GNU Linux-libre 6.8.9-gnu
[releases.git] / drivers / hwtracing / intel_th / msu.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Intel(R) Trace Hub Memory Storage Unit
4  *
5  * Copyright (C) 2014-2015 Intel Corporation.
6  */
7
8 #define pr_fmt(fmt)     KBUILD_MODNAME ": " fmt
9
10 #include <linux/types.h>
11 #include <linux/module.h>
12 #include <linux/device.h>
13 #include <linux/uaccess.h>
14 #include <linux/sizes.h>
15 #include <linux/printk.h>
16 #include <linux/slab.h>
17 #include <linux/mm.h>
18 #include <linux/fs.h>
19 #include <linux/io.h>
20 #include <linux/workqueue.h>
21 #include <linux/dma-mapping.h>
22
23 #ifdef CONFIG_X86
24 #include <asm/set_memory.h>
25 #endif
26
27 #include <linux/intel_th.h>
28 #include "intel_th.h"
29 #include "msu.h"
30
31 #define msc_dev(x) (&(x)->thdev->dev)
32
33 /*
34  * Lockout state transitions:
35  *   READY -> INUSE -+-> LOCKED -+-> READY -> etc.
36  *                   \-----------/
37  * WIN_READY:   window can be used by HW
38  * WIN_INUSE:   window is in use
39  * WIN_LOCKED:  window is filled up and is being processed by the buffer
40  * handling code
41  *
42  * All state transitions happen automatically, except for the LOCKED->READY,
43  * which needs to be signalled by the buffer code by calling
44  * intel_th_msc_window_unlock().
45  *
46  * When the interrupt handler has to switch to the next window, it checks
47  * whether it's READY, and if it is, it performs the switch and tracing
48  * continues. If it's LOCKED, it stops the trace.
49  */
50 enum lockout_state {
51         WIN_READY = 0,
52         WIN_INUSE,
53         WIN_LOCKED
54 };
55
56 /**
57  * struct msc_window - multiblock mode window descriptor
58  * @entry:      window list linkage (msc::win_list)
59  * @pgoff:      page offset into the buffer that this window starts at
60  * @lockout:    lockout state, see comment below
61  * @lo_lock:    lockout state serialization
62  * @nr_blocks:  number of blocks (pages) in this window
63  * @nr_segs:    number of segments in this window (<= @nr_blocks)
64  * @_sgt:       array of block descriptors
65  * @sgt:        array of block descriptors
66  */
67 struct msc_window {
68         struct list_head        entry;
69         unsigned long           pgoff;
70         enum lockout_state      lockout;
71         spinlock_t              lo_lock;
72         unsigned int            nr_blocks;
73         unsigned int            nr_segs;
74         struct msc              *msc;
75         struct sg_table         _sgt;
76         struct sg_table         *sgt;
77 };
78
79 /**
80  * struct msc_iter - iterator for msc buffer
81  * @entry:              msc::iter_list linkage
82  * @msc:                pointer to the MSC device
83  * @start_win:          oldest window
84  * @win:                current window
85  * @offset:             current logical offset into the buffer
86  * @start_block:        oldest block in the window
87  * @block:              block number in the window
88  * @block_off:          offset into current block
89  * @wrap_count:         block wrapping handling
90  * @eof:                end of buffer reached
91  */
92 struct msc_iter {
93         struct list_head        entry;
94         struct msc              *msc;
95         struct msc_window       *start_win;
96         struct msc_window       *win;
97         unsigned long           offset;
98         struct scatterlist      *start_block;
99         struct scatterlist      *block;
100         unsigned int            block_off;
101         unsigned int            wrap_count;
102         unsigned int            eof;
103 };
104
105 /**
106  * struct msc - MSC device representation
107  * @reg_base:           register window base address
108  * @thdev:              intel_th_device pointer
109  * @mbuf:               MSU buffer, if assigned
110  * @mbuf_priv           MSU buffer's private data, if @mbuf
111  * @win_list:           list of windows in multiblock mode
112  * @single_sgt:         single mode buffer
113  * @cur_win:            current window
114  * @nr_pages:           total number of pages allocated for this buffer
115  * @single_sz:          amount of data in single mode
116  * @single_wrap:        single mode wrap occurred
117  * @base:               buffer's base pointer
118  * @base_addr:          buffer's base address
119  * @user_count:         number of users of the buffer
120  * @mmap_count:         number of mappings
121  * @buf_mutex:          mutex to serialize access to buffer-related bits
122
123  * @enabled:            MSC is enabled
124  * @wrap:               wrapping is enabled
125  * @mode:               MSC operating mode
126  * @burst_len:          write burst length
127  * @index:              number of this MSC in the MSU
128  */
129 struct msc {
130         void __iomem            *reg_base;
131         void __iomem            *msu_base;
132         struct intel_th_device  *thdev;
133
134         const struct msu_buffer *mbuf;
135         void                    *mbuf_priv;
136
137         struct work_struct      work;
138         struct list_head        win_list;
139         struct sg_table         single_sgt;
140         struct msc_window       *cur_win;
141         struct msc_window       *switch_on_unlock;
142         unsigned long           nr_pages;
143         unsigned long           single_sz;
144         unsigned int            single_wrap : 1;
145         void                    *base;
146         dma_addr_t              base_addr;
147         u32                     orig_addr;
148         u32                     orig_sz;
149
150         /* <0: no buffer, 0: no users, >0: active users */
151         atomic_t                user_count;
152
153         atomic_t                mmap_count;
154         struct mutex            buf_mutex;
155
156         struct list_head        iter_list;
157
158         bool                    stop_on_full;
159
160         /* config */
161         unsigned int            enabled : 1,
162                                 wrap    : 1,
163                                 do_irq  : 1,
164                                 multi_is_broken : 1;
165         unsigned int            mode;
166         unsigned int            burst_len;
167         unsigned int            index;
168 };
169
170 static LIST_HEAD(msu_buffer_list);
171 static DEFINE_MUTEX(msu_buffer_mutex);
172
173 /**
174  * struct msu_buffer_entry - internal MSU buffer bookkeeping
175  * @entry:      link to msu_buffer_list
176  * @mbuf:       MSU buffer object
177  * @owner:      module that provides this MSU buffer
178  */
179 struct msu_buffer_entry {
180         struct list_head        entry;
181         const struct msu_buffer *mbuf;
182         struct module           *owner;
183 };
184
185 static struct msu_buffer_entry *__msu_buffer_entry_find(const char *name)
186 {
187         struct msu_buffer_entry *mbe;
188
189         lockdep_assert_held(&msu_buffer_mutex);
190
191         list_for_each_entry(mbe, &msu_buffer_list, entry) {
192                 if (!strcmp(mbe->mbuf->name, name))
193                         return mbe;
194         }
195
196         return NULL;
197 }
198
199 static const struct msu_buffer *
200 msu_buffer_get(const char *name)
201 {
202         struct msu_buffer_entry *mbe;
203
204         mutex_lock(&msu_buffer_mutex);
205         mbe = __msu_buffer_entry_find(name);
206         if (mbe && !try_module_get(mbe->owner))
207                 mbe = NULL;
208         mutex_unlock(&msu_buffer_mutex);
209
210         return mbe ? mbe->mbuf : NULL;
211 }
212
213 static void msu_buffer_put(const struct msu_buffer *mbuf)
214 {
215         struct msu_buffer_entry *mbe;
216
217         mutex_lock(&msu_buffer_mutex);
218         mbe = __msu_buffer_entry_find(mbuf->name);
219         if (mbe)
220                 module_put(mbe->owner);
221         mutex_unlock(&msu_buffer_mutex);
222 }
223
224 int intel_th_msu_buffer_register(const struct msu_buffer *mbuf,
225                                  struct module *owner)
226 {
227         struct msu_buffer_entry *mbe;
228         int ret = 0;
229
230         mbe = kzalloc(sizeof(*mbe), GFP_KERNEL);
231         if (!mbe)
232                 return -ENOMEM;
233
234         mutex_lock(&msu_buffer_mutex);
235         if (__msu_buffer_entry_find(mbuf->name)) {
236                 ret = -EEXIST;
237                 kfree(mbe);
238                 goto unlock;
239         }
240
241         mbe->mbuf = mbuf;
242         mbe->owner = owner;
243         list_add_tail(&mbe->entry, &msu_buffer_list);
244 unlock:
245         mutex_unlock(&msu_buffer_mutex);
246
247         return ret;
248 }
249 EXPORT_SYMBOL_GPL(intel_th_msu_buffer_register);
250
251 void intel_th_msu_buffer_unregister(const struct msu_buffer *mbuf)
252 {
253         struct msu_buffer_entry *mbe;
254
255         mutex_lock(&msu_buffer_mutex);
256         mbe = __msu_buffer_entry_find(mbuf->name);
257         if (mbe) {
258                 list_del(&mbe->entry);
259                 kfree(mbe);
260         }
261         mutex_unlock(&msu_buffer_mutex);
262 }
263 EXPORT_SYMBOL_GPL(intel_th_msu_buffer_unregister);
264
265 static inline bool msc_block_is_empty(struct msc_block_desc *bdesc)
266 {
267         /* header hasn't been written */
268         if (!bdesc->valid_dw)
269                 return true;
270
271         /* valid_dw includes the header */
