Merge tag 'for-5.15/parisc' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/deller...
[linux-2.6-microblaze.git] / arch / s390 / kernel / perf_cpum_cf.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Performance event support for s390x - CPU-measurement Counter Facility
4  *
5  *  Copyright IBM Corp. 2012, 2021
6  *  Author(s): Hendrik Brueckner <brueckner@linux.ibm.com>
7  *             Thomas Richter <tmricht@linux.ibm.com>
8  */
9 #define KMSG_COMPONENT  "cpum_cf"
10 #define pr_fmt(fmt)     KMSG_COMPONENT ": " fmt
11
12 #include <linux/kernel.h>
13 #include <linux/kernel_stat.h>
14 #include <linux/percpu.h>
15 #include <linux/notifier.h>
16 #include <linux/init.h>
17 #include <linux/export.h>
18 #include <linux/miscdevice.h>
19
20 #include <asm/cpu_mcf.h>
21 #include <asm/hwctrset.h>
22 #include <asm/debug.h>
23
24 static unsigned int cfdiag_cpu_speed;   /* CPU speed for CF_DIAG trailer */
25 static debug_info_t *cf_dbg;
26
27 #define CF_DIAG_CTRSET_DEF              0xfeef  /* Counter set header mark */
28                                                 /* interval in seconds */
29
30 /* Counter sets are stored as data stream in a page sized memory buffer and
31  * exported to user space via raw data attached to the event sample data.
32  * Each counter set starts with an eight byte header consisting of:
33  * - a two byte eye catcher (0xfeef)
34  * - a one byte counter set number
35  * - a two byte counter set size (indicates the number of counters in this set)
36  * - a three byte reserved value (must be zero) to make the header the same
37  *   size as a counter value.
38  * All counter values are eight byte in size.
39  *
40  * All counter sets are followed by a 64 byte trailer.
41  * The trailer consists of a:
42  * - flag field indicating valid fields when corresponding bit set
43  * - the counter facility first and second version number
44  * - the CPU speed if nonzero
45  * - the time stamp the counter sets have been collected
46  * - the time of day (TOD) base value
47  * - the machine type.
48  *
49  * The counter sets are saved when the process is prepared to be executed on a
50  * CPU and saved again when the process is going to be removed from a CPU.
51  * The difference of both counter sets are calculated and stored in the event
52  * sample data area.
53  */
54 struct cf_ctrset_entry {        /* CPU-M CF counter set entry (8 byte) */
55         unsigned int def:16;    /* 0-15  Data Entry Format */
56         unsigned int set:16;    /* 16-31 Counter set identifier */
57         unsigned int ctr:16;    /* 32-47 Number of stored counters */
58         unsigned int res1:16;   /* 48-63 Reserved */
59 };
60
61 struct cf_trailer_entry {       /* CPU-M CF_DIAG trailer (64 byte) */
62         /* 0 - 7 */
63         union {
64                 struct {
65                         unsigned int clock_base:1;      /* TOD clock base set */
66                         unsigned int speed:1;           /* CPU speed set */
67                         /* Measurement alerts */
68                         unsigned int mtda:1;    /* Loss of MT ctr. data alert */
69                         unsigned int caca:1;    /* Counter auth. change alert */
70                         unsigned int lcda:1;    /* Loss of counter data alert */
71                 };
72                 unsigned long flags;    /* 0-63    All indicators */
73         };
74         /* 8 - 15 */
75         unsigned int cfvn:16;                   /* 64-79   Ctr First Version */
76         unsigned int csvn:16;                   /* 80-95   Ctr Second Version */
77         unsigned int cpu_speed:32;              /* 96-127  CPU speed */
78         /* 16 - 23 */
79         unsigned long timestamp;                /* 128-191 Timestamp (TOD) */
80         /* 24 - 55 */
81         union {
82                 struct {
83                         unsigned long progusage1;
84                         unsigned long progusage2;
85                         unsigned long progusage3;
86                         unsigned long tod_base;
87                 };
88                 unsigned long progusage[4];
89         };
90         /* 56 - 63 */
91         unsigned int mach_type:16;              /* Machine type */
92         unsigned int res1:16;                   /* Reserved */
93         unsigned int res2:32;                   /* Reserved */
94 };
95
96 /* Create the trailer data at the end of a page. */
97 static void cfdiag_trailer(struct cf_trailer_entry *te)
98 {
99         struct cpu_cf_events *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_cf_events);
100         struct cpuid cpuid;
101
102         te->cfvn = cpuhw->info.cfvn;            /* Counter version numbers */
103         te->csvn = cpuhw->info.csvn;
104
105         get_cpu_id(&cpuid);                     /* Machine type */
106         te->mach_type = cpuid.machine;
107         te->cpu_speed = cfdiag_cpu_speed;
108         if (te->cpu_speed)
109                 te->speed = 1;
110         te->clock_base = 1;                     /* Save clock base */
111         te->tod_base = tod_clock_base.tod;
112         te->timestamp = get_tod_clock_fast();
113 }
114
115 /* Read a counter set. The counter set number determines the counter set and
116  * the CPUM-CF first and second version number determine the number of
117  * available counters in each counter set.
118  * Each counter set starts with header containing the counter set number and
119  * the number of eight byte counters.
120  *
121  * The functions returns the number of bytes occupied by this counter set
122  * including the header.
123  * If there is no counter in the counter set, this counter set is useless and
124  * zero is returned on this case.
125  *
126  * Note that the counter sets may not be enabled or active and the stcctm
127  * instruction might return error 3. Depending on error_ok value this is ok,
128  * for example when called from cpumf_pmu_start() call back function.
129  */
130 static size_t cfdiag_getctrset(struct cf_ctrset_entry *ctrdata, int ctrset,
131                                size_t room, bool error_ok)
132 {
133         struct cpu_cf_events *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_cf_events);
134         size_t ctrset_size, need = 0;
135         int rc = 3;                             /* Assume write failure */
136
137         ctrdata->def = CF_DIAG_CTRSET_DEF;
138         ctrdata->set = ctrset;
139         ctrdata->res1 = 0;
140         ctrset_size = cpum_cf_ctrset_size(ctrset, &cpuhw->info);
141
142         if (ctrset_size) {                      /* Save data */
143                 need = ctrset_size * sizeof(u64) + sizeof(*ctrdata);
144                 if (need <= room) {
145                         rc = ctr_stcctm(ctrset, ctrset_size,
146                                         (u64 *)(ctrdata + 1));
147                 }
148                 if (rc != 3 || error_ok)
149                         ctrdata->ctr = ctrset_size;
150                 else
151                         need = 0;
152         }
153
154         debug_sprintf_event(cf_dbg, 3,
155                             "%s ctrset %d ctrset_size %zu cfvn %d csvn %d"
156                             " need %zd rc %d\n", __func__, ctrset, ctrset_size,
157                             cpuhw->info.cfvn, cpuhw->info.csvn, need, rc);
158         return need;
159 }
160
161 /* Read out all counter sets and save them in the provided data buffer.
162  * The last 64 byte host an artificial trailer entry.
