Linux 6.9-rc1
[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 #include <linux/io.h>
26
27 /* Minimum number of sample-data-block-tables:
28  * At least one table is required for the sampling buffer structure.
29  * A single table contains up to 511 pointers to sample-data-blocks.
30  */
31 #define CPUM_SF_MIN_SDBT        1
32
33 /* Number of sample-data-blocks per sample-data-block-table (SDBT):
34  * A table contains SDB pointers (8 bytes) and one table-link entry
35  * that points to the origin of the next SDBT.
36  */
37 #define CPUM_SF_SDB_PER_TABLE   ((PAGE_SIZE - 8) / 8)
38
39 /* Maximum page offset for an SDBT table-link entry:
40  * If this page offset is reached, a table-link entry to the next SDBT
41  * must be added.
42  */
43 #define CPUM_SF_SDBT_TL_OFFSET  (CPUM_SF_SDB_PER_TABLE * 8)
44 static inline int require_table_link(const void *sdbt)
45 {
46         return ((unsigned long)sdbt & ~PAGE_MASK) == CPUM_SF_SDBT_TL_OFFSET;
47 }
48
49 /* Minimum and maximum sampling buffer sizes:
50  *
51  * This number represents the maximum size of the sampling buffer taking
52  * the number of sample-data-block-tables into account.  Note that these
53  * numbers apply to the basic-sampling function only.
54  * The maximum number of SDBs is increased by CPUM_SF_SDB_DIAG_FACTOR if
55  * the diagnostic-sampling function is active.
56  *
57  * Sampling buffer size         Buffer characteristics
58  * ---------------------------------------------------
59  *       64KB               ==    16 pages (4KB per page)
60  *                                 1 page  for SDB-tables
61  *                                15 pages for SDBs
62  *
63  *  32MB                    ==  8192 pages (4KB per page)
64  *                                16 pages for SDB-tables
65  *                              8176 pages for SDBs
66  */
67 static unsigned long __read_mostly CPUM_SF_MIN_SDB = 15;
68 static unsigned long __read_mostly CPUM_SF_MAX_SDB = 8176;
69 static unsigned long __read_mostly CPUM_SF_SDB_DIAG_FACTOR = 1;
70
71 struct sf_buffer {
72         unsigned long    *sdbt;     /* Sample-data-block-table origin */
73         /* buffer characteristics (required for buffer increments) */
74         unsigned long  num_sdb;     /* Number of sample-data-blocks */
75         unsigned long num_sdbt;     /* Number of sample-data-block-tables */
76         unsigned long    *tail;     /* last sample-data-block-table */
77 };
78
79 struct aux_buffer {
80         struct sf_buffer sfb;
81         unsigned long head;        /* index of SDB of buffer head */
82         unsigned long alert_mark;  /* index of SDB of alert request position */
83         unsigned long empty_mark;  /* mark of SDB not marked full */
84         unsigned long *sdb_index;  /* SDB address for fast lookup */
85         unsigned long *sdbt_index; /* SDBT address for fast lookup */
86 };
87
88 struct cpu_hw_sf {
89         /* CPU-measurement sampling information block */
90         struct hws_qsi_info_block qsi;
91         /* CPU-measurement sampling control block */
92         struct hws_lsctl_request_block lsctl;
93         struct sf_buffer sfb;       /* Sampling buffer */
94         unsigned int flags;         /* Status flags */
95         struct perf_event *event;   /* Scheduled perf event */
96         struct perf_output_handle handle; /* AUX buffer output handle */
97 };
98 static DEFINE_PER_CPU(struct cpu_hw_sf, cpu_hw_sf);
99
100 /* Debug feature */
101 static debug_info_t *sfdbg;
102
103 /* Sampling control helper functions */
104 static inline unsigned long freq_to_sample_rate(struct hws_qsi_info_block *qsi,
105                                                 unsigned long freq)
106 {
107         return (USEC_PER_SEC / freq) * qsi->cpu_speed;
108 }
109
110 static inline unsigned long sample_rate_to_freq(struct hws_qsi_info_block *qsi,
111                                                 unsigned long rate)
112 {
113         return USEC_PER_SEC * qsi->cpu_speed / rate;
114 }
115
116 /* Return TOD timestamp contained in an trailer entry */
117 static inline unsigned long long trailer_timestamp(struct hws_trailer_entry *te)
118 {
119         /* TOD in STCKE format */
120         if (te->header.t)
121                 return *((unsigned long long *)&te->timestamp[1]);
122
123         /* TOD in STCK format */
124         return *((unsigned long long *)&te->timestamp[0]);
125 }
126
127 /* Return pointer to trailer entry of an sample data block */
128 static inline struct hws_trailer_entry *trailer_entry_ptr(unsigned long v)
129 {
130         void *ret;
131
132         ret = (void *)v;
133         ret += PAGE_SIZE;
134         ret -= sizeof(struct hws_trailer_entry);
135
136         return ret;
137 }
138
139 /*
140  * Return true if the entry in the sample data block table (sdbt)
141  * is a link to the next sdbt
142  */
143 static inline int is_link_entry(unsigned long *s)
144 {
145         return *s & 0x1UL ? 1 : 0;
146 }
147
148 /* Return pointer to the linked sdbt */
149 static inline unsigned long *get_next_sdbt(unsigned long *s)
150 {
151         return phys_to_virt(*s & ~0x1UL);
152 }
153
154 /*
155  * sf_disable() - Switch off sampling facility
156  */
157 static int sf_disable(void)
158 {
159         struct hws_lsctl_request_block sreq;
160
161         memset(&sreq, 0, sizeof(sreq));
162         return lsctl(&sreq);
163 }
164
165 /*
166  * sf_buffer_available() - Check for an allocated sampling buffer
167  */
168 static int sf_buffer_available(struct cpu_hw_sf *cpuhw)
169 {
170         return !!cpuhw->sfb.sdbt;
171 }
172
173 /*
174  * deallocate sampling facility buffer
175  */
176 static void free_sampling_buffer(struct sf_buffer *sfb)
177 {
178         unsigned long *sdbt, *curr;
179
180         if (!sfb->sdbt)
181                 return;
182
183         sdbt = sfb->sdbt;
184         curr = sdbt;
185
186         /* Free the SDBT after all SDBs are processed... */
187         while (1) {
188                 if (!*curr || !sdbt)
189                         break;
190
191                 /* Process table-link entries */
192                 if (is_link_entry(curr)) {
193                         curr = get_next_sdbt(curr);
194                         if (sdbt)
195                                 free_page((unsigned long)sdbt);
196
197                         /* If the origin is reached, sampling buffer is freed */
198                         if (curr == sfb->sdbt)
199                                 break;
200                         else
201                                 sdbt = curr;
202                 } else {
203                         /* Process SDB pointer */
204                         if (*curr) {
205                                 free_page((unsigned long)phys_to_virt(*curr));
206                                 curr++;
207                         }
208                 }
209         }
210
211         debug_sprintf_event(sfdbg, 5, "%s: freed sdbt %#lx\n", __func__,
212                             (unsigned long)sfb->sdbt);
213         memset(sfb, 0, sizeof(*sfb));
214 }
215
216 static int alloc_sample_data_block(unsigned long *sdbt, gfp_t gfp_flags)
217 {
218         struct hws_trailer_entry *te;
219         unsigned long sdb;
220
221         /* Allocate and initialize sample-data-block */
222         sdb = get_zeroed_page(gfp_flags);
223         if (!sdb)
224                 return -ENOMEM;
225         te = trailer_entry_ptr(sdb);
226         te->header.a = 1;
227
228         /* Link SDB into the sample-data-block-table */
229         *sdbt = virt_to_phys((void *)sdb);
230
231         return 0;
232 }
233
234 /*
235  * realloc_sampling_buffer() - extend sampler memory
236  *
237  * Allocates new sample-data-blocks and adds them to the specified sampling
238  * buffer memory.
239  *
240  * Important: This modifies the sampling buffer and must be called when the
241  *            sampling facility is disabled.
242  *
243  * Returns zero on success, non-zero otherwise.
244  */
245 static int realloc_sampling_buffer(struct sf_buffer *sfb,
246                                    unsigned long num_sdb, gfp_t gfp_flags)
247 {
248         int i, rc;
249         unsigned long *new, *tail, *tail_prev = NULL;
250
251         if (!sfb->sdbt || !sfb->tail)
252                 return -EINVAL;
253
254         if (!is_link_entry(sfb->tail))
255                 return -EINVAL;
256
257         /* Append to the existing sampling buffer, overwriting the table-link
258          * register.
259          * The tail variables always points to the "tail" (last and table-link)
260          * entry in an SDB-table.
261          */
262         tail = sfb->tail;
263
264         /* Do a sanity check whether the table-link entry points to
265          * the sampling buffer origin.
266          */
267         if (sfb->sdbt != get_next_sdbt(tail)) {
268                 debug_sprintf_event(sfdbg, 3, "%s: "
269                                     "sampling buffer is not linked: origin %#lx"
270                                     " tail %#lx\n", __func__,
271                                     (unsigned long)sfb->sdbt,
272                                     (unsigned long)tail);
273                 return -EINVAL;
274         }
275
276         /* Allocate remaining SDBs */
277         rc = 0;
278         for (i = 0; i < num_sdb; i++) {
279                 /* Allocate a new SDB-table if it is full. */
280                 if (require_table_link(tail)) {
281                         new = (unsigned long *)get_zeroed_page(gfp_flags);
282                         if (!new) {
283                                 rc = -ENOMEM;
284                                 break;
285                         }
286                         sfb->num_sdbt++;
287                         /* Link current page to tail of chain */
288                         *tail = virt_to_phys((void *)new) + 1;
289                         tail_prev = tail;
290                         tail = new;
291                 }
292
293                 /* Allocate a new sample-data-block.
294                  * If there is not enough memory, stop the realloc process
295                  * and simply use what was allocated.  If this is a temporary
296                  * issue, a new realloc call (if required) might succeed.
297                  */
298                 rc = alloc_sample_data_block(tail, gfp_flags);
299                 if (rc) {
300                         /* Undo last SDBT. An SDBT with no SDB at its first
301                          * entry but with an SDBT entry instead can not be
302                          * handled by the interrupt handler code.
303                          * Avoid this situation.
304                          */
305                         if (tail_prev) {
306                                 sfb->num_sdbt--;
307                                 free_page((unsigned long)new);
308                                 tail = tail_prev;
309                         }
310                         break;
311                 }
312                 sfb->num_sdb++;
313                 tail++;
314                 tail_prev = new = NULL; /* Allocated at least one SBD */
315         }
316
317         /* Link sampling buffer to its origin */
318         *tail = virt_to_phys(sfb->sdbt) + 1;
319         sfb->tail = tail;
320
321         debug_sprintf_event(sfdbg, 4, "%s: new buffer"
322                             " settings: sdbt %lu sdb %lu\n", __func__,
323                             sfb->num_sdbt, sfb->num_sdb);
324         return rc;
325 }
326
327 /*
328  * allocate_sampling_buffer() - allocate sampler memory
329  *
330  * Allocates and initializes a sampling buffer structure using the
331  * specified number of sample-data-blocks (SDB).  For each allocation,
332  * a 4K page is used.  The number of sample-data-block-tables (SDBT)
333  * are calculated from SDBs.