272         if (!msc_data_sz(bdesc))
273                 return true;
274
275         return false;
276 }
277
278 static inline struct scatterlist *msc_win_base_sg(struct msc_window *win)
279 {
280         return win->sgt->sgl;
281 }
282
283 static inline struct msc_block_desc *msc_win_base(struct msc_window *win)
284 {
285         return sg_virt(msc_win_base_sg(win));
286 }
287
288 static inline dma_addr_t msc_win_base_dma(struct msc_window *win)
289 {
290         return sg_dma_address(msc_win_base_sg(win));
291 }
292
293 static inline unsigned long
294 msc_win_base_pfn(struct msc_window *win)
295 {
296         return PFN_DOWN(msc_win_base_dma(win));
297 }
298
299 /**
300  * msc_is_last_win() - check if a window is the last one for a given MSC
301  * @win:        window
302  * Return:      true if @win is the last window in MSC's multiblock buffer
303  */
304 static inline bool msc_is_last_win(struct msc_window *win)
305 {
306         return win->entry.next == &win->msc->win_list;
307 }
308
309 /**
310  * msc_next_window() - return next window in the multiblock buffer
311  * @win:        current window
312  *
313  * Return:      window following the current one
314  */
315 static struct msc_window *msc_next_window(struct msc_window *win)
316 {
317         if (msc_is_last_win(win))
318                 return list_first_entry(&win->msc->win_list, struct msc_window,
319                                         entry);
320
321         return list_next_entry(win, entry);
322 }
323
324 static size_t msc_win_total_sz(struct msc_window *win)
325 {
326         struct scatterlist *sg;
327         unsigned int blk;
328         size_t size = 0;
329
330         for_each_sg(win->sgt->sgl, sg, win->nr_segs, blk) {
331                 struct msc_block_desc *bdesc = sg_virt(sg);
332
333                 if (msc_block_wrapped(bdesc))
334                         return (size_t)win->nr_blocks << PAGE_SHIFT;
335
336                 size += msc_total_sz(bdesc);
337                 if (msc_block_last_written(bdesc))
338                         break;
339         }
340
341         return size;
342 }
343
344 /**
345  * msc_find_window() - find a window matching a given sg_table
346  * @msc:        MSC device
347  * @sgt:        SG table of the window
348  * @nonempty:   skip over empty windows
349  *
350  * Return:      MSC window structure pointer or NULL if the window
351  *              could not be found.
352  */
353 static struct msc_window *
354 msc_find_window(struct msc *msc, struct sg_table *sgt, bool nonempty)
355 {
356         struct msc_window *win;
357         unsigned int found = 0;
358
359         if (list_empty(&msc->win_list))
360                 return NULL;
361
362         /*
363          * we might need a radix tree for this, depending on how
364          * many windows a typical user would allocate; ideally it's
365          * something like 2, in which case we're good
366          */
367         list_for_each_entry(win, &msc->win_list, entry) {
368                 if (win->sgt == sgt)
369                         found++;
370
371                 /* skip the empty ones */
372                 if (nonempty && msc_block_is_empty(msc_win_base(win)))
373                         continue;
374
375                 if (found)
376                         return win;
377         }
378
379         return NULL;
380 }
381
382 /**
383  * msc_oldest_window() - locate the window with oldest data
384  * @msc:        MSC device
385  *
386  * This should only be used in multiblock mode. Caller should hold the
387  * msc::user_count reference.
388  *
389  * Return:      the oldest window with valid data
390  */
391 static struct msc_window *msc_oldest_window(struct msc *msc)
392 {
393         struct msc_window *win;
394
395         if (list_empty(&msc->win_list))
396                 return NULL;
397
398         win = msc_find_window(msc, msc_next_window(msc->cur_win)->sgt, true);
399         if (win)
400                 return win;
401
402         return list_first_entry(&msc->win_list, struct msc_window, entry);
403 }
404
405 /**
406  * msc_win_oldest_sg() - locate the oldest block in a given window
407  * @win:        window to look at
408  *
409  * Return:      index of the block with the oldest data
410  */
411 static struct scatterlist *msc_win_oldest_sg(struct msc_window *win)
412 {
413         unsigned int blk;
414         struct scatterlist *sg;
415         struct msc_block_desc *bdesc = msc_win_base(win);
416
417         /* without wrapping, first block is the oldest */
418         if (!msc_block_wrapped(bdesc))
419                 return msc_win_base_sg(win);
420
421         /*
422          * with wrapping, last written block contains both the newest and the
423          * oldest data for this window.
424          */
425         for_each_sg(win->sgt->sgl, sg, win->nr_segs, blk) {
426                 struct msc_block_desc *bdesc = sg_virt(sg);
427
428                 if (msc_block_last_written(bdesc))
429                         return sg;
430         }
431
432         return msc_win_base_sg(win);
433 }
434
435 static struct msc_block_desc *msc_iter_bdesc(struct msc_iter *iter)
436 {
437         return sg_virt(iter->block);
438 }
439
440 static struct msc_iter *msc_iter_install(struct msc *msc)
441 {
442         struct msc_iter *iter;
443
444         iter = kzalloc(sizeof(*iter), GFP_KERNEL);
445         if (!iter)
446                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
447
448         mutex_lock(&msc->buf_mutex);
449
450         /*
451          * Reading and tracing are mutually exclusive; if msc is
452          * enabled, open() will fail; otherwise existing readers
453          * will prevent enabling the msc and the rest of fops don't
454          * need to worry about it.
455          */
456         if (msc->enabled) {
457                 kfree(iter);
458                 iter = ERR_PTR(-EBUSY);
459                 goto unlock;
460         }
461
462         iter->msc = msc;
463
464         list_add_tail(&iter->entry, &msc->iter_list);
465 unlock:
466         mutex_unlock(&msc->buf_mutex);
467
468         return iter;
469 }
470
471 static void msc_iter_remove(struct msc_iter *iter, struct msc *msc)
472 {
473         mutex_lock(&msc->buf_mutex);
474         list_del(&iter->entry);
475         mutex_unlock(&msc->buf_mutex);
476
477         kfree(iter);
478 }
479
480 static void msc_iter_block_start(struct msc_iter *iter)
481 {
482         if (iter->start_block)
483                 return;
484
485         iter->start_block = msc_win_oldest_sg(iter->win);
486         iter->block = iter->start_block;
487         iter->wrap_count = 0;
488
489         /*
490          * start with the block with oldest data; if data has wrapped
491          * in this window, it should be in this block
492          */
493         if (msc_block_wrapped(msc_iter_bdesc(iter)))
494                 iter->wrap_count = 2;
495
496 }
497
498 static int msc_iter_win_start(struct msc_iter *iter, struct msc *msc)
499 {
500         /* already started, nothing to do */
501         if (iter->start_win)
502                 return 0;
503
504         iter->start_win = msc_oldest_window(msc);
505         if (!iter->start_win)
506                 return -EINVAL;
507
508         iter->win = iter->start_win;
509         iter->start_block = NULL;
510
511         msc_iter_block_start(iter);
512
513         return 0;
514 }
515
516 static int msc_iter_win_advance(struct msc_iter *iter)
517 {
518         iter->win = msc_next_window(iter->win);
519         iter->start_block = NULL;
520
521         if (iter->win == iter->start_win) {
522                 iter->eof++;
523                 return 1;
524         }
525
526         msc_iter_block_start(iter);
527
528         return 0;
529 }
530
531 static int msc_iter_block_advance(struct msc_iter *iter)
532 {
533         iter->block_off = 0;
534
535         /* wrapping */
536         if (iter->wrap_count && iter->block == iter->start_block) {
537                 iter->wrap_count--;
538                 if (!iter->wrap_count)
539                         /* copied newest data from the wrapped block */
540                         return msc_iter_win_advance(iter);
541         }
542
543         /* no wrapping, check for last written block */
544         if (!iter->wrap_count && msc_block_last_written(msc_iter_bdesc(iter)))
545                 /* copied newest data for the window */
546                 return msc_iter_win_advance(iter);
547
548         /* block advance */
549         if (sg_is_last(iter->block))
550                 iter->block = msc_win_base_sg(iter->win);
551         else
552                 iter->block = sg_next(iter->block);
553
554         /* no wrapping, sanity check in case there is no last written block */
555         if (!iter->wrap_count && iter->block == iter->start_block)
556                 return msc_iter_win_advance(iter);
557
558         return 0;
559 }
560
561 /**
562  * msc_buffer_iterate() - go through multiblock buffer's data
563  * @iter:       iterator structure
564  * @size:       amount of data to scan
565  * @data:       callback's private data
566  * @fn:         iterator callback
567  *
568  * This will start at the window which will be written to next (containing
569  * the oldest data) and work its way to the current window, calling @fn
570  * for each chunk of data as it goes.