163  */
164 static size_t cfdiag_getctr(void *data, size_t sz, unsigned long auth,
165                             bool error_ok)
166 {
167         struct cf_trailer_entry *trailer;
168         size_t offset = 0, done;
169         int i;
170
171         memset(data, 0, sz);
172         sz -= sizeof(*trailer);         /* Always room for trailer */
173         for (i = CPUMF_CTR_SET_BASIC; i < CPUMF_CTR_SET_MAX; ++i) {
174                 struct cf_ctrset_entry *ctrdata = data + offset;
175
176                 if (!(auth & cpumf_ctr_ctl[i]))
177                         continue;       /* Counter set not authorized */
178
179                 done = cfdiag_getctrset(ctrdata, i, sz - offset, error_ok);
180                 offset += done;
181         }
182         trailer = data + offset;
183         cfdiag_trailer(trailer);
184         return offset + sizeof(*trailer);
185 }
186
187 /* Calculate the difference for each counter in a counter set. */
188 static void cfdiag_diffctrset(u64 *pstart, u64 *pstop, int counters)
189 {
190         for (; --counters >= 0; ++pstart, ++pstop)
191                 if (*pstop >= *pstart)
192                         *pstop -= *pstart;
193                 else
194                         *pstop = *pstart - *pstop + 1;
195 }
196
197 /* Scan the counter sets and calculate the difference of each counter
198  * in each set. The result is the increment of each counter during the
199  * period the counter set has been activated.
200  *
201  * Return true on success.
202  */
203 static int cfdiag_diffctr(struct cpu_cf_events *cpuhw, unsigned long auth)
204 {
205         struct cf_trailer_entry *trailer_start, *trailer_stop;
206         struct cf_ctrset_entry *ctrstart, *ctrstop;
207         size_t offset = 0;
208
209         auth &= (1 << CPUMF_LCCTL_ENABLE_SHIFT) - 1;
210         do {
211                 ctrstart = (struct cf_ctrset_entry *)(cpuhw->start + offset);
212                 ctrstop = (struct cf_ctrset_entry *)(cpuhw->stop + offset);
213
214                 if (memcmp(ctrstop, ctrstart, sizeof(*ctrstop))) {
215                         pr_err_once("cpum_cf_diag counter set compare error "
216                                     "in set %i\n", ctrstart->set);
217                         return 0;
218                 }
219                 auth &= ~cpumf_ctr_ctl[ctrstart->set];
220                 if (ctrstart->def == CF_DIAG_CTRSET_DEF) {
221                         cfdiag_diffctrset((u64 *)(ctrstart + 1),
222                                           (u64 *)(ctrstop + 1), ctrstart->ctr);
223                         offset += ctrstart->ctr * sizeof(u64) +
224                                                         sizeof(*ctrstart);
225                 }
226         } while (ctrstart->def && auth);
227
228         /* Save time_stamp from start of event in stop's trailer */
229         trailer_start = (struct cf_trailer_entry *)(cpuhw->start + offset);
230         trailer_stop = (struct cf_trailer_entry *)(cpuhw->stop + offset);
231         trailer_stop->progusage[0] = trailer_start->timestamp;
232
233         return 1;
234 }
235
236 static enum cpumf_ctr_set get_counter_set(u64 event)
237 {
238         int set = CPUMF_CTR_SET_MAX;
239
240         if (event < 32)
241                 set = CPUMF_CTR_SET_BASIC;
242         else if (event < 64)
243                 set = CPUMF_CTR_SET_USER;
244         else if (event < 128)
245                 set = CPUMF_CTR_SET_CRYPTO;
246         else if (event < 288)
247                 set = CPUMF_CTR_SET_EXT;
248         else if (event >= 448 && event < 496)
249                 set = CPUMF_CTR_SET_MT_DIAG;
250
251         return set;
252 }
253
254 static int validate_ctr_version(const struct hw_perf_event *hwc,
255                                 enum cpumf_ctr_set set)
256 {
257         struct cpu_cf_events *cpuhw;
258         int err = 0;
259         u16 mtdiag_ctl;
260
261         cpuhw = &get_cpu_var(cpu_cf_events);
262
263         /* check required version for counter sets */
264         switch (set) {
265         case CPUMF_CTR_SET_BASIC:
266         case CPUMF_CTR_SET_USER:
267                 if (cpuhw->info.cfvn < 1)
268                         err = -EOPNOTSUPP;
269                 break;
270         case CPUMF_CTR_SET_CRYPTO:
271                 if ((cpuhw->info.csvn >= 1 && cpuhw->info.csvn <= 5 &&
272                      hwc->config > 79) ||
273                     (cpuhw->info.csvn >= 6 && hwc->config > 83))
274                         err = -EOPNOTSUPP;
275                 break;
276         case CPUMF_CTR_SET_EXT:
277                 if (cpuhw->info.csvn < 1)
278                         err = -EOPNOTSUPP;
279                 if ((cpuhw->info.csvn == 1 && hwc->config > 159) ||
280                     (cpuhw->info.csvn == 2 && hwc->config > 175) ||
281                     (cpuhw->info.csvn >= 3 && cpuhw->info.csvn <= 5
282                      && hwc->config > 255) ||
283                     (cpuhw->info.csvn >= 6 && hwc->config > 287))
284                         err = -EOPNOTSUPP;
285                 break;
286         case CPUMF_CTR_SET_MT_DIAG:
287                 if (cpuhw->info.csvn <= 3)
288                         err = -EOPNOTSUPP;
289                 /*
290                  * MT-diagnostic counters are read-only.  The counter set
291                  * is automatically enabled and activated on all CPUs with
292                  * multithreading (SMT).  Deactivation of multithreading
293                  * also disables the counter set.  State changes are ignored
294                  * by lcctl().  Because Linux controls SMT enablement through
295                  * a kernel parameter only, the counter set is either disabled
296                  * or enabled and active.
297                  *
298                  * Thus, the counters can only be used if SMT is on and the
299                  * counter set is enabled and active.
300                  */
301                 mtdiag_ctl = cpumf_ctr_ctl[CPUMF_CTR_SET_MT_DIAG];
302                 if (!((cpuhw->info.auth_ctl & mtdiag_ctl) &&
303                       (cpuhw->info.enable_ctl & mtdiag_ctl) &&
304                       (cpuhw->info.act_ctl & mtdiag_ctl)))
305                         err = -EOPNOTSUPP;
306                 break;
307         case CPUMF_CTR_SET_MAX:
308                 err = -EOPNOTSUPP;
309         }
310
311         put_cpu_var(cpu_cf_events);
312         return err;
313 }
314
315 static int validate_ctr_auth(const struct hw_perf_event *hwc)
316 {
317         struct cpu_cf_events *cpuhw;
318         int err = 0;
319
320         cpuhw = &get_cpu_var(cpu_cf_events);
321
322         /* Check authorization for cpu counter sets.
323          * If the particular CPU counter set is not authorized,
324          * return with -ENOENT in order to fall back to other
325          * PMUs that might suffice the event request.
326          */
327         if (!(hwc->config_base & cpuhw->info.auth_ctl))
328                 err = -ENOENT;
329
330         put_cpu_var(cpu_cf_events);
331         return err;
332 }
333
334 /*
335  * Change the CPUMF state to active.
336  * Enable and activate the CPU-counter sets according
337  * to the per-cpu control state.
338  */
339 static void cpumf_pmu_enable(struct pmu *pmu)
340 {
341         struct cpu_cf_events *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_cf_events);
342         int err;
343
344         if (cpuhw->flags & PMU_F_ENABLED)
345                 return;
346
347         err = lcctl(cpuhw->state | cpuhw->dev_state);
348         if (err) {
349                 pr_err("Enabling the performance measuring unit "
350                        "failed with rc=%x\n", err);
351                 return;
352         }
353
354         cpuhw->flags |= PMU_F_ENABLED;
355 }
356
357 /*
358  * Change the CPUMF state to inactive.