334  * Also set the ALERT_REQ mask in each SDBs trailer.
335  *
336  * Returns zero on success, non-zero otherwise.
337  */
338 static int alloc_sampling_buffer(struct sf_buffer *sfb, unsigned long num_sdb)
339 {
340         int rc;
341
342         if (sfb->sdbt)
343                 return -EINVAL;
344
345         /* Allocate the sample-data-block-table origin */
346         sfb->sdbt = (unsigned long *)get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
347         if (!sfb->sdbt)
348                 return -ENOMEM;
349         sfb->num_sdb = 0;
350         sfb->num_sdbt = 1;
351
352         /* Link the table origin to point to itself to prepare for
353          * realloc_sampling_buffer() invocation.
354          */
355         sfb->tail = sfb->sdbt;
356         *sfb->tail = virt_to_phys((void *)sfb->sdbt) + 1;
357
358         /* Allocate requested number of sample-data-blocks */
359         rc = realloc_sampling_buffer(sfb, num_sdb, GFP_KERNEL);
360         if (rc) {
361                 free_sampling_buffer(sfb);
362                 debug_sprintf_event(sfdbg, 4, "%s: "
363                         "realloc_sampling_buffer failed with rc %i\n",
364                         __func__, rc);
365         } else
366                 debug_sprintf_event(sfdbg, 4,
367                         "%s: tear %#lx dear %#lx\n", __func__,
368                         (unsigned long)sfb->sdbt, (unsigned long)*sfb->sdbt);
369         return rc;
370 }
371
372 static void sfb_set_limits(unsigned long min, unsigned long max)
373 {
374         struct hws_qsi_info_block si;
375
376         CPUM_SF_MIN_SDB = min;
377         CPUM_SF_MAX_SDB = max;
378
379         memset(&si, 0, sizeof(si));
380         if (!qsi(&si))
381                 CPUM_SF_SDB_DIAG_FACTOR = DIV_ROUND_UP(si.dsdes, si.bsdes);
382 }
383
384 static unsigned long sfb_max_limit(struct hw_perf_event *hwc)
385 {
386         return SAMPL_DIAG_MODE(hwc) ? CPUM_SF_MAX_SDB * CPUM_SF_SDB_DIAG_FACTOR
387                                     : CPUM_SF_MAX_SDB;
388 }
389
390 static unsigned long sfb_pending_allocs(struct sf_buffer *sfb,
391                                         struct hw_perf_event *hwc)
392 {
393         if (!sfb->sdbt)
394                 return SFB_ALLOC_REG(hwc);
395         if (SFB_ALLOC_REG(hwc) > sfb->num_sdb)
396                 return SFB_ALLOC_REG(hwc) - sfb->num_sdb;
397         return 0;
398 }
399
400 static int sfb_has_pending_allocs(struct sf_buffer *sfb,
401                                    struct hw_perf_event *hwc)
402 {
403         return sfb_pending_allocs(sfb, hwc) > 0;
404 }
405
406 static void sfb_account_allocs(unsigned long num, struct hw_perf_event *hwc)
407 {
408         /* Limit the number of SDBs to not exceed the maximum */
409         num = min_t(unsigned long, num, sfb_max_limit(hwc) - SFB_ALLOC_REG(hwc));
410         if (num)
411                 SFB_ALLOC_REG(hwc) += num;
412 }
413
414 static void sfb_init_allocs(unsigned long num, struct hw_perf_event *hwc)
415 {
416         SFB_ALLOC_REG(hwc) = 0;
417         sfb_account_allocs(num, hwc);
418 }
419
420 static void deallocate_buffers(struct cpu_hw_sf *cpuhw)
421 {
422         if (cpuhw->sfb.sdbt)
423                 free_sampling_buffer(&cpuhw->sfb);
424 }
425
426 static int allocate_buffers(struct cpu_hw_sf *cpuhw, struct hw_perf_event *hwc)
427 {
428         unsigned long n_sdb, freq;
429         size_t sample_size;
430
431         /* Calculate sampling buffers using 4K pages
432          *
433          *    1. The sampling size is 32 bytes for basic sampling. This size
434          *       is the same for all machine types. Diagnostic
435          *       sampling uses auxlilary data buffer setup which provides the
436          *       memory for SDBs using linux common code auxiliary trace
437          *       setup.
438          *
439          *    2. Function alloc_sampling_buffer() sets the Alert Request
440          *       Control indicator to trigger a measurement-alert to harvest
441          *       sample-data-blocks (SDB). This is done per SDB. This
442          *       measurement alert interrupt fires quick enough to handle
443          *       one SDB, on very high frequency and work loads there might
444          *       be 2 to 3 SBDs available for sample processing.
445          *       Currently there is no need for setup alert request on every
446          *       n-th page. This is counterproductive as one IRQ triggers
447          *       a very high number of samples to be processed at one IRQ.
448          *
449          *    3. Use the sampling frequency as input.
450          *       Compute the number of SDBs and ensure a minimum
451          *       of CPUM_SF_MIN_SDB.  Depending on frequency add some more
452          *       SDBs to handle a higher sampling rate.
453          *       Use a minimum of CPUM_SF_MIN_SDB and allow for 100 samples
454          *       (one SDB) for every 10000 HZ frequency increment.
455          *
456          *    4. Compute the number of sample-data-block-tables (SDBT) and
457          *       ensure a minimum of CPUM_SF_MIN_SDBT (one table can manage up
458          *       to 511 SDBs).
459          */
460         sample_size = sizeof(struct hws_basic_entry);
461         freq = sample_rate_to_freq(&cpuhw->qsi, SAMPL_RATE(hwc));
462         n_sdb = CPUM_SF_MIN_SDB + DIV_ROUND_UP(freq, 10000);
463
464         /* If there is already a sampling buffer allocated, it is very likely
465          * that the sampling facility is enabled too.  If the event to be
466          * initialized requires a greater sampling buffer, the allocation must
467          * be postponed.  Changing the sampling buffer requires the sampling
468          * facility to be in the disabled state.  So, account the number of
469          * required SDBs and let cpumsf_pmu_enable() resize the buffer just
470          * before the event is started.
471          */
472         sfb_init_allocs(n_sdb, hwc);
473         if (sf_buffer_available(cpuhw))
474                 return 0;
475
476         debug_sprintf_event(sfdbg, 3,
477                             "%s: rate %lu f %lu sdb %lu/%lu"
478                             " sample_size %lu cpuhw %p\n", __func__,
479                             SAMPL_RATE(hwc), freq, n_sdb, sfb_max_limit(hwc),
480                             sample_size, cpuhw);
481
482         return alloc_sampling_buffer(&cpuhw->sfb,
483                                      sfb_pending_allocs(&cpuhw->sfb, hwc));
484 }
485
486 static unsigned long min_percent(unsigned int percent, unsigned long base,
487                                  unsigned long min)
488 {
489         return min_t(unsigned long, min, DIV_ROUND_UP(percent * base, 100));
490 }
491
492 static unsigned long compute_sfb_extent(unsigned long ratio, unsigned long base)
493 {
494         /* Use a percentage-based approach to extend the sampling facility
495          * buffer.  Accept up to 5% sample data loss.
496          * Vary the extents between 1% to 5% of the current number of
497          * sample-data-blocks.
498          */
499         if (ratio <= 5)
500                 return 0;
501         if (ratio <= 25)
502                 return min_percent(1, base, 1);
503         if (ratio <= 50)
504                 return min_percent(1, base, 1);
505         if (ratio <= 75)
506                 return min_percent(2, base, 2);
507         if (ratio <= 100)
508                 return min_percent(3, base, 3);
509         if (ratio <= 250)
510                 return min_percent(4, base, 4);
511
512         return min_percent(5, base, 8);
513 }
514
515 static void sfb_account_overflows(struct cpu_hw_sf *cpuhw,
516                                   struct hw_perf_event *hwc)
517 {
518         unsigned long ratio, num;
519
520         if (!OVERFLOW_REG(hwc))
521                 return;
522
523         /* The sample_overflow contains the average number of sample data
524          * that has been lost because sample-data-blocks were full.
525          *
526          * Calculate the total number of sample data entries that has been
527          * discarded.  Then calculate the ratio of lost samples to total samples
528          * per second in percent.
529          */
530         ratio = DIV_ROUND_UP(100 * OVERFLOW_REG(hwc) * cpuhw->sfb.num_sdb,
531                              sample_rate_to_freq(&cpuhw->qsi, SAMPL_RATE(hwc)));
532
533         /* Compute number of sample-data-blocks */
534         num = compute_sfb_extent(ratio, cpuhw->sfb.num_sdb);
535         if (num)
536                 sfb_account_allocs(num, hwc);
537
538         debug_sprintf_event(sfdbg, 5, "%s: overflow %llu ratio %lu num %lu\n",
539                             __func__, OVERFLOW_REG(hwc), ratio, num);
540         OVERFLOW_REG(hwc) = 0;
541 }
542
543 /* extend_sampling_buffer() - Extend sampling buffer
544  * @sfb:        Sampling buffer structure (for local CPU)
545  * @hwc:        Perf event hardware structure
546  *
547  * Use this function to extend the sampling buffer based on the overflow counter
548  * and postponed allocation extents stored in the specified Perf event hardware.
549  *
550  * Important: This function disables the sampling facility in order to safely
551  *            change the sampling buffer structure.  Do not call this function
552  *            when the PMU is active.
553  */
554 static void extend_sampling_buffer(struct sf_buffer *sfb,
555                                    struct hw_perf_event *hwc)
556 {
557         unsigned long num, num_old;
558         int rc;
559
560         num = sfb_pending_allocs(sfb, hwc);
561         if (!num)
562                 return;
563         num_old = sfb->num_sdb;
564
565         /* Disable the sampling facility to reset any states and also
566          * clear pending measurement alerts.
567          */
568         sf_disable();
569
570         /* Extend the sampling buffer.
571          * This memory allocation typically happens in an atomic context when
572          * called by perf.  Because this is a reallocation, it is fine if the
573          * new SDB-request cannot be satisfied immediately.