571  *
572  * Caller should have msc::user_count reference to make sure the buffer
573  * doesn't disappear from under us.
574  *
575  * Return:      amount of data actually scanned.
576  */
577 static ssize_t
578 msc_buffer_iterate(struct msc_iter *iter, size_t size, void *data,
579                    unsigned long (*fn)(void *, void *, size_t))
580 {
581         struct msc *msc = iter->msc;
582         size_t len = size;
583         unsigned int advance;
584
585         if (iter->eof)
586                 return 0;
587
588         /* start with the oldest window */
589         if (msc_iter_win_start(iter, msc))
590                 return 0;
591
592         do {
593                 unsigned long data_bytes = msc_data_sz(msc_iter_bdesc(iter));
594                 void *src = (void *)msc_iter_bdesc(iter) + MSC_BDESC;
595                 size_t tocopy = data_bytes, copied = 0;
596                 size_t remaining = 0;
597
598                 advance = 1;
599
600                 /*
601                  * If block wrapping happened, we need to visit the last block
602                  * twice, because it contains both the oldest and the newest
603                  * data in this window.
604                  *
605                  * First time (wrap_count==2), in the very beginning, to collect
606                  * the oldest data, which is in the range
607                  * (data_bytes..DATA_IN_PAGE).
608                  *
609                  * Second time (wrap_count==1), it's just like any other block,
610                  * containing data in the range of [MSC_BDESC..data_bytes].
611                  */
612                 if (iter->block == iter->start_block && iter->wrap_count == 2) {
613                         tocopy = DATA_IN_PAGE - data_bytes;
614                         src += data_bytes;
615                 }
616
617                 if (!tocopy)
618                         goto next_block;
619
620                 tocopy -= iter->block_off;
621                 src += iter->block_off;
622
623                 if (len < tocopy) {
624                         tocopy = len;
625                         advance = 0;
626                 }
627
628                 remaining = fn(data, src, tocopy);
629
630                 if (remaining)
631                         advance = 0;
632
633                 copied = tocopy - remaining;
634                 len -= copied;
635                 iter->block_off += copied;
636                 iter->offset += copied;
637
638                 if (!advance)
639                         break;
640
641 next_block:
642                 if (msc_iter_block_advance(iter))
643                         break;
644
645         } while (len);
646
647         return size - len;
648 }
649
650 /**
651  * msc_buffer_clear_hw_header() - clear hw header for multiblock
652  * @msc:        MSC device
653  */
654 static void msc_buffer_clear_hw_header(struct msc *msc)
655 {
656         struct msc_window *win;
657         struct scatterlist *sg;
658
659         list_for_each_entry(win, &msc->win_list, entry) {
660                 unsigned int blk;
661
662                 for_each_sg(win->sgt->sgl, sg, win->nr_segs, blk) {
663                         struct msc_block_desc *bdesc = sg_virt(sg);
664
665                         memset_startat(bdesc, 0, hw_tag);
666                 }
667         }
668 }
669
670 static int intel_th_msu_init(struct msc *msc)
671 {
672         u32 mintctl, msusts;
673
674         if (!msc->do_irq)
675                 return 0;
676
677         if (!msc->mbuf)
678                 return 0;
679
680         mintctl = ioread32(msc->msu_base + REG_MSU_MINTCTL);
681         mintctl |= msc->index ? M1BLIE : M0BLIE;
682         iowrite32(mintctl, msc->msu_base + REG_MSU_MINTCTL);
683         if (mintctl != ioread32(msc->msu_base + REG_MSU_MINTCTL)) {
684                 dev_info(msc_dev(msc), "MINTCTL ignores writes: no usable interrupts\n");
685                 msc->do_irq = 0;
686                 return 0;
687         }
688
689         msusts = ioread32(msc->msu_base + REG_MSU_MSUSTS);
690         iowrite32(msusts, msc->msu_base + REG_MSU_MSUSTS);
691
692         return 0;
693 }
694
695 static void intel_th_msu_deinit(struct msc *msc)
696 {
697         u32 mintctl;
698
699         if (!msc->do_irq)
700                 return;
701
702         mintctl = ioread32(msc->msu_base + REG_MSU_MINTCTL);
703         mintctl &= msc->index ? ~M1BLIE : ~M0BLIE;
704         iowrite32(mintctl, msc->msu_base + REG_MSU_MINTCTL);
705 }
706
707 static int msc_win_set_lockout(struct msc_window *win,
708                                enum lockout_state expect,
709                                enum lockout_state new)
710 {
711         enum lockout_state old;
712         unsigned long flags;
713         int ret = 0;
714
715         if (!win->msc->mbuf)
716                 return 0;
717
718         spin_lock_irqsave(&win->lo_lock, flags);
719         old = win->lockout;
720
721         if (old != expect) {
722                 ret = -EINVAL;
723                 goto unlock;
724         }
725
726         win->lockout = new;
727
728         if (old == expect && new == WIN_LOCKED)
729                 atomic_inc(&win->msc->user_count);
730         else if (old == expect && old == WIN_LOCKED)
731                 atomic_dec(&win->msc->user_count);
732
733 unlock:
734         spin_unlock_irqrestore(&win->lo_lock, flags);
735
736         if (ret) {
737                 if (expect == WIN_READY && old == WIN_LOCKED)
738                         return -EBUSY;
739
740                 /* from intel_th_msc_window_unlock(), don't warn if not locked */
741                 if (expect == WIN_LOCKED && old == new)
742                         return 0;
743
744                 dev_warn_ratelimited(msc_dev(win->msc),
745                                      "expected lockout state %d, got %d\n",
746                                      expect, old);
747         }
748
749         return ret;
750 }
751 /**
752  * msc_configure() - set up MSC hardware
753  * @msc:        the MSC device to configure
754  *
755  * Program storage mode, wrapping, burst length and trace buffer address
756  * into a given MSC. Then, enable tracing and set msc::enabled.
757  * The latter is serialized on msc::buf_mutex, so make sure to hold it.
758  */
759 static int msc_configure(struct msc *msc)
760 {
761         u32 reg;
762
763         lockdep_assert_held(&msc->buf_mutex);
764
765         if (msc->mode > MSC_MODE_MULTI)
766                 return -EINVAL;
767
768         if (msc->mode == MSC_MODE_MULTI) {
769                 if (msc_win_set_lockout(msc->cur_win, WIN_READY, WIN_INUSE))
770                         return -EBUSY;
771
772                 msc_buffer_clear_hw_header(msc);
773         }
774
775         msc->orig_addr = ioread32(msc->reg_base + REG_MSU_MSC0BAR);
776         msc->orig_sz   = ioread32(msc->reg_base + REG_MSU_MSC0SIZE);
777
778         reg = msc->base_addr >> PAGE_SHIFT;
779         iowrite32(reg, msc->reg_base + REG_MSU_MSC0BAR);
780
781         if (msc->mode == MSC_MODE_SINGLE) {
782                 reg = msc->nr_pages;
783                 iowrite32(reg, msc->reg_base + REG_MSU_MSC0SIZE);
784         }
785
786         reg = ioread32(msc->reg_base + REG_MSU_MSC0CTL);
787         reg &= ~(MSC_MODE | MSC_WRAPEN | MSC_EN | MSC_RD_HDR_OVRD);
788
789         reg |= MSC_EN;
790         reg |= msc->mode << __ffs(MSC_MODE);
791         reg |= msc->burst_len << __ffs(MSC_LEN);
792
793         if (msc->wrap)
794                 reg |= MSC_WRAPEN;
795
796         iowrite32(reg, msc->reg_base + REG_MSU_MSC0CTL);
797
798         intel_th_msu_init(msc);
799
800         msc->thdev->output.multiblock = msc->mode == MSC_MODE_MULTI;
801         intel_th_trace_enable(msc->thdev);
802         msc->enabled = 1;
803
804         if (msc->mbuf && msc->mbuf->activate)
805                 msc->mbuf->activate(msc->mbuf_priv);
806
807         return 0;
808 }
809
810 /**
811  * msc_disable() - disable MSC hardware
812  * @msc:        MSC device to disable
813  *
814  * If @msc is enabled, disable tracing on the switch and then disable MSC
815  * storage. Caller must hold msc::buf_mutex.