359  * Disable and enable (inactive) the CPU-counter sets according
360  * to the per-cpu control state.
361  */
362 static void cpumf_pmu_disable(struct pmu *pmu)
363 {
364         struct cpu_cf_events *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_cf_events);
365         int err;
366         u64 inactive;
367
368         if (!(cpuhw->flags & PMU_F_ENABLED))
369                 return;
370
371         inactive = cpuhw->state & ~((1 << CPUMF_LCCTL_ENABLE_SHIFT) - 1);
372         inactive |= cpuhw->dev_state;
373         err = lcctl(inactive);
374         if (err) {
375                 pr_err("Disabling the performance measuring unit "
376                        "failed with rc=%x\n", err);
377                 return;
378         }
379
380         cpuhw->flags &= ~PMU_F_ENABLED;
381 }
382
383
384 /* Number of perf events counting hardware events */
385 static atomic_t num_events = ATOMIC_INIT(0);
386 /* Used to avoid races in calling reserve/release_cpumf_hardware */
387 static DEFINE_MUTEX(pmc_reserve_mutex);
388
389 /* Release the PMU if event is the last perf event */
390 static void hw_perf_event_destroy(struct perf_event *event)
391 {
392         if (!atomic_add_unless(&num_events, -1, 1)) {
393                 mutex_lock(&pmc_reserve_mutex);
394                 if (atomic_dec_return(&num_events) == 0)
395                         __kernel_cpumcf_end();
396                 mutex_unlock(&pmc_reserve_mutex);
397         }
398 }
399
400 /* CPUMF <-> perf event mappings for kernel+userspace (basic set) */
401 static const int cpumf_generic_events_basic[] = {
402         [PERF_COUNT_HW_CPU_CYCLES]          = 0,
403         [PERF_COUNT_HW_INSTRUCTIONS]        = 1,
404         [PERF_COUNT_HW_CACHE_REFERENCES]    = -1,
405         [PERF_COUNT_HW_CACHE_MISSES]        = -1,
406         [PERF_COUNT_HW_BRANCH_INSTRUCTIONS] = -1,
407         [PERF_COUNT_HW_BRANCH_MISSES]       = -1,
408         [PERF_COUNT_HW_BUS_CYCLES]          = -1,
409 };
410 /* CPUMF <-> perf event mappings for userspace (problem-state set) */
411 static const int cpumf_generic_events_user[] = {
412         [PERF_COUNT_HW_CPU_CYCLES]          = 32,
413         [PERF_COUNT_HW_INSTRUCTIONS]        = 33,
414         [PERF_COUNT_HW_CACHE_REFERENCES]    = -1,
415         [PERF_COUNT_HW_CACHE_MISSES]        = -1,
416         [PERF_COUNT_HW_BRANCH_INSTRUCTIONS] = -1,
417         [PERF_COUNT_HW_BRANCH_MISSES]       = -1,
418         [PERF_COUNT_HW_BUS_CYCLES]          = -1,
419 };
420
421 static void cpumf_hw_inuse(void)
422 {
423         mutex_lock(&pmc_reserve_mutex);
424         if (atomic_inc_return(&num_events) == 1)
425                 __kernel_cpumcf_begin();
426         mutex_unlock(&pmc_reserve_mutex);
427 }
428
429 static int __hw_perf_event_init(struct perf_event *event, unsigned int type)
430 {
431         struct perf_event_attr *attr = &event->attr;
432         struct hw_perf_event *hwc = &event->hw;
433         enum cpumf_ctr_set set;
434         int err = 0;
435         u64 ev;
436
437         switch (type) {
438         case PERF_TYPE_RAW:
439                 /* Raw events are used to access counters directly,
440                  * hence do not permit excludes */
441                 if (attr->exclude_kernel || attr->exclude_user ||
442                     attr->exclude_hv)
443                         return -EOPNOTSUPP;
444                 ev = attr->config;
445                 break;
446
447         case PERF_TYPE_HARDWARE:
448                 if (is_sampling_event(event))   /* No sampling support */
449                         return -ENOENT;
450                 ev = attr->config;
451                 /* Count user space (problem-state) only */
452                 if (!attr->exclude_user && attr->exclude_kernel) {
453                         if (ev >= ARRAY_SIZE(cpumf_generic_events_user))
454                                 return -EOPNOTSUPP;
455                         ev = cpumf_generic_events_user[ev];
456
457                 /* No support for kernel space counters only */
458                 } else if (!attr->exclude_kernel && attr->exclude_user) {
459                         return -EOPNOTSUPP;
460                 } else {        /* Count user and kernel space */
461                         if (ev >= ARRAY_SIZE(cpumf_generic_events_basic))
462                                 return -EOPNOTSUPP;
463                         ev = cpumf_generic_events_basic[ev];
464                 }
465                 break;
466
467         default:
468                 return -ENOENT;
469         }
470
471         if (ev == -1)
472                 return -ENOENT;
473
474         if (ev > PERF_CPUM_CF_MAX_CTR)
475                 return -ENOENT;
476
477         /* Obtain the counter set to which the specified counter belongs */
478         set = get_counter_set(ev);
479         switch (set) {
480         case CPUMF_CTR_SET_BASIC:
481         case CPUMF_CTR_SET_USER:
482         case CPUMF_CTR_SET_CRYPTO:
483         case CPUMF_CTR_SET_EXT:
484         case CPUMF_CTR_SET_MT_DIAG:
485                 /*
486                  * Use the hardware perf event structure to store the
487                  * counter number in the 'config' member and the counter
488                  * set number in the 'config_base' as bit mask.
489                  * It is later used to enable/disable the counter(s).
490                  */
491                 hwc->config = ev;
492                 hwc->config_base = cpumf_ctr_ctl[set];
493                 break;
494         case CPUMF_CTR_SET_MAX:
495                 /* The counter could not be associated to a counter set */
496                 return -EINVAL;
497         }
498
499         /* Initialize for using the CPU-measurement counter facility */
500         cpumf_hw_inuse();
501         event->destroy = hw_perf_event_destroy;
502
503         /* Finally, validate version and authorization of the counter set */
504         err = validate_ctr_auth(hwc);
505         if (!err)
506                 err = validate_ctr_version(hwc, set);
507
508         return err;
509 }
510
511 static int cpumf_pmu_event_init(struct perf_event *event)
512 {
513         unsigned int type = event->attr.type;
514         int err;
515
516         if (type == PERF_TYPE_HARDWARE || type == PERF_TYPE_RAW)
517                 err = __hw_perf_event_init(event, type);
518         else if (event->pmu->type == type)
519                 /* Registered as unknown PMU */
520                 err = __hw_perf_event_init(event, PERF_TYPE_RAW);
521         else
522                 return -ENOENT;
523
524         if (unlikely(err) && event->destroy)
525                 event->destroy(event);
526
527         return err;
528 }
529
530 static int hw_perf_event_reset(struct perf_event *event)
531 {
532         u64 prev, new;
533         int err;
534
535         do {
536                 prev = local64_read(&event->hw.prev_count);
537                 err = ecctr(event->hw.config, &new);
538                 if (err) {
539                         if (err != 3)
540                                 break;
541                         /* The counter is not (yet) available. This
542                          * might happen if the counter set to which
543                          * this counter belongs is in the disabled
544                          * state.