574          */
575         rc = realloc_sampling_buffer(sfb, num, GFP_ATOMIC);
576         if (rc)
577                 debug_sprintf_event(sfdbg, 5, "%s: realloc failed with rc %i\n",
578                                     __func__, rc);
579
580         if (sfb_has_pending_allocs(sfb, hwc))
581                 debug_sprintf_event(sfdbg, 5, "%s: "
582                                     "req %lu alloc %lu remaining %lu\n",
583                                     __func__, num, sfb->num_sdb - num_old,
584                                     sfb_pending_allocs(sfb, hwc));
585 }
586
587 /* Number of perf events counting hardware events */
588 static atomic_t num_events;
589 /* Used to avoid races in calling reserve/release_cpumf_hardware */
590 static DEFINE_MUTEX(pmc_reserve_mutex);
591
592 #define PMC_INIT      0
593 #define PMC_RELEASE   1
594 #define PMC_FAILURE   2
595 static void setup_pmc_cpu(void *flags)
596 {
597         struct cpu_hw_sf *cpusf = this_cpu_ptr(&cpu_hw_sf);
598         int err = 0;
599
600         switch (*((int *)flags)) {
601         case PMC_INIT:
602                 memset(cpusf, 0, sizeof(*cpusf));
603                 err = qsi(&cpusf->qsi);
604                 if (err)
605                         break;
606                 cpusf->flags |= PMU_F_RESERVED;
607                 err = sf_disable();
608                 break;
609         case PMC_RELEASE:
610                 cpusf->flags &= ~PMU_F_RESERVED;
611                 err = sf_disable();
612                 if (!err)
613                         deallocate_buffers(cpusf);
614                 break;
615         }
616         if (err) {
617                 *((int *)flags) |= PMC_FAILURE;
618                 pr_err("Switching off the sampling facility failed with rc %i\n", err);
619         }
620 }
621
622 static void release_pmc_hardware(void)
623 {
624         int flags = PMC_RELEASE;
625
626         irq_subclass_unregister(IRQ_SUBCLASS_MEASUREMENT_ALERT);
627         on_each_cpu(setup_pmc_cpu, &flags, 1);
628 }
629
630 static int reserve_pmc_hardware(void)
631 {
632         int flags = PMC_INIT;
633
634         on_each_cpu(setup_pmc_cpu, &flags, 1);
635         if (flags & PMC_FAILURE) {
636                 release_pmc_hardware();
637                 return -ENODEV;
638         }
639         irq_subclass_register(IRQ_SUBCLASS_MEASUREMENT_ALERT);
640
641         return 0;
642 }
643
644 static void hw_perf_event_destroy(struct perf_event *event)
645 {
646         /* Release PMC if this is the last perf event */
647         if (!atomic_add_unless(&num_events, -1, 1)) {
648                 mutex_lock(&pmc_reserve_mutex);
649                 if (atomic_dec_return(&num_events) == 0)
650                         release_pmc_hardware();
651                 mutex_unlock(&pmc_reserve_mutex);
652         }
653 }
654
655 static void hw_init_period(struct hw_perf_event *hwc, u64 period)
656 {
657         hwc->sample_period = period;
658         hwc->last_period = hwc->sample_period;
659         local64_set(&hwc->period_left, hwc->sample_period);
660 }
661
662 static unsigned long hw_limit_rate(const struct hws_qsi_info_block *si,
663                                    unsigned long rate)
664 {
665         return clamp_t(unsigned long, rate,
666                        si->min_sampl_rate, si->max_sampl_rate);
667 }
668
669 static u32 cpumsf_pid_type(struct perf_event *event,
670                            u32 pid, enum pid_type type)
671 {
672         struct task_struct *tsk;
673
674         /* Idle process */
675         if (!pid)
676                 goto out;
677
678         tsk = find_task_by_pid_ns(pid, &init_pid_ns);
679         pid = -1;
680         if (tsk) {
681                 /*
682                  * Only top level events contain the pid namespace in which
683                  * they are created.
684                  */
685                 if (event->parent)
686                         event = event->parent;
687                 pid = __task_pid_nr_ns(tsk, type, event->ns);
688                 /*
689                  * See also 1d953111b648
690                  * "perf/core: Don't report zero PIDs for exiting tasks".
691                  */
692                 if (!pid && !pid_alive(tsk))
693                         pid = -1;
694         }
695 out:
696         return pid;
697 }
698
699 static void cpumsf_output_event_pid(struct perf_event *event,
700                                     struct perf_sample_data *data,
701                                     struct pt_regs *regs)
702 {
703         u32 pid;
704         struct perf_event_header header;
705         struct perf_output_handle handle;
706
707         /*
708          * Obtain the PID from the basic-sampling data entry and
709          * correct the data->tid_entry.pid value.
710          */
711         pid = data->tid_entry.pid;
712
713         /* Protect callchain buffers, tasks */
714         rcu_read_lock();
715
716         perf_prepare_sample(data, event, regs);
717         perf_prepare_header(&header, data, event, regs);
718         if (perf_output_begin(&handle, data, event, header.size))
719                 goto out;
720
721         /* Update the process ID (see also kernel/events/core.c) */
722         data->tid_entry.pid = cpumsf_pid_type(event, pid, PIDTYPE_TGID);
723         data->tid_entry.tid = cpumsf_pid_type(event, pid, PIDTYPE_PID);
724
725         perf_output_sample(&handle, &header, data, event);
726         perf_output_end(&handle);
727 out:
728         rcu_read_unlock();
729 }
730
731 static unsigned long getrate(bool freq, unsigned long sample,
732                              struct hws_qsi_info_block *si)
733 {
734         unsigned long rate;
735
736         if (freq) {
737                 rate = freq_to_sample_rate(si, sample);
738                 rate = hw_limit_rate(si, rate);
739         } else {
740                 /* The min/max sampling rates specifies the valid range
741                  * of sample periods.  If the specified sample period is
742                  * out of range, limit the period to the range boundary.
743                  */
744                 rate = hw_limit_rate(si, sample);
745
746                 /* The perf core maintains a maximum sample rate that is
747                  * configurable through the sysctl interface.  Ensure the
748                  * sampling rate does not exceed this value.  This also helps
749                  * to avoid throttling when pushing samples with
750                  * perf_event_overflow().
751                  */
752                 if (sample_rate_to_freq(si, rate) >
753                     sysctl_perf_event_sample_rate) {
754                         debug_sprintf_event(sfdbg, 1, "%s: "
755                                             "Sampling rate exceeds maximum "
756                                             "perf sample rate\n", __func__);
757                         rate = 0;
758                 }
759         }
760         return rate;
761 }
762
763 /* The sampling information (si) contains information about the
764  * min/max sampling intervals and the CPU speed.  So calculate the
765  * correct sampling interval and avoid the whole period adjust
766  * feedback loop.
767  *
768  * Since the CPU Measurement sampling facility can not handle frequency
769  * calculate the sampling interval when frequency is specified using
770  * this formula:
771  *      interval := cpu_speed * 1000000 / sample_freq
772  *
773  * Returns errno on bad input and zero on success with parameter interval
774  * set to the correct sampling rate.
775  *
776  * Note: This function turns off freq bit to avoid calling function
777  * perf_adjust_period(). This causes frequency adjustment in the common
778  * code part which causes tremendous variations in the counter values.
779  */
780 static int __hw_perf_event_init_rate(struct perf_event *event,
781                                      struct hws_qsi_info_block *si)
782 {
783         struct perf_event_attr *attr = &event->attr;
784         struct hw_perf_event *hwc = &event->hw;
785         unsigned long rate;
786
787         if (attr->freq) {
788                 if (!attr->sample_freq)
789                         return -EINVAL;
790                 rate = getrate(attr->freq, attr->sample_freq, si);
791                 attr->freq = 0;         /* Don't call  perf_adjust_period() */
792                 SAMPL_FLAGS(hwc) |= PERF_CPUM_SF_FREQ_MODE;
793         } else {
794                 rate = getrate(attr->freq, attr->sample_period, si);
795                 if (!rate)
796                         return -EINVAL;
797         }
798         attr->sample_period = rate;
799         SAMPL_RATE(hwc) = rate;
800         hw_init_period(hwc, SAMPL_RATE(hwc));
801         debug_sprintf_event(sfdbg, 4, "%s: cpu %d period %#llx freq %d,%#lx\n",
802                             __func__, event->cpu, event->attr.sample_period,
803                             event->attr.freq, SAMPLE_FREQ_MODE(hwc));
804         return 0;
805 }
806
807 static int __hw_perf_event_init(struct perf_event *event)
808 {
809         struct cpu_hw_sf *cpuhw;
810         struct hws_qsi_info_block si;
811         struct perf_event_attr *attr = &event->attr;
812         struct hw_perf_event *hwc = &event->hw;
813         int cpu, err;
814
815         /* Reserve CPU-measurement sampling facility */
816         err = 0;
817         if (!atomic_inc_not_zero(&num_events)) {
818                 mutex_lock(&pmc_reserve_mutex);
819                 if (atomic_read(&num_events) == 0 && reserve_pmc_hardware())
820                         err = -EBUSY;
821                 else
822                         atomic_inc(&num_events);
823                 mutex_unlock(&pmc_reserve_mutex);
824         }
825         event->destroy = hw_perf_event_destroy;
826
827         if (err)
828                 goto out;
829
830         /* Access per-CPU sampling information (query sampling info) */
831         /*
832          * The event->cpu value can be -1 to count on every CPU, for example,
833          * when attaching to a task.  If this is specified, use the query
834          * sampling info from the current CPU, otherwise use event->cpu to
835          * retrieve the per-CPU information.
836          * Later, cpuhw indicates whether to allocate sampling buffers for a
837          * particular CPU (cpuhw!=NULL) or each online CPU (cpuw==NULL).
838          */
839         memset(&si, 0, sizeof(si));
840         cpuhw = NULL;
841         if (event->cpu == -1)
842                 qsi(&si);
843         else {
844                 /* Event is pinned to a particular CPU, retrieve the per-CPU
845                  * sampling structure for accessing the CPU-specific QSI.
846                  */
847                 cpuhw = &per_cpu(cpu_hw_sf, event->cpu);
848                 si = cpuhw->qsi;
849         }
850
851         /* Check sampling facility authorization and, if not authorized,
852          * fall back to other PMUs.  It is safe to check any CPU because
853          * the authorization is identical for all configured CPUs.
854          */
855         if (!si.as) {
856                 err = -ENOENT;
857                 goto out;
858         }
859
860         if (si.ribm & CPU_MF_SF_RIBM_NOTAV) {
861                 pr_warn("CPU Measurement Facility sampling is temporarily not available\n");
862                 err = -EBUSY;
863                 goto out;
864         }
865
866         /* Always enable basic sampling */
867         SAMPL_FLAGS(hwc) = PERF_CPUM_SF_BASIC_MODE;
868
869         /* Check if diagnostic sampling is requested.  Deny if the required
870          * sampling authorization is missing.
871          */
872         if (attr->config == PERF_EVENT_CPUM_SF_DIAG) {
873                 if (!si.ad) {
874                         err = -EPERM;
875                         goto out;
876                 }
877                 SAMPL_FLAGS(hwc) |= PERF_CPUM_SF_DIAG_MODE;
878         }
879
880         err =  __hw_perf_event_init_rate(event, &si);
881         if (err)
882                 goto out;
883
884         /* Initialize sample data overflow accounting */
885         hwc->extra_reg.reg = REG_OVERFLOW;
886         OVERFLOW_REG(hwc) = 0;
887
888         /* Use AUX buffer. No need to allocate it by ourself */
889         if (attr->config == PERF_EVENT_CPUM_SF_DIAG)
890                 return 0;
891
892         /* Allocate the per-CPU sampling buffer using the CPU information
893          * from the event.  If the event is not pinned to a particular
894          * CPU (event->cpu == -1; or cpuhw == NULL), allocate sampling
895          * buffers for each online CPU.
896          */
897         if (cpuhw)
898                 /* Event is pinned to a particular CPU */
899                 err = allocate_buffers(cpuhw, hwc);
900         else {
901                 /* Event is not pinned, allocate sampling buffer on
902                  * each online CPU
903                  */
904                 for_each_online_cpu(cpu) {
905                         cpuhw = &per_cpu(cpu_hw_sf, cpu);
906                         err = allocate_buffers(cpuhw, hwc);
907                         if (err)
908                                 break;
909                 }
910         }
911
912         /* If PID/TID sampling is active, replace the default overflow
913          * handler to extract and resolve the PIDs from the basic-sampling
914          * data entries.