816  */
817 static void msc_disable(struct msc *msc)
818 {
819         struct msc_window *win = msc->cur_win;
820         u32 reg;
821
822         lockdep_assert_held(&msc->buf_mutex);
823
824         if (msc->mode == MSC_MODE_MULTI)
825                 msc_win_set_lockout(win, WIN_INUSE, WIN_LOCKED);
826
827         if (msc->mbuf && msc->mbuf->deactivate)
828                 msc->mbuf->deactivate(msc->mbuf_priv);
829         intel_th_msu_deinit(msc);
830         intel_th_trace_disable(msc->thdev);
831
832         if (msc->mode == MSC_MODE_SINGLE) {
833                 reg = ioread32(msc->reg_base + REG_MSU_MSC0STS);
834                 msc->single_wrap = !!(reg & MSCSTS_WRAPSTAT);
835
836                 reg = ioread32(msc->reg_base + REG_MSU_MSC0MWP);
837                 msc->single_sz = reg & ((msc->nr_pages << PAGE_SHIFT) - 1);
838                 dev_dbg(msc_dev(msc), "MSCnMWP: %08x/%08lx, wrap: %d\n",
839                         reg, msc->single_sz, msc->single_wrap);
840         }
841
842         reg = ioread32(msc->reg_base + REG_MSU_MSC0CTL);
843         reg &= ~MSC_EN;
844         iowrite32(reg, msc->reg_base + REG_MSU_MSC0CTL);
845
846         if (msc->mbuf && msc->mbuf->ready)
847                 msc->mbuf->ready(msc->mbuf_priv, win->sgt,
848                                  msc_win_total_sz(win));
849
850         msc->enabled = 0;
851
852         iowrite32(msc->orig_addr, msc->reg_base + REG_MSU_MSC0BAR);
853         iowrite32(msc->orig_sz, msc->reg_base + REG_MSU_MSC0SIZE);
854
855         dev_dbg(msc_dev(msc), "MSCnNWSA: %08x\n",
856                 ioread32(msc->reg_base + REG_MSU_MSC0NWSA));
857
858         reg = ioread32(msc->reg_base + REG_MSU_MSC0STS);
859         dev_dbg(msc_dev(msc), "MSCnSTS: %08x\n", reg);
860
861         reg = ioread32(msc->reg_base + REG_MSU_MSUSTS);
862         reg &= msc->index ? MSUSTS_MSC1BLAST : MSUSTS_MSC0BLAST;
863         iowrite32(reg, msc->reg_base + REG_MSU_MSUSTS);
864 }
865
866 static int intel_th_msc_activate(struct intel_th_device *thdev)
867 {
868         struct msc *msc = dev_get_drvdata(&thdev->dev);
869         int ret = -EBUSY;
870
871         if (!atomic_inc_unless_negative(&msc->user_count))
872                 return -ENODEV;
873
874         mutex_lock(&msc->buf_mutex);
875
876         /* if there are readers, refuse */
877         if (list_empty(&msc->iter_list))
878                 ret = msc_configure(msc);
879
880         mutex_unlock(&msc->buf_mutex);
881
882         if (ret)
883                 atomic_dec(&msc->user_count);
884
885         return ret;
886 }
887
888 static void intel_th_msc_deactivate(struct intel_th_device *thdev)
889 {
890         struct msc *msc = dev_get_drvdata(&thdev->dev);
891
892         mutex_lock(&msc->buf_mutex);
893         if (msc->enabled) {
894                 msc_disable(msc);
895                 atomic_dec(&msc->user_count);
896         }
897         mutex_unlock(&msc->buf_mutex);
898 }
899
900 /**
901  * msc_buffer_contig_alloc() - allocate a contiguous buffer for SINGLE mode
902  * @msc:        MSC device
903  * @size:       allocation size in bytes
904  *
905  * This modifies msc::base, which requires msc::buf_mutex to serialize, so the
906  * caller is expected to hold it.
907  *
908  * Return:      0 on success, -errno otherwise.
909  */
910 static int msc_buffer_contig_alloc(struct msc *msc, unsigned long size)
911 {
912         unsigned long nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
913         unsigned int order = get_order(size);
914         struct page *page;
915         int ret;
916
917         if (!size)
918                 return 0;
919
920         ret = sg_alloc_table(&msc->single_sgt, 1, GFP_KERNEL);
921         if (ret)
922                 goto err_out;
923
924         ret = -ENOMEM;
925         page = alloc_pages(GFP_KERNEL | __GFP_ZERO | GFP_DMA32, order);
926         if (!page)
927                 goto err_free_sgt;
928
929         split_page(page, order);
930         sg_set_buf(msc->single_sgt.sgl, page_address(page), size);
931
932         ret = dma_map_sg(msc_dev(msc)->parent->parent, msc->single_sgt.sgl, 1,
933                          DMA_FROM_DEVICE);
934         if (ret < 0)
935                 goto err_free_pages;
936
937         msc->nr_pages = nr_pages;
938         msc->base = page_address(page);
939         msc->base_addr = sg_dma_address(msc->single_sgt.sgl);
940
941         return 0;
942
943 err_free_pages:
944         __free_pages(page, order);
945
946 err_free_sgt:
947         sg_free_table(&msc->single_sgt);
948
949 err_out:
950         return ret;
951 }
952
953 /**
954  * msc_buffer_contig_free() - free a contiguous buffer
955  * @msc:        MSC configured in SINGLE mode
956  */
957 static void msc_buffer_contig_free(struct msc *msc)
958 {
959         unsigned long off;
960
961         dma_unmap_sg(msc_dev(msc)->parent->parent, msc->single_sgt.sgl,
962                      1, DMA_FROM_DEVICE);
963         sg_free_table(&msc->single_sgt);
964
965         for (off = 0; off < msc->nr_pages << PAGE_SHIFT; off += PAGE_SIZE) {
966                 struct page *page = virt_to_page(msc->base + off);
967
968                 page->mapping = NULL;
969                 __free_page(page);
970         }
971
972         msc->nr_pages = 0;
973 }
974
975 /**
976  * msc_buffer_contig_get_page() - find a page at a given offset
977  * @msc:        MSC configured in SINGLE mode
978  * @pgoff:      page offset
979  *
980  * Return:      page, if @pgoff is within the range, NULL otherwise.