545                          */
546                         new = 0;
547                 }
548         } while (local64_cmpxchg(&event->hw.prev_count, prev, new) != prev);
549
550         return err;
551 }
552
553 static void hw_perf_event_update(struct perf_event *event)
554 {
555         u64 prev, new, delta;
556         int err;
557
558         do {
559                 prev = local64_read(&event->hw.prev_count);
560                 err = ecctr(event->hw.config, &new);
561                 if (err)
562                         return;
563         } while (local64_cmpxchg(&event->hw.prev_count, prev, new) != prev);
564
565         delta = (prev <= new) ? new - prev
566                               : (-1ULL - prev) + new + 1;        /* overflow */
567         local64_add(delta, &event->count);
568 }
569
570 static void cpumf_pmu_read(struct perf_event *event)
571 {
572         if (event->hw.state & PERF_HES_STOPPED)
573                 return;
574
575         hw_perf_event_update(event);
576 }
577
578 static void cpumf_pmu_start(struct perf_event *event, int flags)
579 {
580         struct cpu_cf_events *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_cf_events);
581         struct hw_perf_event *hwc = &event->hw;
582         int i;
583
584         if (!(hwc->state & PERF_HES_STOPPED))
585                 return;
586
587         hwc->state = 0;
588
589         /* (Re-)enable and activate the counter set */
590         ctr_set_enable(&cpuhw->state, hwc->config_base);
591         ctr_set_start(&cpuhw->state, hwc->config_base);
592
593         /* The counter set to which this counter belongs can be already active.
594          * Because all counters in a set are active, the event->hw.prev_count
595          * needs to be synchronized.  At this point, the counter set can be in
596          * the inactive or disabled state.
597          */
598         if (hwc->config == PERF_EVENT_CPUM_CF_DIAG) {
599                 cpuhw->usedss = cfdiag_getctr(cpuhw->start,
600                                               sizeof(cpuhw->start),
601                                               hwc->config_base, true);
602         } else {
603                 hw_perf_event_reset(event);
604         }
605
606         /* Increment refcount for counter sets */
607         for (i = CPUMF_CTR_SET_BASIC; i < CPUMF_CTR_SET_MAX; ++i)
608                 if ((hwc->config_base & cpumf_ctr_ctl[i]))
609                         atomic_inc(&cpuhw->ctr_set[i]);
610 }
611
612 /* Create perf event sample with the counter sets as raw data.  The sample
613  * is then pushed to the event subsystem and the function checks for
614  * possible event overflows. If an event overflow occurs, the PMU is
615  * stopped.
616  *
617  * Return non-zero if an event overflow occurred.
618  */
619 static int cfdiag_push_sample(struct perf_event *event,
620                               struct cpu_cf_events *cpuhw)
621 {
622         struct perf_sample_data data;
623         struct perf_raw_record raw;
624         struct pt_regs regs;
625         int overflow;
626
627         /* Setup perf sample */
628         perf_sample_data_init(&data, 0, event->hw.last_period);
629         memset(&regs, 0, sizeof(regs));
630         memset(&raw, 0, sizeof(raw));
631
632         if (event->attr.sample_type & PERF_SAMPLE_CPU)
633                 data.cpu_entry.cpu = event->cpu;
634         if (event->attr.sample_type & PERF_SAMPLE_RAW) {
635                 raw.frag.size = cpuhw->usedss;
636                 raw.frag.data = cpuhw->stop;
637                 raw.size = raw.frag.size;
638                 data.raw = &raw;
639         }
640
641         overflow = perf_event_overflow(event, &data, &regs);
642         debug_sprintf_event(cf_dbg, 3,
643                             "%s event %#llx sample_type %#llx raw %d ov %d\n",
644                             __func__, event->hw.config,
645                             event->attr.sample_type, raw.size, overflow);
646         if (overflow)
647                 event->pmu->stop(event, 0);
648
649         perf_event_update_userpage(event);
650         return overflow;
651 }
652
653 static void cpumf_pmu_stop(struct perf_event *event, int flags)
654 {
655         struct cpu_cf_events *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_cf_events);
656         struct hw_perf_event *hwc = &event->hw;
657         int i;
658
659         if (!(hwc->state & PERF_HES_STOPPED)) {
660                 /* Decrement reference count for this counter set and if this
661                  * is the last used counter in the set, clear activation
662                  * control and set the counter set state to inactive.
663                  */
664                 for (i = CPUMF_CTR_SET_BASIC; i < CPUMF_CTR_SET_MAX; ++i) {
665                         if (!(hwc->config_base & cpumf_ctr_ctl[i]))
666                                 continue;
667                         if (!atomic_dec_return(&cpuhw->ctr_set[i]))
668                                 ctr_set_stop(&cpuhw->state, cpumf_ctr_ctl[i]);
669                 }
670                 hwc->state |= PERF_HES_STOPPED;
671         }
672
673         if ((flags & PERF_EF_UPDATE) && !(hwc->state & PERF_HES_UPTODATE)) {
674                 if (hwc->config == PERF_EVENT_CPUM_CF_DIAG) {
675                         local64_inc(&event->count);
676                         cpuhw->usedss = cfdiag_getctr(cpuhw->stop,
677                                                       sizeof(cpuhw->stop),
678                                                       event->hw.config_base,
679                                                       false);
680                         if (cfdiag_diffctr(cpuhw, event->hw.config_base))
681                                 cfdiag_push_sample(event, cpuhw);
682                 } else
683                         hw_perf_event_update(event);
684                 hwc->state |= PERF_HES_UPTODATE;
685         }
686 }
687
688 static int cpumf_pmu_add(struct perf_event *event, int flags)
689 {
690         struct cpu_cf_events *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_cf_events);
691
692         ctr_set_enable(&cpuhw->state, event->hw.config_base);
693         event->hw.state = PERF_HES_UPTODATE | PERF_HES_STOPPED;
694
695         if (flags & PERF_EF_START)
696                 cpumf_pmu_start(event, PERF_EF_RELOAD);
697
698         return 0;
699 }
700
701 static void cpumf_pmu_del(struct perf_event *event, int flags)
702 {
703         struct cpu_cf_events *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_cf_events);
704         int i;
705
706         cpumf_pmu_stop(event, PERF_EF_UPDATE);
707
708         /* Check if any counter in the counter set is still used.  If not used,
709          * change the counter set to the disabled state.  This also clears the
710          * content of all counters in the set.
711          *
712          * When a new perf event has been added but not yet started, this can
713          * clear enable control and resets all counters in a set.  Therefore,
714          * cpumf_pmu_start() always has to reenable a counter set.