915          */
916         if (event->attr.sample_type & PERF_SAMPLE_TID)
917                 if (is_default_overflow_handler(event))
918                         event->overflow_handler = cpumsf_output_event_pid;
919 out:
920         return err;
921 }
922
923 static bool is_callchain_event(struct perf_event *event)
924 {
925         u64 sample_type = event->attr.sample_type;
926
927         return sample_type & (PERF_SAMPLE_CALLCHAIN | PERF_SAMPLE_REGS_USER |
928                               PERF_SAMPLE_STACK_USER);
929 }
930
931 static int cpumsf_pmu_event_init(struct perf_event *event)
932 {
933         int err;
934
935         /* No support for taken branch sampling */
936         /* No support for callchain, stacks and registers */
937         if (has_branch_stack(event) || is_callchain_event(event))
938                 return -EOPNOTSUPP;
939
940         switch (event->attr.type) {
941         case PERF_TYPE_RAW:
942                 if ((event->attr.config != PERF_EVENT_CPUM_SF) &&
943                     (event->attr.config != PERF_EVENT_CPUM_SF_DIAG))
944                         return -ENOENT;
945                 break;
946         case PERF_TYPE_HARDWARE:
947                 /* Support sampling of CPU cycles in addition to the
948                  * counter facility.  However, the counter facility
949                  * is more precise and, hence, restrict this PMU to
950                  * sampling events only.
951                  */
952                 if (event->attr.config != PERF_COUNT_HW_CPU_CYCLES)
953                         return -ENOENT;
954                 if (!is_sampling_event(event))
955                         return -ENOENT;
956                 break;
957         default:
958                 return -ENOENT;
959         }
960
961         /* Force reset of idle/hv excludes regardless of what the
962          * user requested.
963          */
964         if (event->attr.exclude_hv)
965                 event->attr.exclude_hv = 0;
966         if (event->attr.exclude_idle)
967                 event->attr.exclude_idle = 0;
968
969         err = __hw_perf_event_init(event);
970         if (unlikely(err))
971                 if (event->destroy)
972                         event->destroy(event);
973         return err;
974 }
975
976 static void cpumsf_pmu_enable(struct pmu *pmu)
977 {
978         struct cpu_hw_sf *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_sf);
979         struct hw_perf_event *hwc;
980         int err;
981
982         if (cpuhw->flags & PMU_F_ENABLED)
983                 return;
984
985         if (cpuhw->flags & PMU_F_ERR_MASK)
986                 return;
987
988         /* Check whether to extent the sampling buffer.
989          *
990          * Two conditions trigger an increase of the sampling buffer for a
991          * perf event:
992          *    1. Postponed buffer allocations from the event initialization.
993          *    2. Sampling overflows that contribute to pending allocations.
994          *
995          * Note that the extend_sampling_buffer() function disables the sampling
996          * facility, but it can be fully re-enabled using sampling controls that
997          * have been saved in cpumsf_pmu_disable().
998          */
999         if (cpuhw->event) {
1000                 hwc = &cpuhw->event->hw;
1001                 if (!(SAMPL_DIAG_MODE(hwc))) {
1002                         /*
1003                          * Account number of overflow-designated
1004                          * buffer extents
1005                          */
1006                         sfb_account_overflows(cpuhw, hwc);
1007                         extend_sampling_buffer(&cpuhw->sfb, hwc);
1008                 }
1009                 /* Rate may be adjusted with ioctl() */
1010                 cpuhw->lsctl.interval = SAMPL_RATE(&cpuhw->event->hw);
1011         }
1012
1013         /* (Re)enable the PMU and sampling facility */
1014         cpuhw->flags |= PMU_F_ENABLED;
1015         barrier();
1016
1017         err = lsctl(&cpuhw->lsctl);
1018         if (err) {
1019                 cpuhw->flags &= ~PMU_F_ENABLED;
1020                 pr_err("Loading sampling controls failed: op 1 err %i\n", err);
1021                 return;
1022         }
1023
1024         /* Load current program parameter */
1025         lpp(&S390_lowcore.lpp);
1026
1027         debug_sprintf_event(sfdbg, 6, "%s: es %i cs %i ed %i cd %i "
1028                             "interval %#lx tear %#lx dear %#lx\n", __func__,
1029                             cpuhw->lsctl.es, cpuhw->lsctl.cs, cpuhw->lsctl.ed,
1030                             cpuhw->lsctl.cd, cpuhw->lsctl.interval,
1031                             cpuhw->lsctl.tear, cpuhw->lsctl.dear);
1032 }
1033
1034 static void cpumsf_pmu_disable(struct pmu *pmu)
1035 {
1036         struct cpu_hw_sf *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_sf);
1037         struct hws_lsctl_request_block inactive;
1038         struct hws_qsi_info_block si;
1039         int err;
1040
1041         if (!(cpuhw->flags & PMU_F_ENABLED))
1042                 return;
1043
1044         if (cpuhw->flags & PMU_F_ERR_MASK)
1045                 return;
1046
1047         /* Switch off sampling activation control */
1048         inactive = cpuhw->lsctl;
1049         inactive.cs = 0;
1050         inactive.cd = 0;
1051
1052         err = lsctl(&inactive);
1053         if (err) {
1054                 pr_err("Loading sampling controls failed: op 2 err %i\n", err);
1055                 return;
1056         }
1057
1058         /* Save state of TEAR and DEAR register contents */
1059         err = qsi(&si);
1060         if (!err) {
1061                 /* TEAR/DEAR values are valid only if the sampling facility is
1062                  * enabled.  Note that cpumsf_pmu_disable() might be called even
1063                  * for a disabled sampling facility because cpumsf_pmu_enable()
1064                  * controls the enable/disable state.
1065                  */
1066                 if (si.es) {
1067                         cpuhw->lsctl.tear = si.tear;
1068                         cpuhw->lsctl.dear = si.dear;
1069                 }
1070         } else
1071                 debug_sprintf_event(sfdbg, 3, "%s: qsi() failed with err %i\n",
1072                                     __func__, err);
1073
1074         cpuhw->flags &= ~PMU_F_ENABLED;
1075 }
1076
1077 /* perf_exclude_event() - Filter event
1078  * @event:      The perf event
1079  * @regs:       pt_regs structure
1080  * @sde_regs:   Sample-data-entry (sde) regs structure
1081  *
1082  * Filter perf events according to their exclude specification.
1083  *
1084  * Return non-zero if the event shall be excluded.
1085  */
1086 static int perf_exclude_event(struct perf_event *event, struct pt_regs *regs,
1087                               struct perf_sf_sde_regs *sde_regs)
1088 {
1089         if (event->attr.exclude_user && user_mode(regs))
1090                 return 1;
1091         if (event->attr.exclude_kernel && !user_mode(regs))
1092                 return 1;
1093         if (event->attr.exclude_guest && sde_regs->in_guest)
1094                 return 1;
1095         if (event->attr.exclude_host && !sde_regs->in_guest)
1096                 return 1;
1097         return 0;
1098 }
1099
1100 /* perf_push_sample() - Push samples to perf
1101  * @event:      The perf event
1102  * @sample:     Hardware sample data
1103  *
1104  * Use the hardware sample data to create perf event sample.  The sample
1105  * is the pushed to the event subsystem and the function checks for
1106  * possible event overflows.  If an event overflow occurs, the PMU is
1107  * stopped.
1108  *
1109  * Return non-zero if an event overflow occurred.
1110  */
1111 static int perf_push_sample(struct perf_event *event,
1112                             struct hws_basic_entry *basic)
1113 {
1114         int overflow;
1115         struct pt_regs regs;
1116         struct perf_sf_sde_regs *sde_regs;
1117         struct perf_sample_data data;
1118
1119         /* Setup perf sample */
1120         perf_sample_data_init(&data, 0, event->hw.last_period);
1121
1122         /* Setup pt_regs to look like an CPU-measurement external interrupt
1123          * using the Program Request Alert code.  The regs.int_parm_long
1124          * field which is unused contains additional sample-data-entry related
1125          * indicators.
1126          */
1127         memset(&regs, 0, sizeof(regs));
1128         regs.int_code = 0x1407;
1129         regs.int_parm = CPU_MF_INT_SF_PRA;
1130         sde_regs = (struct perf_sf_sde_regs *) &regs.int_parm_long;
1131
1132         psw_bits(regs.psw).ia   = basic->ia;
1133         psw_bits(regs.psw).dat  = basic->T;
1134         psw_bits(regs.psw).wait = basic->W;
1135         psw_bits(regs.psw).pstate = basic->P;
1136         psw_bits(regs.psw).as   = basic->AS;
1137
1138         /*
1139          * Use the hardware provided configuration level to decide if the
1140          * sample belongs to a guest or host. If that is not available,
1141          * fall back to the following heuristics:
1142          * A non-zero guest program parameter always indicates a guest
1143          * sample. Some early samples or samples from guests without
1144          * lpp usage would be misaccounted to the host. We use the asn
1145          * value as an addon heuristic to detect most of these guest samples.
1146          * If the value differs from 0xffff (the host value), we assume to
1147          * be a KVM guest.
1148          */
1149         switch (basic->CL) {
1150         case 1: /* logical partition */
1151                 sde_regs->in_guest = 0;
1152                 break;
1153         case 2: /* virtual machine */
1154                 sde_regs->in_guest = 1;
1155                 break;
1156         default: /* old machine, use heuristics */
1157                 if (basic->gpp || basic->prim_asn != 0xffff)
1158                         sde_regs->in_guest = 1;
1159                 break;
1160         }
1161
1162         /*
1163          * Store the PID value from the sample-data-entry to be
1164          * processed and resolved by cpumsf_output_event_pid().
1165          */
1166         data.tid_entry.pid = basic->hpp & LPP_PID_MASK;
1167
1168         overflow = 0;
1169         if (perf_exclude_event(event, &regs, sde_regs))
1170                 goto out;
1171         if (perf_event_overflow(event, &data, &regs)) {
1172                 overflow = 1;
1173                 event->pmu->stop(event, 0);
1174         }
1175         perf_event_update_userpage(event);
1176 out:
1177         return overflow;
1178 }
1179
1180 static void perf_event_count_update(struct perf_event *event, u64 count)
1181 {
1182         local64_add(count, &event->count);
1183 }
1184
1185 /* hw_collect_samples() - Walk through a sample-data-block and collect samples
1186  * @event:      The perf event
1187  * @sdbt:       Sample-data-block table
1188  * @overflow:   Event overflow counter
1189  *
1190  * Walks through a sample-data-block and collects sampling data entries that are
1191  * then pushed to the perf event subsystem.  Depending on the sampling function,
1192  * there can be either basic-sampling or combined-sampling data entries.  A
1193  * combined-sampling data entry consists of a basic- and a diagnostic-sampling
1194  * data entry.  The sampling function is determined by the flags in the perf
1195  * event hardware structure.  The function always works with a combined-sampling
1196  * data entry but ignores the the diagnostic portion if it is not available.
1197  *
1198  * Note that the implementation focuses on basic-sampling data entries and, if
1199  * such an entry is not valid, the entire combined-sampling data entry is
1200  * ignored.