981  */
982 static struct page *msc_buffer_contig_get_page(struct msc *msc,
983                                                unsigned long pgoff)
984 {
985         if (pgoff >= msc->nr_pages)
986                 return NULL;
987
988         return virt_to_page(msc->base + (pgoff << PAGE_SHIFT));
989 }
990
991 static int __msc_buffer_win_alloc(struct msc_window *win,
992                                   unsigned int nr_segs)
993 {
994         struct scatterlist *sg_ptr;
995         void *block;
996         int i, ret;
997
998         ret = sg_alloc_table(win->sgt, nr_segs, GFP_KERNEL);
999         if (ret)
1000                 return -ENOMEM;
1001
1002         for_each_sg(win->sgt->sgl, sg_ptr, nr_segs, i) {
1003                 block = dma_alloc_coherent(msc_dev(win->msc)->parent->parent,
1004                                           PAGE_SIZE, &sg_dma_address(sg_ptr),
1005                                           GFP_KERNEL);
1006                 if (!block)
1007                         goto err_nomem;
1008
1009                 sg_set_buf(sg_ptr, block, PAGE_SIZE);
1010         }
1011
1012         return nr_segs;
1013
1014 err_nomem:
1015         for_each_sg(win->sgt->sgl, sg_ptr, i, ret)
1016                 dma_free_coherent(msc_dev(win->msc)->parent->parent, PAGE_SIZE,
1017                                   sg_virt(sg_ptr), sg_dma_address(sg_ptr));
1018
1019         sg_free_table(win->sgt);
1020
1021         return -ENOMEM;
1022 }
1023
1024 #ifdef CONFIG_X86
1025 static void msc_buffer_set_uc(struct msc *msc)
1026 {
1027         struct scatterlist *sg_ptr;
1028         struct msc_window *win;
1029         int i;
1030
1031         if (msc->mode == MSC_MODE_SINGLE) {
1032                 set_memory_uc((unsigned long)msc->base, msc->nr_pages);
1033                 return;
1034         }
1035
1036         list_for_each_entry(win, &msc->win_list, entry) {
1037                 for_each_sg(win->sgt->sgl, sg_ptr, win->nr_segs, i) {
1038                         /* Set the page as uncached */
1039                         set_memory_uc((unsigned long)sg_virt(sg_ptr),
1040                                         PFN_DOWN(sg_ptr->length));
1041                 }
1042         }
1043 }
1044
1045 static void msc_buffer_set_wb(struct msc *msc)
1046 {
1047         struct scatterlist *sg_ptr;
1048         struct msc_window *win;
1049         int i;
1050
1051         if (msc->mode == MSC_MODE_SINGLE) {
1052                 set_memory_wb((unsigned long)msc->base, msc->nr_pages);
1053                 return;
1054         }
1055
1056         list_for_each_entry(win, &msc->win_list, entry) {
1057                 for_each_sg(win->sgt->sgl, sg_ptr, win->nr_segs, i) {
1058                         /* Reset the page to write-back */
1059                         set_memory_wb((unsigned long)sg_virt(sg_ptr),
1060                                         PFN_DOWN(sg_ptr->length));
1061                 }
1062         }
1063 }
1064 #else /* !X86 */
1065 static inline void
1066 msc_buffer_set_uc(struct msc *msc) {}
1067 static inline void msc_buffer_set_wb(struct msc *msc) {}
1068 #endif /* CONFIG_X86 */
1069
1070 static struct page *msc_sg_page(struct scatterlist *sg)
1071 {
1072         void *addr = sg_virt(sg);
1073
1074         if (is_vmalloc_addr(addr))
1075                 return vmalloc_to_page(addr);
1076
1077         return sg_page(sg);
1078 }
1079
1080 /**
1081  * msc_buffer_win_alloc() - alloc a window for a multiblock mode
1082  * @msc:        MSC device
1083  * @nr_blocks:  number of pages in this window
1084  *
1085  * This modifies msc::win_list and msc::base, which requires msc::buf_mutex
1086  * to serialize, so the caller is expected to hold it.
1087  *
1088  * Return:      0 on success, -errno otherwise.
1089  */
1090 static int msc_buffer_win_alloc(struct msc *msc, unsigned int nr_blocks)
1091 {
1092         struct msc_window *win;
1093         int ret = -ENOMEM;
1094
1095         if (!nr_blocks)
1096                 return 0;
1097
1098         win = kzalloc(sizeof(*win), GFP_KERNEL);
1099         if (!win)
1100                 return -ENOMEM;
1101
1102         win->msc = msc;
1103         win->sgt = &win->_sgt;
1104         win->lockout = WIN_READY;
1105         spin_lock_init(&win->lo_lock);
1106
1107         if (!list_empty(&msc->win_list)) {
1108                 struct msc_window *prev = list_last_entry(&msc->win_list,
1109                                                           struct msc_window,
1110                                                           entry);
1111
1112                 win->pgoff = prev->pgoff + prev->nr_blocks;
1113         }
1114
1115         if (msc->mbuf && msc->mbuf->alloc_window)
1116                 ret = msc->mbuf->alloc_window(msc->mbuf_priv, &win->sgt,
1117                                               nr_blocks << PAGE_SHIFT);
1118         else
1119                 ret = __msc_buffer_win_alloc(win, nr_blocks);
1120
1121         if (ret <= 0)
1122                 goto err_nomem;
1123
1124         win->nr_segs = ret;
1125         win->nr_blocks = nr_blocks;
1126
1127         if (list_empty(&msc->win_list)) {
1128                 msc->base = msc_win_base(win);
1129                 msc->base_addr = msc_win_base_dma(win);
1130                 msc->cur_win = win;
1131         }
1132
1133         list_add_tail(&win->entry, &msc->win_list);
1134         msc->nr_pages += nr_blocks;
1135
1136         return 0;
1137
1138 err_nomem:
1139         kfree(win);
1140
1141         return ret;
1142 }
1143
1144 static void __msc_buffer_win_free(struct msc *msc, struct msc_window *win)
1145 {
1146         struct scatterlist *sg;
1147         int i;
1148
1149         for_each_sg(win->sgt->sgl, sg, win->nr_segs, i) {
1150                 struct page *page = msc_sg_page(sg);
1151
1152                 page->mapping = NULL;
1153                 dma_free_coherent(msc_dev(win->msc)->parent->parent, PAGE_SIZE,
1154                                   sg_virt(sg), sg_dma_address(sg));
1155         }
1156         sg_free_table(win->sgt);
1157 }
1158
1159 /**
1160  * msc_buffer_win_free() - free a window from MSC's window list
1161  * @msc:        MSC device
1162  * @win:        window to free
1163  *
1164  * This modifies msc::win_list and msc::base, which requires msc::buf_mutex
1165  * to serialize, so the caller is expected to hold it.
1166  */
1167 static void msc_buffer_win_free(struct msc *msc, struct msc_window *win)
1168 {
1169         msc->nr_pages -= win->nr_blocks;
1170
1171         list_del(&win->entry);
1172         if (list_empty(&msc->win_list)) {
1173                 msc->base = NULL;
1174                 msc->base_addr = 0;
1175         }
1176
1177         if (msc->mbuf && msc->mbuf->free_window)
1178                 msc->mbuf->free_window(msc->mbuf_priv, win->sgt);
1179         else
1180                 __msc_buffer_win_free(msc, win);
1181
1182         kfree(win);
1183 }
1184
1185 /**
1186  * msc_buffer_relink() - set up block descriptors for multiblock mode
1187  * @msc:        MSC device
1188  *
1189  * This traverses msc::win_list, which requires msc::buf_mutex to serialize,
1190  * so the caller is expected to hold it.
1191  */
1192 static void msc_buffer_relink(struct msc *msc)
1193 {
1194         struct msc_window *win, *next_win;
1195
1196         /* call with msc::mutex locked */
1197         list_for_each_entry(win, &msc->win_list, entry) {
1198                 struct scatterlist *sg;
1199                 unsigned int blk;
1200                 u32 sw_tag = 0;
1201
1202                 /*
1203                  * Last window's next_win should point to the first window
1204                  * and MSC_SW_TAG_LASTWIN should be set.
1205                  */
1206                 if (msc_is_last_win(win)) {
1207                         sw_tag |= MSC_SW_TAG_LASTWIN;
1208                         next_win = list_first_entry(&msc->win_list,
1209                                                     struct msc_window, entry);
1210                 } else {
1211                         next_win = list_next_entry(win, entry);
1212                 }
1213
1214                 for_each_sg(win->sgt->sgl, sg, win->nr_segs, blk) {
1215                         struct msc_block_desc *bdesc = sg_virt(sg);
1216
1217                         memset(bdesc, 0, sizeof(*bdesc));
1218
1219                         bdesc->next_win = msc_win_base_pfn(next_win);
1220
1221                         /*
1222                          * Similarly to last window, last block should point
1223                          * to the first one.
1224                          */
1225                         if (blk == win->nr_segs - 1) {
1226                                 sw_tag |= MSC_SW_TAG_LASTBLK;
1227                                 bdesc->next_blk = msc_win_base_pfn(win);
1228                         } else {
1229                                 dma_addr_t addr = sg_dma_address(sg_next(sg));
1230
1231                                 bdesc->next_blk = PFN_DOWN(addr);
1232                         }
1233
1234                         bdesc->sw_tag = sw_tag;
1235                         bdesc->block_sz = sg->length / 64;
1236                 }
1237         }
1238
1239         /*
1240          * Make the above writes globally visible before tracing is
1241          * enabled to make sure hardware sees them coherently.