715          */
716         for (i = CPUMF_CTR_SET_BASIC; i < CPUMF_CTR_SET_MAX; ++i)
717                 if (!atomic_read(&cpuhw->ctr_set[i]))
718                         ctr_set_disable(&cpuhw->state, cpumf_ctr_ctl[i]);
719 }
720
721 /* Performance monitoring unit for s390x */
722 static struct pmu cpumf_pmu = {
723         .task_ctx_nr  = perf_sw_context,
724         .capabilities = PERF_PMU_CAP_NO_INTERRUPT,
725         .pmu_enable   = cpumf_pmu_enable,
726         .pmu_disable  = cpumf_pmu_disable,
727         .event_init   = cpumf_pmu_event_init,
728         .add          = cpumf_pmu_add,
729         .del          = cpumf_pmu_del,
730         .start        = cpumf_pmu_start,
731         .stop         = cpumf_pmu_stop,
732         .read         = cpumf_pmu_read,
733 };
734
735 static int cfset_init(void);
736 static int __init cpumf_pmu_init(void)
737 {
738         int rc;
739
740         if (!kernel_cpumcf_avail())
741                 return -ENODEV;
742
743         /* Setup s390dbf facility */
744         cf_dbg = debug_register(KMSG_COMPONENT, 2, 1, 128);
745         if (!cf_dbg) {
746                 pr_err("Registration of s390dbf(cpum_cf) failed\n");
747                 return -ENOMEM;
748         }
749         debug_register_view(cf_dbg, &debug_sprintf_view);
750
751         cpumf_pmu.attr_groups = cpumf_cf_event_group();
752         rc = perf_pmu_register(&cpumf_pmu, "cpum_cf", -1);
753         if (rc) {
754                 debug_unregister_view(cf_dbg, &debug_sprintf_view);
755                 debug_unregister(cf_dbg);
756                 pr_err("Registering the cpum_cf PMU failed with rc=%i\n", rc);
757         } else if (stccm_avail()) {     /* Setup counter set device */
758                 cfset_init();
759         }
760         return rc;
761 }
762
763 /* Support for the CPU Measurement Facility counter set extraction using
764  * device /dev/hwctr. This allows user space programs to extract complete
765  * counter set via normal file operations.
766  */
767
768 static atomic_t cfset_opencnt = ATOMIC_INIT(0); /* Excl. access */
769 static DEFINE_MUTEX(cfset_ctrset_mutex);/* Synchronize access to hardware */
770 struct cfset_call_on_cpu_parm {         /* Parm struct for smp_call_on_cpu */
771         unsigned int sets;              /* Counter set bit mask */
772         atomic_t cpus_ack;              /* # CPUs successfully executed func */
773 };
774
775 static struct cfset_request {           /* CPUs and counter set bit mask */
776         unsigned long ctrset;           /* Bit mask of counter set to read */
777         cpumask_t mask;                 /* CPU mask to read from */
778 } cfset_request;
779
780 static void cfset_ctrset_clear(void)
781 {
782         cpumask_clear(&cfset_request.mask);
783         cfset_request.ctrset = 0;
784 }
785
786 /* The /dev/hwctr device access uses PMU_F_IN_USE to mark the device access
787  * path is currently used.
788  * The cpu_cf_events::dev_state is used to denote counter sets in use by this
789  * interface. It is always or'ed in. If this interface is not active, its
790  * value is zero and no additional counter sets will be included.
791  *
792  * The cpu_cf_events::state is used by the perf_event_open SVC and remains
793  * unchanged.
794  *
795  * perf_pmu_enable() and perf_pmu_enable() and its call backs
796  * cpumf_pmu_enable() and  cpumf_pmu_disable() are called by the
797  * performance measurement subsystem to enable per process
798  * CPU Measurement counter facility.
799  * The XXX_enable() and XXX_disable functions are used to turn off
800  * x86 performance monitoring interrupt (PMI) during scheduling.
801  * s390 uses these calls to temporarily stop and resume the active CPU
802  * counters sets during scheduling.
803  *
804  * We do allow concurrent access of perf_event_open() SVC and /dev/hwctr
805  * device access.  The perf_event_open() SVC interface makes a lot of effort
806  * to only run the counters while the calling process is actively scheduled
807  * to run.
808  * When /dev/hwctr interface is also used at the same time, the counter sets
809  * will keep running, even when the process is scheduled off a CPU.
810  * However this is not a problem and does not lead to wrong counter values
811  * for the perf_event_open() SVC. The current counter value will be recorded
812  * during schedule-in. At schedule-out time the current counter value is
813  * extracted again and the delta is calculated and added to the event.
814  */
815 /* Stop all counter sets via ioctl interface */
816 static void cfset_ioctl_off(void *parm)
817 {
818         struct cpu_cf_events *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_cf_events);
819         struct cfset_call_on_cpu_parm *p = parm;
820         int rc;
821
822         cpuhw->dev_state = 0;
823         for (rc = CPUMF_CTR_SET_BASIC; rc < CPUMF_CTR_SET_MAX; ++rc)
824                 if ((p->sets & cpumf_ctr_ctl[rc]))
825                         atomic_dec(&cpuhw->ctr_set[rc]);
826         rc = lcctl(cpuhw->state);       /* Keep perf_event_open counter sets */
827         if (rc)
828                 pr_err("Counter set stop %#llx of /dev/%s failed rc=%i\n",
829                        cpuhw->state, S390_HWCTR_DEVICE, rc);
830         cpuhw->flags &= ~PMU_F_IN_USE;
831         debug_sprintf_event(cf_dbg, 4, "%s rc %d state %#llx dev_state %#llx\n",
832                             __func__, rc, cpuhw->state, cpuhw->dev_state);
833 }
834
835 /* Start counter sets on particular CPU */
836 static void cfset_ioctl_on(void *parm)
837 {
838         struct cpu_cf_events *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_cf_events);
839         struct cfset_call_on_cpu_parm *p = parm;
840         int rc;
841
842         cpuhw->flags |= PMU_F_IN_USE;
843         ctr_set_enable(&cpuhw->dev_state, p->sets);
844         ctr_set_start(&cpuhw->dev_state, p->sets);
845         for (rc = CPUMF_CTR_SET_BASIC; rc < CPUMF_CTR_SET_MAX; ++rc)
846                 if ((p->sets & cpumf_ctr_ctl[rc]))
847                         atomic_inc(&cpuhw->ctr_set[rc]);
848         rc = lcctl(cpuhw->dev_state | cpuhw->state);    /* Start counter sets */
849         if (!rc)
850                 atomic_inc(&p->cpus_ack);
851         else
852                 pr_err("Counter set start %#llx of /dev/%s failed rc=%i\n",
853                        cpuhw->dev_state | cpuhw->state, S390_HWCTR_DEVICE, rc);
854         debug_sprintf_event(cf_dbg, 4, "%s rc %d state %#llx dev_state %#llx\n",
855                             __func__, rc, cpuhw->state, cpuhw->dev_state);
856 }
857
858 static void cfset_release_cpu(void *p)
859 {
860         struct cpu_cf_events *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_cf_events);
861         int rc;
862
863         debug_sprintf_event(cf_dbg, 4, "%s state %#llx dev_state %#llx\n",
864                             __func__, cpuhw->state, cpuhw->dev_state);
865         rc = lcctl(cpuhw->state);       /* Keep perf_event_open counter sets */
866         if (rc)
867                 pr_err("Counter set release %#llx of /dev/%s failed rc=%i\n",
868                        cpuhw->state, S390_HWCTR_DEVICE, rc);
869         cpuhw->dev_state = 0;
870 }
871
872 /* Release function is also called when application gets terminated without
873  * doing a proper ioctl(..., S390_HWCTR_STOP, ...) command.