1201  *
1202  * The overflow variables counts the number of samples that has been discarded
1203  * due to a perf event overflow.
1204  */
1205 static void hw_collect_samples(struct perf_event *event, unsigned long *sdbt,
1206                                unsigned long long *overflow)
1207 {
1208         struct hws_trailer_entry *te;
1209         struct hws_basic_entry *sample;
1210
1211         te = trailer_entry_ptr((unsigned long)sdbt);
1212         sample = (struct hws_basic_entry *)sdbt;
1213         while ((unsigned long *)sample < (unsigned long *)te) {
1214                 /* Check for an empty sample */
1215                 if (!sample->def || sample->LS)
1216                         break;
1217
1218                 /* Update perf event period */
1219                 perf_event_count_update(event, SAMPL_RATE(&event->hw));
1220
1221                 /* Check whether sample is valid */
1222                 if (sample->def == 0x0001) {
1223                         /* If an event overflow occurred, the PMU is stopped to
1224                          * throttle event delivery.  Remaining sample data is
1225                          * discarded.
1226                          */
1227                         if (!*overflow) {
1228                                 /* Check whether sample is consistent */
1229                                 if (sample->I == 0 && sample->W == 0) {
1230                                         /* Deliver sample data to perf */
1231                                         *overflow = perf_push_sample(event,
1232                                                                      sample);
1233                                 }
1234                         } else
1235                                 /* Count discarded samples */
1236                                 *overflow += 1;
1237                 } else {
1238                         debug_sprintf_event(sfdbg, 4,
1239                                             "%s: Found unknown"
1240                                             " sampling data entry: te->f %i"
1241                                             " basic.def %#4x (%p)\n", __func__,
1242                                             te->header.f, sample->def, sample);
1243                         /* Sample slot is not yet written or other record.
1244                          *
1245                          * This condition can occur if the buffer was reused
1246                          * from a combined basic- and diagnostic-sampling.
1247                          * If only basic-sampling is then active, entries are
1248                          * written into the larger diagnostic entries.
1249                          * This is typically the case for sample-data-blocks
1250                          * that are not full.  Stop processing if the first
1251                          * invalid format was detected.
1252                          */
1253                         if (!te->header.f)
1254                                 break;
1255                 }
1256
1257                 /* Reset sample slot and advance to next sample */
1258                 sample->def = 0;
1259                 sample++;
1260         }
1261 }
1262
1263 /* hw_perf_event_update() - Process sampling buffer
1264  * @event:      The perf event
1265  * @flush_all:  Flag to also flush partially filled sample-data-blocks
1266  *
1267  * Processes the sampling buffer and create perf event samples.
1268  * The sampling buffer position are retrieved and saved in the TEAR_REG
1269  * register of the specified perf event.
1270  *
1271  * Only full sample-data-blocks are processed.  Specify the flush_all flag
1272  * to also walk through partially filled sample-data-blocks.
1273  */
1274 static void hw_perf_event_update(struct perf_event *event, int flush_all)
1275 {
1276         unsigned long long event_overflow, sampl_overflow, num_sdb;
1277         union hws_trailer_header old, prev, new;
1278         struct hw_perf_event *hwc = &event->hw;
1279         struct hws_trailer_entry *te;
1280         unsigned long *sdbt, sdb;
1281         int done;
1282
1283         /*
1284          * AUX buffer is used when in diagnostic sampling mode.
1285          * No perf events/samples are created.
1286          */
1287         if (SAMPL_DIAG_MODE(&event->hw))
1288                 return;
1289
1290         sdbt = (unsigned long *)TEAR_REG(hwc);
1291         done = event_overflow = sampl_overflow = num_sdb = 0;
1292         while (!done) {
1293                 /* Get the trailer entry of the sample-data-block */
1294                 sdb = (unsigned long)phys_to_virt(*sdbt);
1295                 te = trailer_entry_ptr(sdb);
1296
1297                 /* Leave loop if no more work to do (block full indicator) */
1298                 if (!te->header.f) {
1299                         done = 1;
1300                         if (!flush_all)
1301                                 break;
1302                 }
1303
1304                 /* Check the sample overflow count */
1305                 if (te->header.overflow)
1306                         /* Account sample overflows and, if a particular limit
1307                          * is reached, extend the sampling buffer.
1308                          * For details, see sfb_account_overflows().
1309                          */
1310                         sampl_overflow += te->header.overflow;
1311
1312                 /* Timestamps are valid for full sample-data-blocks only */
1313                 debug_sprintf_event(sfdbg, 6, "%s: sdbt %#lx/%#lx "
1314                                     "overflow %llu timestamp %#llx\n",
1315                                     __func__, sdb, (unsigned long)sdbt,
1316                                     te->header.overflow,
1317                                     (te->header.f) ? trailer_timestamp(te) : 0ULL);
1318
1319                 /* Collect all samples from a single sample-data-block and
1320                  * flag if an (perf) event overflow happened.  If so, the PMU
1321                  * is stopped and remaining samples will be discarded.
1322                  */
1323                 hw_collect_samples(event, (unsigned long *)sdb, &event_overflow);
1324                 num_sdb++;
1325
1326                 /* Reset trailer (using compare-double-and-swap) */
1327                 prev.val = READ_ONCE_ALIGNED_128(te->header.val);
1328                 do {
1329                         old.val = prev.val;
1330                         new.val = prev.val;
1331                         new.f = 0;
1332                         new.a = 1;
1333                         new.overflow = 0;
1334                         prev.val = cmpxchg128(&te->header.val, old.val, new.val);
1335                 } while (prev.val != old.val);
1336
1337                 /* Advance to next sample-data-block */
1338                 sdbt++;
1339                 if (is_link_entry(sdbt))
1340                         sdbt = get_next_sdbt(sdbt);
1341
1342                 /* Update event hardware registers */
1343                 TEAR_REG(hwc) = (unsigned long) sdbt;
1344
1345                 /* Stop processing sample-data if all samples of the current
1346                  * sample-data-block were flushed even if it was not full.
1347                  */
1348                 if (flush_all && done)
1349                         break;
1350         }
1351
1352         /* Account sample overflows in the event hardware structure */
1353         if (sampl_overflow)
1354                 OVERFLOW_REG(hwc) = DIV_ROUND_UP(OVERFLOW_REG(hwc) +
1355                                                  sampl_overflow, 1 + num_sdb);
1356
1357         /* Perf_event_overflow() and perf_event_account_interrupt() limit
1358          * the interrupt rate to an upper limit. Roughly 1000 samples per
1359          * task tick.
1360          * Hitting this limit results in a large number
1361          * of throttled REF_REPORT_THROTTLE entries and the samples
1362          * are dropped.
1363          * Slightly increase the interval to avoid hitting this limit.
1364          */
1365         if (event_overflow) {
1366                 SAMPL_RATE(hwc) += DIV_ROUND_UP(SAMPL_RATE(hwc), 10);
1367                 debug_sprintf_event(sfdbg, 1, "%s: rate adjustment %ld\n",
1368                                     __func__,
1369                                     DIV_ROUND_UP(SAMPL_RATE(hwc), 10));
1370         }
1371
1372         if (sampl_overflow || event_overflow)
1373                 debug_sprintf_event(sfdbg, 4, "%s: "
1374                                     "overflows: sample %llu event %llu"
1375                                     " total %llu num_sdb %llu\n",
1376                                     __func__, sampl_overflow, event_overflow,
1377                                     OVERFLOW_REG(hwc), num_sdb);
1378 }
1379
1380 static inline unsigned long aux_sdb_index(struct aux_buffer *aux,
1381                                           unsigned long i)
1382 {
1383         return i % aux->sfb.num_sdb;
1384 }
1385
1386 static inline unsigned long aux_sdb_num(unsigned long start, unsigned long end)
1387 {
1388         return end >= start ? end - start + 1 : 0;
1389 }
1390
1391 static inline unsigned long aux_sdb_num_alert(struct aux_buffer *aux)
1392 {
1393         return aux_sdb_num(aux->head, aux->alert_mark);
1394 }
1395
1396 static inline unsigned long aux_sdb_num_empty(struct aux_buffer *aux)
1397 {
1398         return aux_sdb_num(aux->head, aux->empty_mark);
1399 }
1400
1401 /*
1402  * Get trailer entry by index of SDB.
1403  */
1404 static struct hws_trailer_entry *aux_sdb_trailer(struct aux_buffer *aux,
1405                                                  unsigned long index)
1406 {
1407         unsigned long sdb;
1408
1409         index = aux_sdb_index(aux, index);
1410         sdb = aux->sdb_index[index];
1411         return trailer_entry_ptr(sdb);
1412 }
1413
1414 /*
1415  * Finish sampling on the cpu. Called by cpumsf_pmu_del() with pmu
1416  * disabled. Collect the full SDBs in AUX buffer which have not reached
1417  * the point of alert indicator. And ignore the SDBs which are not
1418  * full.
1419  *
1420  * 1. Scan SDBs to see how much data is there and consume them.
1421  * 2. Remove alert indicator in the buffer.
1422  */
1423 static void aux_output_end(struct perf_output_handle *handle)
1424 {
1425         unsigned long i, range_scan, idx;
1426         struct aux_buffer *aux;
1427         struct hws_trailer_entry *te;
1428
1429         aux = perf_get_aux(handle);
1430         if (!aux)
1431                 return;
1432
1433         range_scan = aux_sdb_num_alert(aux);
1434         for (i = 0, idx = aux->head; i < range_scan; i++, idx++) {
1435                 te = aux_sdb_trailer(aux, idx);
1436                 if (!te->header.f)
1437                         break;
1438         }
1439         /* i is num of SDBs which are full */
1440         perf_aux_output_end(handle, i << PAGE_SHIFT);
1441
1442         /* Remove alert indicators in the buffer */
1443         te = aux_sdb_trailer(aux, aux->alert_mark);
1444         te->header.a = 0;
1445
1446         debug_sprintf_event(sfdbg, 6, "%s: SDBs %ld range %ld head %ld\n",
1447                             __func__, i, range_scan, aux->head);
1448 }
1449
1450 /*
1451  * Start sampling on the CPU. Called by cpumsf_pmu_add() when an event
1452  * is first added to the CPU or rescheduled again to the CPU. It is called
1453  * with pmu disabled.
1454  *
1455  * 1. Reset the trailer of SDBs to get ready for new data.
1456  * 2. Tell the hardware where to put the data by reset the SDBs buffer
1457  *    head(tear/dear).
1458  */
1459 static int aux_output_begin(struct perf_output_handle *handle,
1460                             struct aux_buffer *aux,
1461                             struct cpu_hw_sf *cpuhw)
1462 {
1463         unsigned long range, i, range_scan, idx, head, base, offset;
1464         struct hws_trailer_entry *te;
1465
1466         if (WARN_ON_ONCE(handle->head & ~PAGE_MASK))
1467                 return -EINVAL;
1468
1469         aux->head = handle->head >> PAGE_SHIFT;
1470         range = (handle->size + 1) >> PAGE_SHIFT;
1471         if (range <= 1)
1472                 return -ENOMEM;
1473
1474         /*
1475          * SDBs between aux->head and aux->empty_mark are already ready
1476          * for new data. range_scan is num of SDBs not within them.