1242          */
1243         wmb();
1244 }
1245
1246 static void msc_buffer_multi_free(struct msc *msc)
1247 {
1248         struct msc_window *win, *iter;
1249
1250         list_for_each_entry_safe(win, iter, &msc->win_list, entry)
1251                 msc_buffer_win_free(msc, win);
1252 }
1253
1254 static int msc_buffer_multi_alloc(struct msc *msc, unsigned long *nr_pages,
1255                                   unsigned int nr_wins)
1256 {
1257         int ret, i;
1258
1259         for (i = 0; i < nr_wins; i++) {
1260                 ret = msc_buffer_win_alloc(msc, nr_pages[i]);
1261                 if (ret) {
1262                         msc_buffer_multi_free(msc);
1263                         return ret;
1264                 }
1265         }
1266
1267         msc_buffer_relink(msc);
1268
1269         return 0;
1270 }
1271
1272 /**
1273  * msc_buffer_free() - free buffers for MSC
1274  * @msc:        MSC device
1275  *
1276  * Free MSC's storage buffers.
1277  *
1278  * This modifies msc::win_list and msc::base, which requires msc::buf_mutex to
1279  * serialize, so the caller is expected to hold it.
1280  */
1281 static void msc_buffer_free(struct msc *msc)
1282 {
1283         msc_buffer_set_wb(msc);
1284
1285         if (msc->mode == MSC_MODE_SINGLE)
1286                 msc_buffer_contig_free(msc);
1287         else if (msc->mode == MSC_MODE_MULTI)
1288                 msc_buffer_multi_free(msc);
1289 }
1290
1291 /**
1292  * msc_buffer_alloc() - allocate a buffer for MSC
1293  * @msc:        MSC device
1294  * @size:       allocation size in bytes
1295  *
1296  * Allocate a storage buffer for MSC, depending on the msc::mode, it will be
1297  * either done via msc_buffer_contig_alloc() for SINGLE operation mode or
1298  * msc_buffer_win_alloc() for multiblock operation. The latter allocates one
1299  * window per invocation, so in multiblock mode this can be called multiple
1300  * times for the same MSC to allocate multiple windows.
1301  *
1302  * This modifies msc::win_list and msc::base, which requires msc::buf_mutex
1303  * to serialize, so the caller is expected to hold it.
1304  *
1305  * Return:      0 on success, -errno otherwise.
1306  */
1307 static int msc_buffer_alloc(struct msc *msc, unsigned long *nr_pages,
1308                             unsigned int nr_wins)
1309 {
1310         int ret;
1311
1312         /* -1: buffer not allocated */
1313         if (atomic_read(&msc->user_count) != -1)
1314                 return -EBUSY;
1315
1316         if (msc->mode == MSC_MODE_SINGLE) {
1317                 if (nr_wins != 1)
1318                         return -EINVAL;
1319
1320                 ret = msc_buffer_contig_alloc(msc, nr_pages[0] << PAGE_SHIFT);
1321         } else if (msc->mode == MSC_MODE_MULTI) {
1322                 ret = msc_buffer_multi_alloc(msc, nr_pages, nr_wins);
1323         } else {
1324                 ret = -EINVAL;
1325         }
1326
1327         if (!ret) {
1328                 msc_buffer_set_uc(msc);
1329
1330                 /* allocation should be visible before the counter goes to 0 */
1331                 smp_mb__before_atomic();
1332
1333                 if (WARN_ON_ONCE(atomic_cmpxchg(&msc->user_count, -1, 0) != -1))
1334                         return -EINVAL;
1335         }
1336
1337         return ret;
1338 }
1339
1340 /**
1341  * msc_buffer_unlocked_free_unless_used() - free a buffer unless it's in use
1342  * @msc:        MSC device
1343  *
1344  * This will free MSC buffer unless it is in use or there is no allocated
1345  * buffer.
1346  * Caller needs to hold msc::buf_mutex.
1347  *
1348  * Return:      0 on successful deallocation or if there was no buffer to
1349  *              deallocate, -EBUSY if there are active users.
1350  */
1351 static int msc_buffer_unlocked_free_unless_used(struct msc *msc)
1352 {
1353         int count, ret = 0;
1354
1355         count = atomic_cmpxchg(&msc->user_count, 0, -1);
1356
1357         /* > 0: buffer is allocated and has users */
1358         if (count > 0)
1359                 ret = -EBUSY;
1360         /* 0: buffer is allocated, no users */
1361         else if (!count)
1362                 msc_buffer_free(msc);
1363         /* < 0: no buffer, nothing to do */
1364
1365         return ret;
1366 }
1367
1368 /**
1369  * msc_buffer_free_unless_used() - free a buffer unless it's in use
1370  * @msc:        MSC device
1371  *
1372  * This is a locked version of msc_buffer_unlocked_free_unless_used().
1373  */
1374 static int msc_buffer_free_unless_used(struct msc *msc)
1375 {
1376         int ret;
1377
1378         mutex_lock(&msc->buf_mutex);
1379         ret = msc_buffer_unlocked_free_unless_used(msc);
1380         mutex_unlock(&msc->buf_mutex);
1381
1382         return ret;
1383 }
1384
1385 /**
1386  * msc_buffer_get_page() - get MSC buffer page at a given offset
1387  * @msc:        MSC device
1388  * @pgoff:      page offset into the storage buffer
1389  *
1390  * This traverses msc::win_list, so holding msc::buf_mutex is expected from
1391  * the caller.
1392  *
1393  * Return:      page if @pgoff corresponds to a valid buffer page or NULL.
1394  */
1395 static struct page *msc_buffer_get_page(struct msc *msc, unsigned long pgoff)
1396 {
1397         struct msc_window *win;
1398         struct scatterlist *sg;
1399         unsigned int blk;
1400
1401         if (msc->mode == MSC_MODE_SINGLE)
1402                 return msc_buffer_contig_get_page(msc, pgoff);
1403
1404         list_for_each_entry(win, &msc->win_list, entry)
1405                 if (pgoff >= win->pgoff && pgoff < win->pgoff + win->nr_blocks)
1406                         goto found;
1407
1408         return NULL;
1409
1410 found:
1411         pgoff -= win->pgoff;
1412
1413         for_each_sg(win->sgt->sgl, sg, win->nr_segs, blk) {
1414                 struct page *page = msc_sg_page(sg);
1415                 size_t pgsz = PFN_DOWN(sg->length);
1416
1417                 if (pgoff < pgsz)
1418                         return page + pgoff;
1419
1420                 pgoff -= pgsz;
1421         }
1422
1423         return NULL;
1424 }
1425
1426 /**
1427  * struct msc_win_to_user_struct - data for copy_to_user() callback
1428  * @buf:        userspace buffer to copy data to
1429  * @offset:     running offset
1430  */
1431 struct msc_win_to_user_struct {
1432         char __user     *buf;
1433         unsigned long   offset;
1434 };
1435
1436 /**
1437  * msc_win_to_user() - iterator for msc_buffer_iterate() to copy data to user
1438  * @data:       callback's private data
1439  * @src:        source buffer
1440  * @len:        amount of data to copy from the source buffer
1441  */
1442 static unsigned long msc_win_to_user(void *data, void *src, size_t len)
1443 {
1444         struct msc_win_to_user_struct *u = data;
1445         unsigned long ret;
1446
1447         ret = copy_to_user(u->buf + u->offset, src, len);
1448         u->offset += len - ret;
1449
1450         return ret;
1451 }
1452
1453
1454 /*
1455  * file operations' callbacks
1456  */
1457
1458 static int intel_th_msc_open(struct inode *inode, struct file *file)
1459 {
1460         struct intel_th_device *thdev = file->private_data;
1461         struct msc *msc = dev_get_drvdata(&thdev->dev);
1462         struct msc_iter *iter;
1463
1464         if (!capable(CAP_SYS_RAWIO))
1465                 return -EPERM;
1466
1467         iter = msc_iter_install(msc);
1468         if (IS_ERR(iter))
1469                 return PTR_ERR(iter);
1470
1471         file->private_data = iter;
1472
1473         return nonseekable_open(inode, file);
1474 }
1475
1476 static int intel_th_msc_release(struct inode *inode, struct file *file)
1477 {
1478         struct msc_iter *iter = file->private_data;
1479         struct msc *msc = iter->msc;
1480
1481         msc_iter_remove(iter, msc);