874  */
875 static int cfset_release(struct inode *inode, struct file *file)
876 {
877         on_each_cpu(cfset_release_cpu, NULL, 1);
878         hw_perf_event_destroy(NULL);
879         cfset_ctrset_clear();
880         atomic_set(&cfset_opencnt, 0);
881         return 0;
882 }
883
884 static int cfset_open(struct inode *inode, struct file *file)
885 {
886         if (!capable(CAP_SYS_ADMIN))
887                 return -EPERM;
888         /* Only one user space program can open /dev/hwctr */
889         if (atomic_xchg(&cfset_opencnt, 1))
890                 return -EBUSY;
891
892         cpumf_hw_inuse();
893         file->private_data = NULL;
894         /* nonseekable_open() never fails */
895         return nonseekable_open(inode, file);
896 }
897
898 static int cfset_all_stop(void)
899 {
900         struct cfset_call_on_cpu_parm p = {
901                 .sets = cfset_request.ctrset,
902         };
903         cpumask_var_t mask;
904
905         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
906                 return -ENOMEM;
907         cpumask_and(mask, &cfset_request.mask, cpu_online_mask);
908         on_each_cpu_mask(mask, cfset_ioctl_off, &p, 1);
909         free_cpumask_var(mask);
910         return 0;
911 }
912
913 static int cfset_all_start(void)
914 {
915         struct cfset_call_on_cpu_parm p = {
916                 .sets = cfset_request.ctrset,
917                 .cpus_ack = ATOMIC_INIT(0),
918         };
919         cpumask_var_t mask;
920         int rc = 0;
921
922         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
923                 return -ENOMEM;
924         cpumask_and(mask, &cfset_request.mask, cpu_online_mask);
925         on_each_cpu_mask(mask, cfset_ioctl_on, &p, 1);
926         if (atomic_read(&p.cpus_ack) != cpumask_weight(mask)) {
927                 on_each_cpu_mask(mask, cfset_ioctl_off, &p, 1);
928                 rc = -EIO;
929                 debug_sprintf_event(cf_dbg, 4, "%s CPUs missing", __func__);
930         }
931         free_cpumask_var(mask);
932         return rc;
933 }
934
935
936 /* Return the maximum required space for all possible CPUs in case one
937  * CPU will be onlined during the START, READ, STOP cycles.
938  * To find out the size of the counter sets, any one CPU will do. They
939  * all have the same counter sets.
940  */
941 static size_t cfset_needspace(unsigned int sets)
942 {
943         struct cpu_cf_events *cpuhw = get_cpu_ptr(&cpu_cf_events);
944         size_t bytes = 0;
945         int i;
946
947         for (i = CPUMF_CTR_SET_BASIC; i < CPUMF_CTR_SET_MAX; ++i) {
948                 if (!(sets & cpumf_ctr_ctl[i]))
949                         continue;
950                 bytes += cpum_cf_ctrset_size(i, &cpuhw->info) * sizeof(u64) +
951                          sizeof(((struct s390_ctrset_setdata *)0)->set) +
952                          sizeof(((struct s390_ctrset_setdata *)0)->no_cnts);
953         }
954         bytes = sizeof(((struct s390_ctrset_read *)0)->no_cpus) + nr_cpu_ids *
955                 (bytes + sizeof(((struct s390_ctrset_cpudata *)0)->cpu_nr) +
956                      sizeof(((struct s390_ctrset_cpudata *)0)->no_sets));
957         put_cpu_ptr(&cpu_cf_events);
958         return bytes;
959 }
960
961 static int cfset_all_copy(unsigned long arg, cpumask_t *mask)
962 {
963         struct s390_ctrset_read __user *ctrset_read;
964         unsigned int cpu, cpus, rc;
965         void __user *uptr;
966
967         ctrset_read = (struct s390_ctrset_read __user *)arg;
968         uptr = ctrset_read->data;
969         for_each_cpu(cpu, mask) {
970                 struct cpu_cf_events *cpuhw = per_cpu_ptr(&cpu_cf_events, cpu);
971                 struct s390_ctrset_cpudata __user *ctrset_cpudata;
972
973                 ctrset_cpudata = uptr;
974                 rc  = put_user(cpu, &ctrset_cpudata->cpu_nr);
975                 rc |= put_user(cpuhw->sets, &ctrset_cpudata->no_sets);
976                 rc |= copy_to_user(ctrset_cpudata->data, cpuhw->data,
977                                    cpuhw->used);
978                 if (rc)
979                         return -EFAULT;
980                 uptr += sizeof(struct s390_ctrset_cpudata) + cpuhw->used;
981                 cond_resched();
982         }
983         cpus = cpumask_weight(mask);
984         if (put_user(cpus, &ctrset_read->no_cpus))
985                 return -EFAULT;
986         debug_sprintf_event(cf_dbg, 4, "%s copied %ld\n", __func__,
987                             uptr - (void __user *)ctrset_read->data);
988         return 0;
989 }
990
991 static size_t cfset_cpuset_read(struct s390_ctrset_setdata *p, int ctrset,
992                                 int ctrset_size, size_t room)
993 {
994         size_t need = 0;
995         int rc = -1;
996
997         need = sizeof(*p) + sizeof(u64) * ctrset_size;
998         if (need <= room) {
999                 p->set = cpumf_ctr_ctl[ctrset];
1000                 p->no_cnts = ctrset_size;
1001                 rc = ctr_stcctm(ctrset, ctrset_size, (u64 *)p->cv);
1002                 if (rc == 3)            /* Nothing stored */
1003                         need = 0;
1004         }
1005         return need;
1006 }
1007
1008 /* Read all counter sets. */
1009 static void cfset_cpu_read(void *parm)
1010 {
1011         struct cpu_cf_events *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_cf_events);
1012         struct cfset_call_on_cpu_parm *p = parm;
1013         int set, set_size;
1014         size_t space;
1015
1016         /* No data saved yet */
1017         cpuhw->used = 0;
1018         cpuhw->sets = 0;
1019         memset(cpuhw->data, 0, sizeof(cpuhw->data));
1020
1021         /* Scan the counter sets */
1022         for (set = CPUMF_CTR_SET_BASIC; set < CPUMF_CTR_SET_MAX; ++set) {
1023                 struct s390_ctrset_setdata *sp = (void *)cpuhw->data +
1024                                                  cpuhw->used;
1025
1026                 if (!(p->sets & cpumf_ctr_ctl[set]))
1027                         continue;       /* Counter set not in list */
1028                 set_size = cpum_cf_ctrset_size(set, &cpuhw->info);
1029                 space = sizeof(cpuhw->data) - cpuhw->used;
1030                 space = cfset_cpuset_read(sp, set, set_size, space);
1031                 if (space) {
1032                         cpuhw->used += space;
1033                         cpuhw->sets += 1;
1034                 }
1035         }
1036         debug_sprintf_event(cf_dbg, 4, "%s sets %d used %zd\n", __func__,
1037                             cpuhw->sets, cpuhw->used);
1038 }
1039
1040 static int cfset_all_read(unsigned long arg)
1041 {
1042         struct cfset_call_on_cpu_parm p;
1043         cpumask_var_t mask;
1044         int rc;
1045
1046         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
1047                 return -ENOMEM;
1048
1049         p.sets = cfset_request.ctrset;
1050         cpumask_and(mask, &cfset_request.mask, cpu_online_mask);
1051         on_each_cpu_mask(mask, cfset_cpu_read, &p, 1);
1052         rc = cfset_all_copy(arg, mask);
1053         free_cpumask_var(mask);
1054         return rc;
1055 }
1056
1057 static long cfset_ioctl_read(unsigned long arg)
1058 {
1059         struct s390_ctrset_read read;
1060         int ret = 0;