1477          */
1478         debug_sprintf_event(sfdbg, 6,
1479                             "%s: range %ld head %ld alert %ld empty %ld\n",
1480                             __func__, range, aux->head, aux->alert_mark,
1481                             aux->empty_mark);
1482         if (range > aux_sdb_num_empty(aux)) {
1483                 range_scan = range - aux_sdb_num_empty(aux);
1484                 idx = aux->empty_mark + 1;
1485                 for (i = 0; i < range_scan; i++, idx++) {
1486                         te = aux_sdb_trailer(aux, idx);
1487                         te->header.f = 0;
1488                         te->header.a = 0;
1489                         te->header.overflow = 0;
1490                 }
1491                 /* Save the position of empty SDBs */
1492                 aux->empty_mark = aux->head + range - 1;
1493         }
1494
1495         /* Set alert indicator */
1496         aux->alert_mark = aux->head + range/2 - 1;
1497         te = aux_sdb_trailer(aux, aux->alert_mark);
1498         te->header.a = 1;
1499
1500         /* Reset hardware buffer head */
1501         head = aux_sdb_index(aux, aux->head);
1502         base = aux->sdbt_index[head / CPUM_SF_SDB_PER_TABLE];
1503         offset = head % CPUM_SF_SDB_PER_TABLE;
1504         cpuhw->lsctl.tear = virt_to_phys((void *)base) + offset * sizeof(unsigned long);
1505         cpuhw->lsctl.dear = virt_to_phys((void *)aux->sdb_index[head]);
1506
1507         debug_sprintf_event(sfdbg, 6, "%s: head %ld alert %ld empty %ld "
1508                             "index %ld tear %#lx dear %#lx\n", __func__,
1509                             aux->head, aux->alert_mark, aux->empty_mark,
1510                             head / CPUM_SF_SDB_PER_TABLE,
1511                             cpuhw->lsctl.tear, cpuhw->lsctl.dear);
1512
1513         return 0;
1514 }
1515
1516 /*
1517  * Set alert indicator on SDB at index @alert_index while sampler is running.
1518  *
1519  * Return true if successfully.
1520  * Return false if full indicator is already set by hardware sampler.
1521  */
1522 static bool aux_set_alert(struct aux_buffer *aux, unsigned long alert_index,
1523                           unsigned long long *overflow)
1524 {
1525         union hws_trailer_header old, prev, new;
1526         struct hws_trailer_entry *te;
1527
1528         te = aux_sdb_trailer(aux, alert_index);
1529         prev.val = READ_ONCE_ALIGNED_128(te->header.val);
1530         do {
1531                 old.val = prev.val;
1532                 new.val = prev.val;
1533                 *overflow = old.overflow;
1534                 if (old.f) {
1535                         /*
1536                          * SDB is already set by hardware.
1537                          * Abort and try to set somewhere
1538                          * behind.
1539                          */
1540                         return false;
1541                 }
1542                 new.a = 1;
1543                 new.overflow = 0;
1544                 prev.val = cmpxchg128(&te->header.val, old.val, new.val);
1545         } while (prev.val != old.val);
1546         return true;
1547 }
1548
1549 /*
1550  * aux_reset_buffer() - Scan and setup SDBs for new samples
1551  * @aux:        The AUX buffer to set
1552  * @range:      The range of SDBs to scan started from aux->head
1553  * @overflow:   Set to overflow count
1554  *
1555  * Set alert indicator on the SDB at index of aux->alert_mark. If this SDB is
1556  * marked as empty, check if it is already set full by the hardware sampler.
1557  * If yes, that means new data is already there before we can set an alert
1558  * indicator. Caller should try to set alert indicator to some position behind.
1559  *
1560  * Scan the SDBs in AUX buffer from behind aux->empty_mark. They are used
1561  * previously and have already been consumed by user space. Reset these SDBs
1562  * (clear full indicator and alert indicator) for new data.
1563  * If aux->alert_mark fall in this area, just set it. Overflow count is
1564  * recorded while scanning.
1565  *
1566  * SDBs between aux->head and aux->empty_mark are already reset at last time.
1567  * and ready for new samples. So scanning on this area could be skipped.
1568  *
1569  * Return true if alert indicator is set successfully and false if not.
1570  */
1571 static bool aux_reset_buffer(struct aux_buffer *aux, unsigned long range,
1572                              unsigned long long *overflow)
1573 {
1574         unsigned long i, range_scan, idx, idx_old;
1575         union hws_trailer_header old, prev, new;
1576         unsigned long long orig_overflow;
1577         struct hws_trailer_entry *te;
1578
1579         debug_sprintf_event(sfdbg, 6, "%s: range %ld head %ld alert %ld "
1580                             "empty %ld\n", __func__, range, aux->head,
1581                             aux->alert_mark, aux->empty_mark);
1582         if (range <= aux_sdb_num_empty(aux))
1583                 /*
1584                  * No need to scan. All SDBs in range are marked as empty.
1585                  * Just set alert indicator. Should check race with hardware
1586                  * sampler.
1587                  */
1588                 return aux_set_alert(aux, aux->alert_mark, overflow);
1589
1590         if (aux->alert_mark <= aux->empty_mark)
1591                 /*
1592                  * Set alert indicator on empty SDB. Should check race
1593                  * with hardware sampler.
1594                  */
1595                 if (!aux_set_alert(aux, aux->alert_mark, overflow))
1596                         return false;
1597
1598         /*
1599          * Scan the SDBs to clear full and alert indicator used previously.
1600          * Start scanning from one SDB behind empty_mark. If the new alert
1601          * indicator fall into this range, set it.
1602          */
1603         range_scan = range - aux_sdb_num_empty(aux);
1604         idx_old = idx = aux->empty_mark + 1;
1605         for (i = 0; i < range_scan; i++, idx++) {
1606                 te = aux_sdb_trailer(aux, idx);
1607                 prev.val = READ_ONCE_ALIGNED_128(te->header.val);
1608                 do {
1609                         old.val = prev.val;
1610                         new.val = prev.val;
1611                         orig_overflow = old.overflow;
1612                         new.f = 0;
1613                         new.overflow = 0;
1614                         if (idx == aux->alert_mark)
1615                                 new.a = 1;
1616                         else
1617                                 new.a = 0;
1618                         prev.val = cmpxchg128(&te->header.val, old.val, new.val);
1619                 } while (prev.val != old.val);
1620                 *overflow += orig_overflow;
1621         }
1622
1623         /* Update empty_mark to new position */
1624         aux->empty_mark = aux->head + range - 1;
1625
1626         debug_sprintf_event(sfdbg, 6, "%s: range_scan %ld idx %ld..%ld "
1627                             "empty %ld\n", __func__, range_scan, idx_old,
1628                             idx - 1, aux->empty_mark);
1629         return true;
1630 }
1631
1632 /*
1633  * Measurement alert handler for diagnostic mode sampling.
1634  */
1635 static void hw_collect_aux(struct cpu_hw_sf *cpuhw)
1636 {
1637         struct aux_buffer *aux;
1638         int done = 0;
1639         unsigned long range = 0, size;
1640         unsigned long long overflow = 0;
1641         struct perf_output_handle *handle = &cpuhw->handle;
1642         unsigned long num_sdb;
1643
1644         aux = perf_get_aux(handle);
1645         if (WARN_ON_ONCE(!aux))
1646                 return;
1647
1648         /* Inform user space new data arrived */
1649         size = aux_sdb_num_alert(aux) << PAGE_SHIFT;
1650         debug_sprintf_event(sfdbg, 6, "%s: #alert %ld\n", __func__,
1651                             size >> PAGE_SHIFT);
1652         perf_aux_output_end(handle, size);
1653
1654         num_sdb = aux->sfb.num_sdb;
1655         while (!done) {
1656                 /* Get an output handle */
1657                 aux = perf_aux_output_begin(handle, cpuhw->event);
1658                 if (handle->size == 0) {
1659                         pr_err("The AUX buffer with %lu pages for the "
1660                                "diagnostic-sampling mode is full\n",
1661                                 num_sdb);
1662                         break;
1663                 }
1664                 if (WARN_ON_ONCE(!aux))
1665                         return;
1666
1667                 /* Update head and alert_mark to new position */
1668                 aux->head = handle->head >> PAGE_SHIFT;
1669                 range = (handle->size + 1) >> PAGE_SHIFT;
1670                 if (range == 1)
1671                         aux->alert_mark = aux->head;
1672                 else
1673                         aux->alert_mark = aux->head + range/2 - 1;
1674
1675                 if (aux_reset_buffer(aux, range, &overflow)) {
1676                         if (!overflow) {
1677                                 done = 1;
1678                                 break;
1679                         }
1680                         size = range << PAGE_SHIFT;
1681                         perf_aux_output_end(&cpuhw->handle, size);
1682                         pr_err("Sample data caused the AUX buffer with %lu "
1683                                "pages to overflow\n", aux->sfb.num_sdb);
1684                         debug_sprintf_event(sfdbg, 1, "%s: head %ld range %ld "
1685                                             "overflow %lld\n", __func__,
1686                                             aux->head, range, overflow);
1687                 } else {
1688                         size = aux_sdb_num_alert(aux) << PAGE_SHIFT;
1689                         perf_aux_output_end(&cpuhw->handle, size);
1690                         debug_sprintf_event(sfdbg, 6, "%s: head %ld alert %ld "
1691                                             "already full, try another\n",
1692                                             __func__,
1693                                             aux->head, aux->alert_mark);
1694                 }
1695         }
1696
1697         if (done)
1698                 debug_sprintf_event(sfdbg, 6, "%s: head %ld alert %ld "
1699                                     "empty %ld\n", __func__, aux->head,
1700                                     aux->alert_mark, aux->empty_mark);
1701 }
1702
1703 /*
1704  * Callback when freeing AUX buffers.
1705  */
1706 static void aux_buffer_free(void *data)
1707 {
1708         struct aux_buffer *aux = data;
1709         unsigned long i, num_sdbt;
1710
1711         if (!aux)
1712                 return;
1713
1714         /* Free SDBT. SDB is freed by the caller */
1715         num_sdbt = aux->sfb.num_sdbt;
1716         for (i = 0; i < num_sdbt; i++)
1717                 free_page(aux->sdbt_index[i]);
1718
1719         kfree(aux->sdbt_index);
1720         kfree(aux->sdb_index);
1721         kfree(aux);
1722
1723         debug_sprintf_event(sfdbg, 4, "%s: SDBTs %lu\n", __func__, num_sdbt);
1724 }
1725
1726 static void aux_sdb_init(unsigned long sdb)
1727 {
1728         struct hws_trailer_entry *te;
1729
1730         te = trailer_entry_ptr(sdb);
1731
1732         /* Save clock base */
1733         te->clock_base = 1;
1734         te->progusage2 = tod_clock_base.tod;
1735 }
1736
1737 /*
1738  * aux_buffer_setup() - Setup AUX buffer for diagnostic mode sampling
1739  * @event:      Event the buffer is setup for, event->cpu == -1 means current
1740  * @pages:      Array of pointers to buffer pages passed from perf core
1741  * @nr_pages:   Total pages
1742  * @snapshot:   Flag for snapshot mode
1743  *
1744  * This is the callback when setup an event using AUX buffer. Perf tool can
1745  * trigger this by an additional mmap() call on the event. Unlike the buffer
1746  * for basic samples, AUX buffer belongs to the event. It is scheduled with
1747  * the task among online cpus when it is a per-thread event.