1482
1483         return 0;
1484 }
1485
1486 static ssize_t
1487 msc_single_to_user(struct msc *msc, char __user *buf, loff_t off, size_t len)
1488 {
1489         unsigned long size = msc->nr_pages << PAGE_SHIFT, rem = len;
1490         unsigned long start = off, tocopy = 0;
1491
1492         if (msc->single_wrap) {
1493                 start += msc->single_sz;
1494                 if (start < size) {
1495                         tocopy = min(rem, size - start);
1496                         if (copy_to_user(buf, msc->base + start, tocopy))
1497                                 return -EFAULT;
1498
1499                         buf += tocopy;
1500                         rem -= tocopy;
1501                         start += tocopy;
1502                 }
1503
1504                 start &= size - 1;
1505                 if (rem) {
1506                         tocopy = min(rem, msc->single_sz - start);
1507                         if (copy_to_user(buf, msc->base + start, tocopy))
1508                                 return -EFAULT;
1509
1510                         rem -= tocopy;
1511                 }
1512
1513                 return len - rem;
1514         }
1515
1516         if (copy_to_user(buf, msc->base + start, rem))
1517                 return -EFAULT;
1518
1519         return len;
1520 }
1521
1522 static ssize_t intel_th_msc_read(struct file *file, char __user *buf,
1523                                  size_t len, loff_t *ppos)
1524 {
1525         struct msc_iter *iter = file->private_data;
1526         struct msc *msc = iter->msc;
1527         size_t size;
1528         loff_t off = *ppos;
1529         ssize_t ret = 0;
1530
1531         if (!atomic_inc_unless_negative(&msc->user_count))
1532                 return 0;
1533
1534         if (msc->mode == MSC_MODE_SINGLE && !msc->single_wrap)
1535                 size = msc->single_sz;
1536         else
1537                 size = msc->nr_pages << PAGE_SHIFT;
1538
1539         if (!size)
1540                 goto put_count;
1541
1542         if (off >= size)
1543                 goto put_count;
1544
1545         if (off + len >= size)
1546                 len = size - off;
1547
1548         if (msc->mode == MSC_MODE_SINGLE) {
1549                 ret = msc_single_to_user(msc, buf, off, len);
1550                 if (ret >= 0)
1551                         *ppos += ret;
1552         } else if (msc->mode == MSC_MODE_MULTI) {
1553                 struct msc_win_to_user_struct u = {
1554                         .buf    = buf,
1555                         .offset = 0,
1556                 };
1557
1558                 ret = msc_buffer_iterate(iter, len, &u, msc_win_to_user);
1559                 if (ret >= 0)
1560                         *ppos = iter->offset;
1561         } else {
1562                 ret = -EINVAL;
1563         }
1564
1565 put_count:
1566         atomic_dec(&msc->user_count);
1567
1568         return ret;
1569 }
1570
1571 /*
1572  * vm operations callbacks (vm_ops)
1573  */
1574
1575 static void msc_mmap_open(struct vm_area_struct *vma)
1576 {
1577         struct msc_iter *iter = vma->vm_file->private_data;
1578         struct msc *msc = iter->msc;
1579
1580         atomic_inc(&msc->mmap_count);
1581 }
1582
1583 static void msc_mmap_close(struct vm_area_struct *vma)
1584 {
1585         struct msc_iter *iter = vma->vm_file->private_data;
1586         struct msc *msc = iter->msc;
1587         unsigned long pg;
1588
1589         if (!atomic_dec_and_mutex_lock(&msc->mmap_count, &msc->buf_mutex))
1590                 return;
1591
1592         /* drop page _refcounts */
1593         for (pg = 0; pg < msc->nr_pages; pg++) {
1594                 struct page *page = msc_buffer_get_page(msc, pg);
1595
1596                 if (WARN_ON_ONCE(!page))
1597                         continue;
1598
1599                 if (page->mapping)
1600                         page->mapping = NULL;
1601         }
1602
1603         /* last mapping -- drop user_count */
1604         atomic_dec(&msc->user_count);
1605         mutex_unlock(&msc->buf_mutex);
1606 }
1607
1608 static vm_fault_t msc_mmap_fault(struct vm_fault *vmf)
1609 {
1610         struct msc_iter *iter = vmf->vma->vm_file->private_data;
1611         struct msc *msc = iter->msc;
1612
1613         vmf->page = msc_buffer_get_page(msc, vmf->pgoff);
1614         if (!vmf->page)
1615                 return VM_FAULT_SIGBUS;
1616
1617         get_page(vmf->page);
1618         vmf->page->mapping = vmf->vma->vm_file->f_mapping;
1619         vmf->page->index = vmf->pgoff;
1620
1621         return 0;
1622 }
1623
1624 static const struct vm_operations_struct msc_mmap_ops = {
1625         .open   = msc_mmap_open,
1626         .close  = msc_mmap_close,
1627         .fault  = msc_mmap_fault,
1628 };
1629
1630 static int intel_th_msc_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
1631 {
1632         unsigned long size = vma->vm_end - vma->vm_start;
1633         struct msc_iter *iter = vma->vm_file->private_data;
1634         struct msc *msc = iter->msc;
1635         int ret = -EINVAL;
1636
1637         if (!size || offset_in_page(size))
1638                 return -EINVAL;
1639
1640         if (vma->vm_pgoff)
1641                 return -EINVAL;
1642
1643         /* grab user_count once per mmap; drop in msc_mmap_close() */
1644         if (!atomic_inc_unless_negative(&msc->user_count))
1645                 return -EINVAL;
1646
1647         if (msc->mode != MSC_MODE_SINGLE &&
1648             msc->mode != MSC_MODE_MULTI)
1649                 goto out;
1650
1651         if (size >> PAGE_SHIFT != msc->nr_pages)
1652                 goto out;
1653
1654         atomic_set(&msc->mmap_count, 1);
1655         ret = 0;
1656
1657 out:
1658         if (ret)
1659                 atomic_dec(&msc->user_count);
1660
1661         vma->vm_page_prot = pgprot_noncached(vma->vm_page_prot);
1662         vm_flags_set(vma, VM_DONTEXPAND | VM_DONTCOPY);
1663         vma->vm_ops = &msc_mmap_ops;
1664         return ret;
1665 }
1666
1667 static const struct file_operations intel_th_msc_fops = {
1668         .open           = intel_th_msc_open,
1669         .release        = intel_th_msc_release,
1670         .read           = intel_th_msc_read,
1671         .mmap           = intel_th_msc_mmap,
1672         .llseek         = no_llseek,
1673         .owner          = THIS_MODULE,
1674 };
1675
1676 static void intel_th_msc_wait_empty(struct intel_th_device *thdev)
1677 {
1678         struct msc *msc = dev_get_drvdata(&thdev->dev);
1679         unsigned long count;
1680         u32 reg;
1681
1682         for (reg = 0, count = MSC_PLE_WAITLOOP_DEPTH;
1683              count && !(reg & MSCSTS_PLE); count--) {
1684                 reg = __raw_readl(msc->reg_base + REG_MSU_MSC0STS);
1685                 cpu_relax();
1686         }
1687
1688         if (!count)
1689                 dev_dbg(msc_dev(msc), "timeout waiting for MSC0 PLE\n");
1690 }
1691
1692 static int intel_th_msc_init(struct msc *msc)
1693 {
1694         atomic_set(&msc->user_count, -1);
1695
1696         msc->mode = msc->multi_is_broken ? MSC_MODE_SINGLE : MSC_MODE_MULTI;
1697         mutex_init(&msc->buf_mutex);
1698         INIT_LIST_HEAD(&msc->win_list);
1699         INIT_LIST_HEAD(&msc->iter_list);
1700
1701         msc->burst_len =
1702                 (ioread32(msc->reg_base + REG_MSU_MSC0CTL) & MSC_LEN) >>
1703                 __ffs(MSC_LEN);
1704
1705         return 0;
1706 }
1707
1708 static int msc_win_switch(struct msc *msc)
1709 {
1710         struct msc_window *first;
1711
1712         if (list_empty(&msc->win_list))
1713                 return -EINVAL;
1714
1715         first = list_first_entry(&msc->win_list, struct msc_window, entry);
1716
1717         if (msc_is_last_win(msc->cur_win))
1718                 msc->cur_win = first;
1719         else