1061
1062         if (copy_from_user(&read, (char __user *)arg, sizeof(read)))
1063                 return -EFAULT;
1064         ret = cfset_all_read(arg);
1065         return ret;
1066 }
1067
1068 static long cfset_ioctl_stop(void)
1069 {
1070         int ret = ENXIO;
1071
1072         if (cfset_request.ctrset) {
1073                 ret = cfset_all_stop();
1074                 cfset_ctrset_clear();
1075         }
1076         return ret;
1077 }
1078
1079 static long cfset_ioctl_start(unsigned long arg)
1080 {
1081         struct s390_ctrset_start __user *ustart;
1082         struct s390_ctrset_start start;
1083         void __user *umask;
1084         unsigned int len;
1085         int ret = 0;
1086         size_t need;
1087
1088         if (cfset_request.ctrset)
1089                 return -EBUSY;
1090         ustart = (struct s390_ctrset_start __user *)arg;
1091         if (copy_from_user(&start, ustart, sizeof(start)))
1092                 return -EFAULT;
1093         if (start.version != S390_HWCTR_START_VERSION)
1094                 return -EINVAL;
1095         if (start.counter_sets & ~(cpumf_ctr_ctl[CPUMF_CTR_SET_BASIC] |
1096                                    cpumf_ctr_ctl[CPUMF_CTR_SET_USER] |
1097                                    cpumf_ctr_ctl[CPUMF_CTR_SET_CRYPTO] |
1098                                    cpumf_ctr_ctl[CPUMF_CTR_SET_EXT] |
1099                                    cpumf_ctr_ctl[CPUMF_CTR_SET_MT_DIAG]))
1100                 return -EINVAL;         /* Invalid counter set */
1101         if (!start.counter_sets)
1102                 return -EINVAL;         /* No counter set at all? */
1103         cpumask_clear(&cfset_request.mask);
1104         len = min_t(u64, start.cpumask_len, cpumask_size());
1105         umask = (void __user *)start.cpumask;
1106         if (copy_from_user(&cfset_request.mask, umask, len))
1107                 return -EFAULT;
1108         if (cpumask_empty(&cfset_request.mask))
1109                 return -EINVAL;
1110         need = cfset_needspace(start.counter_sets);
1111         if (put_user(need, &ustart->data_bytes))
1112                 ret = -EFAULT;
1113         if (ret)
1114                 goto out;
1115         cfset_request.ctrset = start.counter_sets;
1116         ret = cfset_all_start();
1117 out:
1118         if (ret)
1119                 cfset_ctrset_clear();
1120         debug_sprintf_event(cf_dbg, 4, "%s sets %#lx need %ld ret %d\n",
1121                             __func__, cfset_request.ctrset, need, ret);
1122         return ret;
1123 }
1124
1125 /* Entry point to the /dev/hwctr device interface.
1126  * The ioctl system call supports three subcommands:
1127  * S390_HWCTR_START: Start the specified counter sets on a CPU list. The
1128  *    counter set keeps running until explicitly stopped. Returns the number
1129  *    of bytes needed to store the counter values. If another S390_HWCTR_START
1130  *    ioctl subcommand is called without a previous S390_HWCTR_STOP stop
1131  *    command, -EBUSY is returned.
1132  * S390_HWCTR_READ: Read the counter set values from specified CPU list given
1133  *    with the S390_HWCTR_START command.
1134  * S390_HWCTR_STOP: Stops the counter sets on the CPU list given with the
1135  *    previous S390_HWCTR_START subcommand.
1136  */
1137 static long cfset_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg)
1138 {
1139         int ret;
1140
1141         cpus_read_lock();
1142         mutex_lock(&cfset_ctrset_mutex);
1143         switch (cmd) {
1144         case S390_HWCTR_START:
1145                 ret = cfset_ioctl_start(arg);
1146                 break;
1147         case S390_HWCTR_STOP:
1148                 ret = cfset_ioctl_stop();
1149                 break;
1150         case S390_HWCTR_READ:
1151                 ret = cfset_ioctl_read(arg);
1152                 break;
1153         default:
1154                 ret = -ENOTTY;
1155                 break;
1156         }
1157         mutex_unlock(&cfset_ctrset_mutex);
1158         cpus_read_unlock();
1159         return ret;
1160 }
1161
1162 static const struct file_operations cfset_fops = {
1163         .owner = THIS_MODULE,
1164         .open = cfset_open,
1165         .release = cfset_release,
1166         .unlocked_ioctl = cfset_ioctl,
1167         .compat_ioctl = cfset_ioctl,
1168         .llseek = no_llseek
1169 };
1170
1171 static struct miscdevice cfset_dev = {
1172         .name   = S390_HWCTR_DEVICE,
1173         .minor  = MISC_DYNAMIC_MINOR,
1174         .fops   = &cfset_fops,
1175 };
1176
1177 int cfset_online_cpu(unsigned int cpu)
1178 {
1179         struct cfset_call_on_cpu_parm p;
1180
1181         mutex_lock(&cfset_ctrset_mutex);
1182         if (cfset_request.ctrset) {
1183                 p.sets = cfset_request.ctrset;
1184                 cfset_ioctl_on(&p);
1185                 cpumask_set_cpu(cpu, &cfset_request.mask);
1186         }
1187         mutex_unlock(&cfset_ctrset_mutex);
1188         return 0;
1189 }
1190
1191 int cfset_offline_cpu(unsigned int cpu)
1192 {
1193         struct cfset_call_on_cpu_parm p;
1194
1195         mutex_lock(&cfset_ctrset_mutex);
1196         if (cfset_request.ctrset) {
1197                 p.sets = cfset_request.ctrset;
1198                 cfset_ioctl_off(&p);
1199                 cpumask_clear_cpu(cpu, &cfset_request.mask);
1200         }
1201         mutex_unlock(&cfset_ctrset_mutex);
1202         return 0;
1203 }
1204
1205 static void cfdiag_read(struct perf_event *event)
1206 {
1207         debug_sprintf_event(cf_dbg, 3, "%s event %#llx count %ld\n", __func__,
1208                             event->attr.config, local64_read(&event->count));
1209 }
1210
1211 static int get_authctrsets(void)
1212 {
1213         struct cpu_cf_events *cpuhw;
1214         unsigned long auth = 0;
1215         enum cpumf_ctr_set i;
1216
1217         cpuhw = &get_cpu_var(cpu_cf_events);
1218         for (i = CPUMF_CTR_SET_BASIC; i < CPUMF_CTR_SET_MAX; ++i) {
1219                 if (cpuhw->info.auth_ctl & cpumf_ctr_ctl[i])
1220                         auth |= cpumf_ctr_ctl[i];
1221         }
1222         put_cpu_var(cpu_cf_events);
1223         return auth;
1224 }
1225
1226 /* Setup the event. Test for authorized counter sets and only include counter
1227  * sets which are authorized at the time of the setup. Including unauthorized
1228  * counter sets result in specification exception (and panic).
1229  */
1230 static int cfdiag_event_init2(struct perf_event *event)
1231 {
1232         struct perf_event_attr *attr = &event->attr;
1233         int err = 0;
1234
1235         /* Set sample_period to indicate sampling */
1236         event->hw.config = attr->config;
1237         event->hw.sample_period = attr->sample_period;
1238         local64_set(&event->hw.period_left, event->hw.sample_period);
1239         local64_set(&event->count, 0);
1240         event->hw.last_period = event->hw.sample_period;
1241
1242         /* Add all authorized counter sets to config_base. The
1243          * the hardware init function is either called per-cpu or just once
1244          * for all CPUS (event->cpu == -1).  This depends on the whether
1245          * counting is started for all CPUs or on a per workload base where
1246          * the perf event moves from one CPU to another CPU.