1748  *
1749  * Return the private AUX buffer structure if success or NULL if fails.
1750  */
1751 static void *aux_buffer_setup(struct perf_event *event, void **pages,
1752                               int nr_pages, bool snapshot)
1753 {
1754         struct sf_buffer *sfb;
1755         struct aux_buffer *aux;
1756         unsigned long *new, *tail;
1757         int i, n_sdbt;
1758
1759         if (!nr_pages || !pages)
1760                 return NULL;
1761
1762         if (nr_pages > CPUM_SF_MAX_SDB * CPUM_SF_SDB_DIAG_FACTOR) {
1763                 pr_err("AUX buffer size (%i pages) is larger than the "
1764                        "maximum sampling buffer limit\n",
1765                        nr_pages);
1766                 return NULL;
1767         } else if (nr_pages < CPUM_SF_MIN_SDB * CPUM_SF_SDB_DIAG_FACTOR) {
1768                 pr_err("AUX buffer size (%i pages) is less than the "
1769                        "minimum sampling buffer limit\n",
1770                        nr_pages);
1771                 return NULL;
1772         }
1773
1774         /* Allocate aux_buffer struct for the event */
1775         aux = kzalloc(sizeof(struct aux_buffer), GFP_KERNEL);
1776         if (!aux)
1777                 goto no_aux;
1778         sfb = &aux->sfb;
1779
1780         /* Allocate sdbt_index for fast reference */
1781         n_sdbt = DIV_ROUND_UP(nr_pages, CPUM_SF_SDB_PER_TABLE);
1782         aux->sdbt_index = kmalloc_array(n_sdbt, sizeof(void *), GFP_KERNEL);
1783         if (!aux->sdbt_index)
1784                 goto no_sdbt_index;
1785
1786         /* Allocate sdb_index for fast reference */
1787         aux->sdb_index = kmalloc_array(nr_pages, sizeof(void *), GFP_KERNEL);
1788         if (!aux->sdb_index)
1789                 goto no_sdb_index;
1790
1791         /* Allocate the first SDBT */
1792         sfb->num_sdbt = 0;
1793         sfb->sdbt = (unsigned long *)get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
1794         if (!sfb->sdbt)
1795                 goto no_sdbt;
1796         aux->sdbt_index[sfb->num_sdbt++] = (unsigned long)sfb->sdbt;
1797         tail = sfb->tail = sfb->sdbt;
1798
1799         /*
1800          * Link the provided pages of AUX buffer to SDBT.
1801          * Allocate SDBT if needed.
1802          */
1803         for (i = 0; i < nr_pages; i++, tail++) {
1804                 if (require_table_link(tail)) {
1805                         new = (unsigned long *)get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
1806                         if (!new)
1807                                 goto no_sdbt;
1808                         aux->sdbt_index[sfb->num_sdbt++] = (unsigned long)new;
1809                         /* Link current page to tail of chain */
1810                         *tail = virt_to_phys(new) + 1;
1811                         tail = new;
1812                 }
1813                 /* Tail is the entry in a SDBT */
1814                 *tail = virt_to_phys(pages[i]);
1815                 aux->sdb_index[i] = (unsigned long)pages[i];
1816                 aux_sdb_init((unsigned long)pages[i]);
1817         }
1818         sfb->num_sdb = nr_pages;
1819
1820         /* Link the last entry in the SDBT to the first SDBT */
1821         *tail = virt_to_phys(sfb->sdbt) + 1;
1822         sfb->tail = tail;
1823
1824         /*
1825          * Initial all SDBs are zeroed. Mark it as empty.
1826          * So there is no need to clear the full indicator
1827          * when this event is first added.
1828          */
1829         aux->empty_mark = sfb->num_sdb - 1;
1830
1831         debug_sprintf_event(sfdbg, 4, "%s: SDBTs %lu SDBs %lu\n", __func__,
1832                             sfb->num_sdbt, sfb->num_sdb);
1833
1834         return aux;
1835
1836 no_sdbt:
1837         /* SDBs (AUX buffer pages) are freed by caller */
1838         for (i = 0; i < sfb->num_sdbt; i++)
1839                 free_page(aux->sdbt_index[i]);
1840         kfree(aux->sdb_index);
1841 no_sdb_index:
1842         kfree(aux->sdbt_index);
1843 no_sdbt_index:
1844         kfree(aux);
1845 no_aux:
1846         return NULL;
1847 }
1848
1849 static void cpumsf_pmu_read(struct perf_event *event)
1850 {
1851         /* Nothing to do ... updates are interrupt-driven */
1852 }
1853
1854 /* Check if the new sampling period/frequency is appropriate.
1855  *
1856  * Return non-zero on error and zero on passed checks.
1857  */
1858 static int cpumsf_pmu_check_period(struct perf_event *event, u64 value)
1859 {
1860         struct hws_qsi_info_block si;
1861         unsigned long rate;
1862         bool do_freq;
1863
1864         memset(&si, 0, sizeof(si));
1865         if (event->cpu == -1) {
1866                 if (qsi(&si))
1867                         return -ENODEV;
1868         } else {
1869                 /* Event is pinned to a particular CPU, retrieve the per-CPU
1870                  * sampling structure for accessing the CPU-specific QSI.
1871                  */
1872                 struct cpu_hw_sf *cpuhw = &per_cpu(cpu_hw_sf, event->cpu);
1873
1874                 si = cpuhw->qsi;
1875         }
1876
1877         do_freq = !!SAMPLE_FREQ_MODE(&event->hw);
1878         rate = getrate(do_freq, value, &si);
1879         if (!rate)
1880                 return -EINVAL;
1881
1882         event->attr.sample_period = rate;
1883         SAMPL_RATE(&event->hw) = rate;
1884         hw_init_period(&event->hw, SAMPL_RATE(&event->hw));
1885         debug_sprintf_event(sfdbg, 4, "%s:"
1886                             " cpu %d value %#llx period %#llx freq %d\n",
1887                             __func__, event->cpu, value,
1888                             event->attr.sample_period, do_freq);
1889         return 0;
1890 }
1891
1892 /* Activate sampling control.
1893  * Next call of pmu_enable() starts sampling.
1894  */
1895 static void cpumsf_pmu_start(struct perf_event *event, int flags)
1896 {
1897         struct cpu_hw_sf *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_sf);
1898
1899         if (WARN_ON_ONCE(!(event->hw.state & PERF_HES_STOPPED)))
1900                 return;
1901
1902         if (flags & PERF_EF_RELOAD)
1903                 WARN_ON_ONCE(!(event->hw.state & PERF_HES_UPTODATE));
1904
1905         perf_pmu_disable(event->pmu);
1906         event->hw.state = 0;
1907         cpuhw->lsctl.cs = 1;
1908         if (SAMPL_DIAG_MODE(&event->hw))
1909                 cpuhw->lsctl.cd = 1;
1910         perf_pmu_enable(event->pmu);
1911 }
1912
1913 /* Deactivate sampling control.
1914  * Next call of pmu_enable() stops sampling.
1915  */
1916 static void cpumsf_pmu_stop(struct perf_event *event, int flags)
1917 {
1918         struct cpu_hw_sf *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_sf);
1919
1920         if (event->hw.state & PERF_HES_STOPPED)
1921                 return;
1922
1923         perf_pmu_disable(event->pmu);
1924         cpuhw->lsctl.cs = 0;
1925         cpuhw->lsctl.cd = 0;
1926         event->hw.state |= PERF_HES_STOPPED;
1927
1928         if ((flags & PERF_EF_UPDATE) && !(event->hw.state & PERF_HES_UPTODATE)) {
1929                 hw_perf_event_update(event, 1);
1930                 event->hw.state |= PERF_HES_UPTODATE;
1931         }
1932         perf_pmu_enable(event->pmu);
1933 }
1934
1935 static int cpumsf_pmu_add(struct perf_event *event, int flags)
1936 {
1937         struct cpu_hw_sf *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_sf);
1938         struct aux_buffer *aux;
1939         int err;
1940
1941         if (cpuhw->flags & PMU_F_IN_USE)
1942                 return -EAGAIN;
1943
1944         if (!SAMPL_DIAG_MODE(&event->hw) && !cpuhw->sfb.sdbt)
1945                 return -EINVAL;
1946
1947         err = 0;
1948         perf_pmu_disable(event->pmu);
1949
1950         event->hw.state = PERF_HES_UPTODATE | PERF_HES_STOPPED;
1951
1952         /* Set up sampling controls.  Always program the sampling register
1953          * using the SDB-table start.  Reset TEAR_REG event hardware register
1954          * that is used by hw_perf_event_update() to store the sampling buffer
1955          * position after samples have been flushed.
1956          */
1957         cpuhw->lsctl.s = 0;
1958         cpuhw->lsctl.h = 1;
1959         cpuhw->lsctl.interval = SAMPL_RATE(&event->hw);
1960         if (!SAMPL_DIAG_MODE(&event->hw)) {
1961                 cpuhw->lsctl.tear = virt_to_phys(cpuhw->sfb.sdbt);
1962                 cpuhw->lsctl.dear = *(unsigned long *)cpuhw->sfb.sdbt;
1963                 TEAR_REG(&event->hw) = (unsigned long)cpuhw->sfb.sdbt;
1964         }
1965
1966         /* Ensure sampling functions are in the disabled state.  If disabled,
1967          * switch on sampling enable control. */
1968         if (WARN_ON_ONCE(cpuhw->lsctl.es == 1 || cpuhw->lsctl.ed == 1)) {
1969                 err = -EAGAIN;
1970                 goto out;
1971         }
1972         if (SAMPL_DIAG_MODE(&event->hw)) {
1973                 aux = perf_aux_output_begin(&cpuhw->handle, event);
1974                 if (!aux) {
1975                         err = -EINVAL;
1976                         goto out;
1977                 }
1978                 err = aux_output_begin(&cpuhw->handle, aux, cpuhw);
1979                 if (err)
1980                         goto out;
1981                 cpuhw->lsctl.ed = 1;
1982         }
1983         cpuhw->lsctl.es = 1;
1984
1985         /* Set in_use flag and store event */
1986         cpuhw->event = event;
1987         cpuhw->flags |= PMU_F_IN_USE;
1988
1989         if (flags & PERF_EF_START)
1990                 cpumsf_pmu_start(event, PERF_EF_RELOAD);
1991 out:
1992         perf_event_update_userpage(event);
1993         perf_pmu_enable(event->pmu);
1994         return err;
1995 }
1996
1997 static void cpumsf_pmu_del(struct perf_event *event, int flags)
1998 {
1999         struct cpu_hw_sf *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_sf);
2000
2001         perf_pmu_disable(event->pmu);
2002         cpumsf_pmu_stop(event, PERF_EF_UPDATE);
2003
2004         cpuhw->lsctl.es = 0;
2005         cpuhw->lsctl.ed = 0;
2006         cpuhw->flags &= ~PMU_F_IN_USE;
2007         cpuhw->event = NULL;
2008
2009         if (SAMPL_DIAG_MODE(&event->hw))
2010                 aux_output_end(&cpuhw->handle);
2011         perf_event_update_userpage(event);
2012         perf_pmu_enable(event->pmu);
2013 }
2014
2015 CPUMF_EVENT_ATTR(SF, SF_CYCLES_BASIC, PERF_EVENT_CPUM_SF);
2016 CPUMF_EVENT_ATTR(SF, SF_CYCLES_BASIC_DIAG, PERF_EVENT_CPUM_SF_DIAG);
2017
2018 /* Attribute list for CPU_SF.
