(&flags);
2102         local_irq_enable();
2103         return 0;
2104 }
2105
2106 static int s390_pmu_sf_online_cpu(unsigned int cpu)
2107 {
2108         return cpusf_pmu_setup(cpu, PMC_INIT);
2109 }
2110
2111 static int s390_pmu_sf_offline_cpu(unsigned int cpu)
2112 {
2113         return cpusf_pmu_setup(cpu, PMC_RELEASE);
2114 }
2115
2116 static int param_get_sfb_size(char *buffer, const struct kernel_param *kp)
2117 {
2118         if (!cpum_sf_avail())
2119                 return -ENODEV;
2120         return sprintf(buffer, "%lu,%lu", CPUM_SF_MIN_SDB, CPUM_SF_MAX_SDB);
2121 }
2122
2123 static int param_set_sfb_size(const char *val, const struct kernel_param *kp)
2124 {
2125         int rc;
2126         unsigned long min, max;
2127
2128         if (!cpum_sf_avail())
2129                 return -ENODEV;
2130         if (!val || !strlen(val))
2131                 return -EINVAL;
2132
2133         /* Valid parameter values: "min,max" or "max" */
2134         min = CPUM_SF_MIN_SDB;
2135         max = CPUM_SF_MAX_SDB;
2136         if (strchr(val, ','))
2137                 rc = (sscanf(val, "%lu,%lu", &min, &max) == 2) ? 0 : -EINVAL;
2138         else
2139                 rc = kstrtoul(val, 10, &max);
2140
2141         if (min < 2 || min >= max || max > get_num_physpages())
2142                 rc = -EINVAL;
2143         if (rc)
2144                 return rc;
2145
2146         sfb_set_limits(min, max);
2147         pr_info("The sampling buffer limits have changed to: "
2148                 "min %lu max %lu (diag %lu)\n",
2149                 CPUM_SF_MIN_SDB, CPUM_SF_MAX_SDB, CPUM_SF_SDB_DIAG_FACTOR);
2150         return 0;
2151 }
2152
2153 #define param_check_sfb_size(name, p) __param_check(name, p, void)
2154 static const struct kernel_param_ops param_ops_sfb_size = {
2155         .set = param_set_sfb_size,
2156         .get = param_get_sfb_size,
2157 };
2158
2159 #define RS_INIT_FAILURE_QSI       0x0001
2160 #define RS_INIT_FAILURE_BSDES     0x0002
2161 #define RS_INIT_FAILURE_ALRT      0x0003
2162 #define RS_INIT_FAILURE_PERF      0x0004
2163 static void __init pr_cpumsf_err(unsigned int reason)
2164 {
2165         pr_err("Sampling facility support for perf is not available: "
2166                "reason %#x\n", reason);
2167 }
2168
2169 static int __init init_cpum_sampling_pmu(void)
2170 {
2171         struct hws_qsi_info_block si;
2172         int err;
2173
2174         if (!cpum_sf_avail())
2175                 return -ENODEV;
2176
2177         memset(&si, 0, sizeof(si));
2178         if (qsi(&si)) {
2179                 pr_cpumsf_err(RS_INIT_FAILURE_QSI);
2180                 return -ENODEV;
2181         }
2182
2183         if (!si.as && !si.ad)
2184                 return -ENODEV;
2185
2186         if (si.bsdes != sizeof(struct hws_basic_entry)) {
2187                 pr_cpumsf_err(RS_INIT_FAILURE_BSDES);
2188                 return -EINVAL;
2189         }
2190
2191         if (si.ad) {
2192                 sfb_set_limits(CPUM_SF_MIN_SDB, CPUM_SF_MAX_SDB);
2193                 /* Sampling of diagnostic data authorized,
2194                  * install event into attribute list of PMU device.
2195                  */
2196                 cpumsf_pmu_events_attr[SF_CYCLES_BASIC_DIAG_ATTR_IDX] =
2197                         CPUMF_EVENT_PTR(SF, SF_CYCLES_BASIC_DIAG);
2198         }
2199
2200         sfdbg = debug_register(KMSG_COMPONENT, 2, 1, 80);
2201         if (!sfdbg) {
2202                 pr_err("Registering for s390dbf failed\n");
2203                 return -ENOMEM;
2204         }
2205         debug_register_view(sfdbg, &debug_sprintf_view);
2206
2207         err = register_external_irq(EXT_IRQ_MEASURE_ALERT,
2208                                     cpumf_measurement_alert);
2209         if (err) {
2210                 pr_cpumsf_err(RS_INIT_FAILURE_ALRT);
2211                 debug_unregister(sfdbg);
2212                 goto out;
2213         }
2214
2215         err = perf_pmu_register(&cpumf_sampling, "cpum_sf", PERF_TYPE_RAW);
2216         if (err) {
2217                 pr_cpumsf_err(RS_INIT_FAILURE_PERF);
2218                 unregister_external_irq(EXT_IRQ_MEASURE_ALERT,
2219                                         cpumf_measurement_alert);
2220                 debug_unregister(sfdbg);
2221                 goto out;
2222         }
2223
2224         cpuhp_setup_state(CPUHP_AP_PERF_S390_SF_ONLINE, "perf/s390/sf:online",
2225                           s390_pmu_sf_online_cpu, s390_pmu_sf_offline_cpu);
2226 out:
2227         return err;
2228 }
2229
2230 arch_initcall(init_cpum_sampling_pmu);
2231 core_param(cpum_sfb_size, CPUM_SF_MAX_SDB, sfb_size, 0644);