1247          * Checking the authorization on any CPU is fine as the hardware
1248          * applies the same authorization settings to all CPUs.
1249          */
1250         event->hw.config_base = get_authctrsets();
1251
1252         /* No authorized counter sets, nothing to count/sample */
1253         if (!event->hw.config_base)
1254                 err = -EINVAL;
1255
1256         debug_sprintf_event(cf_dbg, 5, "%s err %d config_base %#lx\n",
1257                             __func__, err, event->hw.config_base);
1258         return err;
1259 }
1260
1261 static int cfdiag_event_init(struct perf_event *event)
1262 {
1263         struct perf_event_attr *attr = &event->attr;
1264         int err = -ENOENT;
1265
1266         if (event->attr.config != PERF_EVENT_CPUM_CF_DIAG ||
1267             event->attr.type != event->pmu->type)
1268                 goto out;
1269
1270         /* Raw events are used to access counters directly,
1271          * hence do not permit excludes.
1272          * This event is useless without PERF_SAMPLE_RAW to return counter set
1273          * values as raw data.
1274          */
1275         if (attr->exclude_kernel || attr->exclude_user || attr->exclude_hv ||
1276             !(attr->sample_type & (PERF_SAMPLE_CPU | PERF_SAMPLE_RAW))) {
1277                 err = -EOPNOTSUPP;
1278                 goto out;
1279         }
1280
1281         /* Initialize for using the CPU-measurement counter facility */
1282         cpumf_hw_inuse();
1283         event->destroy = hw_perf_event_destroy;
1284
1285         err = cfdiag_event_init2(event);
1286         if (unlikely(err))
1287                 event->destroy(event);
1288 out:
1289         return err;
1290 }
1291
1292 /* Create cf_diag/events/CF_DIAG event sysfs file. This counter is used
1293  * to collect the complete counter sets for a scheduled process. Target
1294  * are complete counter sets attached as raw data to the artificial event.
1295  * This results in complete counter sets available when a process is
1296  * scheduled. Contains the delta of every counter while the process was
1297  * running.
1298  */
1299 CPUMF_EVENT_ATTR(CF_DIAG, CF_DIAG, PERF_EVENT_CPUM_CF_DIAG);
1300
1301 static struct attribute *cfdiag_events_attr[] = {
1302         CPUMF_EVENT_PTR(CF_DIAG, CF_DIAG),
1303         NULL,
1304 };
1305
1306 PMU_FORMAT_ATTR(event, "config:0-63");
1307
1308 static struct attribute *cfdiag_format_attr[] = {
1309         &format_attr_event.attr,
1310         NULL,
1311 };
1312
1313 static struct attribute_group cfdiag_events_group = {
1314         .name = "events",
1315         .attrs = cfdiag_events_attr,
1316 };
1317 static struct attribute_group cfdiag_format_group = {
1318         .name = "format",
1319         .attrs = cfdiag_format_attr,
1320 };
1321 static const struct attribute_group *cfdiag_attr_groups[] = {
1322         &cfdiag_events_group,
1323         &cfdiag_format_group,
1324         NULL,
1325 };
1326
1327 /* Performance monitoring unit for event CF_DIAG. Since this event
1328  * is also started and stopped via the perf_event_open() system call, use
1329  * the same event enable/disable call back functions. They do not
1330  * have a pointer to the perf_event strcture as first parameter.
1331  *
1332  * The functions XXX_add, XXX_del, XXX_start and XXX_stop are also common.
1333  * Reuse them and distinguish the event (always first parameter) via
1334  * 'config' member.
1335  */
1336 static struct pmu cf_diag = {
1337         .task_ctx_nr  = perf_sw_context,
1338         .event_init   = cfdiag_event_init,
1339         .pmu_enable   = cpumf_pmu_enable,
1340         .pmu_disable  = cpumf_pmu_disable,
1341         .add          = cpumf_pmu_add,
1342         .del          = cpumf_pmu_del,
1343         .start        = cpumf_pmu_start,
1344         .stop         = cpumf_pmu_stop,
1345         .read         = cfdiag_read,
1346
1347         .attr_groups  = cfdiag_attr_groups
1348 };
1349
1350 /* Calculate memory needed to store all counter sets together with header and
1351  * trailer data. This is independent of the counter set authorization which
1352  * can vary depending on the configuration.
1353  */
1354 static size_t cfdiag_maxsize(struct cpumf_ctr_info *info)
1355 {
1356         size_t max_size = sizeof(struct cf_trailer_entry);
1357         enum cpumf_ctr_set i;
1358
1359         for (i = CPUMF_CTR_SET_BASIC; i < CPUMF_CTR_SET_MAX; ++i) {
1360                 size_t size = cpum_cf_ctrset_size(i, info);
1361
1362                 if (size)
1363                         max_size += size * sizeof(u64) +
1364                                     sizeof(struct cf_ctrset_entry);
1365         }
1366         return max_size;
1367 }
1368
1369 /* Get the CPU speed, try sampling facility first and CPU attributes second. */
1370 static void cfdiag_get_cpu_speed(void)
1371 {
1372         if (cpum_sf_avail()) {                  /* Sampling facility first */
1373                 struct hws_qsi_info_block si;
1374
1375                 memset(&si, 0, sizeof(si));
1376                 if (!qsi(&si)) {
1377                         cfdiag_cpu_speed = si.cpu_speed;
1378                         return;
1379                 }
1380         }
1381
1382         /* Fallback: CPU speed extract static part. Used in case
1383          * CPU Measurement Sampling Facility is turned off.
1384          */
1385         if (test_facility(34)) {
1386                 unsigned long mhz = __ecag(ECAG_CPU_ATTRIBUTE, 0);
1387
1388                 if (mhz != -1UL)
1389                         cfdiag_cpu_speed = mhz & 0xffffffff;
1390         }
1391 }
1392
1393 static int cfset_init(void)
1394 {
1395         struct cpumf_ctr_info info;
1396         size_t need;
1397         int rc;
1398
1399         if (qctri(&info))
1400                 return -ENODEV;
1401
1402         cfdiag_get_cpu_speed();
1403         /* Make sure the counter set data fits into predefined buffer. */
1404         need = cfdiag_maxsize(&info);
1405         if (need > sizeof(((struct cpu_cf_events *)0)->start)) {
1406                 pr_err("Insufficient memory for PMU(cpum_cf_diag) need=%zu\n",
1407                        need);
1408                 return -ENOMEM;
1409         }
1410
1411         rc = misc_register(&cfset_dev);
1412         if (rc) {
1413                 pr_err("Registration of /dev/%s failed rc=%i\n",
1414                        cfset_dev.name, rc);
1415                 goto out;
1416         }
1417
1418         rc = perf_pmu_register(&cf_diag, "cpum_cf_diag", -1);
1419         if (rc) {
1420                 misc_deregister(&cfset_dev);
1421                 pr_err("Registration of PMU(cpum_cf_diag) failed with rc=%i\n",
1422                        rc);
1423         }
1424 out:
1425         return rc;
1426 }
1427
1428 device_initcall(cpumf_pmu_init);