2019  *
2020  * The availablitiy depends on the CPU_MF sampling facility authorization
2021  * for basic + diagnositic samples. This is determined at initialization
2022  * time by the sampling facility device driver.
2023  * If the authorization for basic samples is turned off, it should be
2024  * also turned off for diagnostic sampling.
2025  *
2026  * During initialization of the device driver, check the authorization
2027  * level for diagnostic sampling and installs the attribute
2028  * file for diagnostic sampling if necessary.
2029  *
2030  * For now install a placeholder to reference all possible attributes:
2031  * SF_CYCLES_BASIC and SF_CYCLES_BASIC_DIAG.
2032  * Add another entry for the final NULL pointer.
2033  */
2034 enum {
2035         SF_CYCLES_BASIC_ATTR_IDX = 0,
2036         SF_CYCLES_BASIC_DIAG_ATTR_IDX,
2037         SF_CYCLES_ATTR_MAX
2038 };
2039
2040 static struct attribute *cpumsf_pmu_events_attr[SF_CYCLES_ATTR_MAX + 1] = {
2041         [SF_CYCLES_BASIC_ATTR_IDX] = CPUMF_EVENT_PTR(SF, SF_CYCLES_BASIC)
2042 };
2043
2044 PMU_FORMAT_ATTR(event, "config:0-63");
2045
2046 static struct attribute *cpumsf_pmu_format_attr[] = {
2047         &format_attr_event.attr,
2048         NULL,
2049 };
2050
2051 static struct attribute_group cpumsf_pmu_events_group = {
2052         .name = "events",
2053         .attrs = cpumsf_pmu_events_attr,
2054 };
2055
2056 static struct attribute_group cpumsf_pmu_format_group = {
2057         .name = "format",
2058         .attrs = cpumsf_pmu_format_attr,
2059 };
2060
2061 static const struct attribute_group *cpumsf_pmu_attr_groups[] = {
2062         &cpumsf_pmu_events_group,
2063         &cpumsf_pmu_format_group,
2064         NULL,
2065 };
2066
2067 static struct pmu cpumf_sampling = {
2068         .pmu_enable   = cpumsf_pmu_enable,
2069         .pmu_disable  = cpumsf_pmu_disable,
2070
2071         .event_init   = cpumsf_pmu_event_init,
2072         .add          = cpumsf_pmu_add,
2073         .del          = cpumsf_pmu_del,
2074
2075         .start        = cpumsf_pmu_start,
2076         .stop         = cpumsf_pmu_stop,
2077         .read         = cpumsf_pmu_read,
2078
2079         .attr_groups  = cpumsf_pmu_attr_groups,
2080
2081         .setup_aux    = aux_buffer_setup,
2082         .free_aux     = aux_buffer_free,
2083
2084         .check_period = cpumsf_pmu_check_period,
2085 };
2086
2087 static void cpumf_measurement_alert(struct ext_code ext_code,
2088                                     unsigned int alert, unsigned long unused)
2089 {
2090         struct cpu_hw_sf *cpuhw;
2091
2092         if (!(alert & CPU_MF_INT_SF_MASK))
2093                 return;
2094         inc_irq_stat(IRQEXT_CMS);
2095         cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_sf);
2096
2097         /* Measurement alerts are shared and might happen when the PMU
2098          * is not reserved.  Ignore these alerts in this case. */
2099         if (!(cpuhw->flags & PMU_F_RESERVED))
2100                 return;
2101
2102         /* The processing below must take care of multiple alert events that
2103          * might be indicated concurrently. */
2104
2105         /* Program alert request */
2106         if (alert & CPU_MF_INT_SF_PRA) {
2107                 if (cpuhw->flags & PMU_F_IN_USE)
2108                         if (SAMPL_DIAG_MODE(&cpuhw->event->hw))
2109                                 hw_collect_aux(cpuhw);
2110                         else
2111                                 hw_perf_event_update(cpuhw->event, 0);
2112                 else
2113                         WARN_ON_ONCE(!(cpuhw->flags & PMU_F_IN_USE));
2114         }
2115
2116         /* Report measurement alerts only for non-PRA codes */
2117         if (alert != CPU_MF_INT_SF_PRA)
2118                 debug_sprintf_event(sfdbg, 6, "%s: alert %#x\n", __func__,
2119                                     alert);
2120
2121         /* Sampling authorization change request */
2122         if (alert & CPU_MF_INT_SF_SACA)
2123                 qsi(&cpuhw->qsi);
2124
2125         /* Loss of sample data due to high-priority machine activities */
2126         if (alert & CPU_MF_INT_SF_LSDA) {
2127                 pr_err("Sample data was lost\n");
2128                 cpuhw->flags |= PMU_F_ERR_LSDA;
2129                 sf_disable();
2130         }
2131
2132         /* Invalid sampling buffer entry */
2133         if (alert & (CPU_MF_INT_SF_IAE|CPU_MF_INT_SF_ISE)) {
2134                 pr_err("A sampling buffer entry is incorrect (alert=0x%x)\n",
2135                        alert);
2136                 cpuhw->flags |= PMU_F_ERR_IBE;
2137                 sf_disable();
2138         }
2139 }
2140
2141 static int cpusf_pmu_setup(unsigned int cpu, int flags)
2142 {
2143         /* Ignore the notification if no events are scheduled on the PMU.
2144          * This might be racy...
2145          */
2146         if (!atomic_read(&num_events))
2147                 return 0;
2148
2149         local_irq_disable();
2150         setup_pmc_cpu(&flags);
2151         local_irq_enable();
2152         return 0;
2153 }
2154
2155 static int s390_pmu_sf_online_cpu(unsigned int cpu)
2156 {
2157         return cpusf_pmu_setup(cpu, PMC_INIT);
2158 }
2159
2160 static int s390_pmu_sf_offline_cpu(unsigned int cpu)
2161 {
2162         return cpusf_pmu_setup(cpu, PMC_RELEASE);
2163 }
2164
2165 static int param_get_sfb_size(char *buffer, const struct kernel_param *kp)
2166 {
2167         if (!cpum_sf_avail())
2168                 return -ENODEV;
2169         return sprintf(buffer, "%lu,%lu", CPUM_SF_MIN_SDB, CPUM_SF_MAX_SDB);
2170 }
2171
2172 static int param_set_sfb_size(const char *val, const struct kernel_param *kp)
2173 {
2174         int rc;
2175         unsigned long min, max;
2176
2177         if (!cpum_sf_avail())
2178                 return -ENODEV;
2179         if (!val || !strlen(val))
2180                 return -EINVAL;
2181
2182         /* Valid parameter values: "min,max" or "max" */
2183         min = CPUM_SF_MIN_SDB;
2184         max = CPUM_SF_MAX_SDB;
2185         if (strchr(val, ','))
2186                 rc = (sscanf(val, "%lu,%lu", &min, &max) == 2) ? 0 : -EINVAL;
2187         else
2188                 rc = kstrtoul(val, 10, &max);
2189
2190         if (min < 2 || min >= max || max > get_num_physpages())
2191                 rc = -EINVAL;
2192         if (rc)
2193                 return rc;
2194
2195         sfb_set_limits(min, max);
2196         pr_info("The sampling buffer limits have changed to: "
2197                 "min %lu max %lu (diag %lu)\n",
2198                 CPUM_SF_MIN_SDB, CPUM_SF_MAX_SDB, CPUM_SF_SDB_DIAG_FACTOR);
2199         return 0;
2200 }
2201
2202 #define param_check_sfb_size(name, p) __param_check(name, p, void)
2203 static const struct kernel_param_ops param_ops_sfb_size = {
2204         .set = param_set_sfb_size,
2205         .get = param_get_sfb_size,
2206 };
2207
2208 #define RS_INIT_FAILURE_QSI       0x0001
2209 #define RS_INIT_FAILURE_BSDES     0x0002
2210 #define RS_INIT_FAILURE_ALRT      0x0003
2211 #define RS_INIT_FAILURE_PERF      0x0004
2212 static void __init pr_cpumsf_err(unsigned int reason)
2213 {
2214         pr_err("Sampling facility support for perf is not available: "
2215                "reason %#x\n", reason);
2216 }
2217
2218 static int __init init_cpum_sampling_pmu(void)
2219 {
2220         struct hws_qsi_info_block si;
2221         int err;
2222
2223         if (!cpum_sf_avail())
2224                 return -ENODEV;
2225
2226         memset(&si, 0, sizeof(si));
2227         if (qsi(&si)) {
2228                 pr_cpumsf_err(RS_INIT_FAILURE_QSI);
2229                 return -ENODEV;
2230         }
2231
2232         if (!si.as && !si.ad)
2233                 return -ENODEV;
2234
2235         if (si.bsdes != sizeof(struct hws_basic_entry)) {
2236                 pr_cpumsf_err(RS_INIT_FAILURE_BSDES);
2237                 return -EINVAL;
2238         }
2239
2240         if (si.ad) {
2241                 sfb_set_limits(CPUM_SF_MIN_SDB, CPUM_SF_MAX_SDB);
2242                 /* Sampling of diagnostic data authorized,
2243                  * install event into attribute list of PMU device.
2244                  */
2245                 cpumsf_pmu_events_attr[SF_CYCLES_BASIC_DIAG_ATTR_IDX] =
2246                         CPUMF_EVENT_PTR(SF, SF_CYCLES_BASIC_DIAG);
2247         }
2248
2249         sfdbg = debug_register(KMSG_COMPONENT, 2, 1, 80);
2250         if (!sfdbg) {
2251                 pr_err("Registering for s390dbf failed\n");
2252                 return -ENOMEM;
2253         }
2254         debug_register_view(sfdbg, &debug_sprintf_view);
2255
2256         err = register_external_irq(EXT_IRQ_MEASURE_ALERT,
2257                                     cpumf_measurement_alert);
2258         if (err) {
2259                 pr_cpumsf_err(RS_INIT_FAILURE_ALRT);
2260                 debug_unregister(sfdbg);
2261                 goto out;
2262         }
2263
2264         err = perf_pmu_register(&cpumf_sampling, "cpum_sf", PERF_TYPE_RAW);
2265         if (err) {
2266                 pr_cpumsf_err(RS_INIT_FAILURE_PERF);
2267                 unregister_external_irq(EXT_IRQ_MEASURE_ALERT,
2268                                         cpumf_measurement_alert);
2269                 debug_unregister(sfdbg);
2270                 goto out;
2271         }
2272
2273         cpuhp_setup_state(CPUHP_AP_PERF_S390_SF_ONLINE, "perf/s390/sf:online",
2274                           s390_pmu_sf_online_cpu, s390_pmu_sf_offline_cpu);
2275 out:
2276         return err;
2277 }
2278
2279 arch_initcall(init_cpum_sampling_pmu);
2280 core_param(cpum_sfb_size, CPUM_SF_MAX_SDB, sfb_size, 0644);