1720                 msc->cur_win = list_next_entry(msc->cur_win, entry);
1721
1722         msc->base = msc_win_base(msc->cur_win);
1723         msc->base_addr = msc_win_base_dma(msc->cur_win);
1724
1725         intel_th_trace_switch(msc->thdev);
1726
1727         return 0;
1728 }
1729
1730 /**
1731  * intel_th_msc_window_unlock - put the window back in rotation
1732  * @dev:        MSC device to which this relates
1733  * @sgt:        buffer's sg_table for the window, does nothing if NULL
1734  */
1735 void intel_th_msc_window_unlock(struct device *dev, struct sg_table *sgt)
1736 {
1737         struct msc *msc = dev_get_drvdata(dev);
1738         struct msc_window *win;
1739
1740         if (!sgt)
1741                 return;
1742
1743         win = msc_find_window(msc, sgt, false);
1744         if (!win)
1745                 return;
1746
1747         msc_win_set_lockout(win, WIN_LOCKED, WIN_READY);
1748         if (msc->switch_on_unlock == win) {
1749                 msc->switch_on_unlock = NULL;
1750                 msc_win_switch(msc);
1751         }
1752 }
1753 EXPORT_SYMBOL_GPL(intel_th_msc_window_unlock);
1754
1755 static void msc_work(struct work_struct *work)
1756 {
1757         struct msc *msc = container_of(work, struct msc, work);
1758
1759         intel_th_msc_deactivate(msc->thdev);
1760 }
1761
1762 static irqreturn_t intel_th_msc_interrupt(struct intel_th_device *thdev)
1763 {
1764         struct msc *msc = dev_get_drvdata(&thdev->dev);
1765         u32 msusts = ioread32(msc->msu_base + REG_MSU_MSUSTS);
1766         u32 mask = msc->index ? MSUSTS_MSC1BLAST : MSUSTS_MSC0BLAST;
1767         struct msc_window *win, *next_win;
1768
1769         if (!msc->do_irq || !msc->mbuf)
1770                 return IRQ_NONE;
1771
1772         msusts &= mask;
1773
1774         if (!msusts)
1775                 return msc->enabled ? IRQ_HANDLED : IRQ_NONE;
1776
1777         iowrite32(msusts, msc->msu_base + REG_MSU_MSUSTS);
1778
1779         if (!msc->enabled)
1780                 return IRQ_NONE;
1781
1782         /* grab the window before we do the switch */
1783         win = msc->cur_win;
1784         if (!win)
1785                 return IRQ_HANDLED;
1786         next_win = msc_next_window(win);
1787         if (!next_win)
1788                 return IRQ_HANDLED;
1789
1790         /* next window: if READY, proceed, if LOCKED, stop the trace */
1791         if (msc_win_set_lockout(next_win, WIN_READY, WIN_INUSE)) {
1792                 if (msc->stop_on_full)
1793                         schedule_work(&msc->work);
1794                 else
1795                         msc->switch_on_unlock = next_win;
1796
1797                 return IRQ_HANDLED;
1798         }
1799
1800         /* current window: INUSE -> LOCKED */
1801         msc_win_set_lockout(win, WIN_INUSE, WIN_LOCKED);
1802
1803         msc_win_switch(msc);
1804
1805         if (msc->mbuf && msc->mbuf->ready)
1806                 msc->mbuf->ready(msc->mbuf_priv, win->sgt,
1807                                  msc_win_total_sz(win));
1808
1809         return IRQ_HANDLED;
1810 }
1811
1812 static const char * const msc_mode[] = {
1813         [MSC_MODE_SINGLE]       = "single",
1814         [MSC_MODE_MULTI]        = "multi",
1815         [MSC_MODE_EXI]          = "ExI",
1816         [MSC_MODE_DEBUG]        = "debug",
1817 };
1818
1819 static ssize_t
1820 wrap_show(struct device *dev, struct device_attribute *attr, char *buf)
1821 {
1822         struct msc *msc = dev_get_drvdata(dev);
1823
1824         return scnprintf(buf, PAGE_SIZE, "%d\n", msc->wrap);
1825 }
1826
1827 static ssize_t
1828 wrap_store(struct device *dev, struct device_attribute *attr, const char *buf,
1829            size_t size)
1830 {
1831         struct msc *msc = dev_get_drvdata(dev);
1832         unsigned long val;
1833         int ret;
1834
1835         ret = kstrtoul(buf, 10, &val);
1836         if (ret)
1837                 return ret;
1838
1839         msc->wrap = !!val;
1840
1841         return size;
1842 }
1843
1844 static DEVICE_ATTR_RW(wrap);
1845
1846 static void msc_buffer_unassign(struct msc *msc)
1847 {
1848         lockdep_assert_held(&msc->buf_mutex);
1849
1850         if (!msc->mbuf)
1851                 return;
1852
1853         msc->mbuf->unassign(msc->mbuf_priv);
1854         msu_buffer_put(msc->mbuf);
1855         msc->mbuf_priv = NULL;
1856         msc->mbuf = NULL;
1857 }
1858
1859 static ssize_t
1860 mode_show(struct device *dev, struct device_attribute *attr, char *buf)
1861 {
1862         struct msc *msc = dev_get_drvdata(dev);
1863         const char *mode = msc_mode[msc->mode];
1864         ssize_t ret;
1865
1866         mutex_lock(&msc->buf_mutex);
1867         if (msc->mbuf)
1868                 mode = msc->mbuf->name;
1869         ret = scnprintf(buf, PAGE_SIZE, "%s\n", mode);
1870         mutex_unlock(&msc->buf_mutex);
1871
1872         return ret;
1873 }
1874
1875 static ssize_t
1876 mode_store(struct device *dev, struct device_attribute *attr, const char *buf,
1877            size_t size)
1878 {
1879         const struct msu_buffer *mbuf = NULL;
1880         struct msc *msc = dev_get_drvdata(dev);
1881         size_t len = size;
1882         char *cp, *mode;
1883         int i, ret;
1884
1885         if (!capable(CAP_SYS_RAWIO))
1886                 return -EPERM;
1887
1888         cp = memchr(buf, '\n', len);
1889         if (cp)
1890                 len = cp - buf;
1891
1892         mode = kstrndup(buf, len, GFP_KERNEL);
1893         if (!mode)
1894                 return -ENOMEM;
1895
1896         i = match_string(msc_mode, ARRAY_SIZE(msc_mode), mode);
1897         if (i >= 0) {
1898                 kfree(mode);
1899                 goto found;
1900         }
1901
1902         /* Buffer sinks only work with a usable IRQ */
1903         if (!msc->do_irq) {
1904                 kfree(mode);
1905                 return -EINVAL;
1906         }
1907
1908         mbuf = msu_buffer_get(mode);
1909         kfree(mode);
1910         if (mbuf)
1911                 goto found;
1912
1913         return -EINVAL;
1914
1915 found:
1916         if (i == MSC_MODE_MULTI && msc->multi_is_broken)
1917                 return -EOPNOTSUPP;
1918
1919         mutex_lock(&msc->buf_mutex);
1920         ret = 0;
1921
1922         /* Same buffer: do nothing */
1923         if (mbuf && mbuf == msc->mbuf) {
1924                 /* put the extra reference we just got */
1925                 msu_buffer_put(mbuf);
1926                 goto unlock;
1927         }
1928
1929         ret = msc_buffer_unlocked_free_unless_used(msc);
1930         if (ret)
1931                 goto unlock;
1932
1933         if (mbuf) {
1934                 void *mbuf_priv = mbuf->assign(dev, &i);
1935
1936                 if (!mbuf_priv) {
1937                         ret = -ENOMEM;
1938                         goto unlock;
1939                 }
1940
1941                 msc_buffer_unassign(msc);
1942                 msc->mbuf_priv = mbuf_priv;
1943                 msc->mbuf = mbuf;
1944         } else {
1945                 msc_buffer_unassign(msc);
1946         }
1947
1948         msc->mode = i;
1949
1950 unlock:
1951         if (ret && mbuf)
1952                 msu_buffer_put(mbuf);
1953         mutex_unlock(&msc->buf_mutex);
1954
1955         return ret ? ret : size;
1956 }
1957
1958 static DEVICE_ATTR_RW(mode);
1959
1960 static ssize_t
1961 nr_pages_show(struct device *dev, struct device_attribute *attr, char *buf)
1962 {
1963         struct msc *msc = dev_get_drvdata(dev);
1964         struct msc_window *win;
1965         size_t count = 0;
1966
1967         mutex_lock(&msc->buf_mutex);
1968
1969         if (msc->mode == MSC_MODE_SINGLE)
1970                 count = scnprintf(buf, PAGE_SIZE, "%ld\n", msc->nr_pages);
1971         else if (msc->mode == MSC_MODE_MULTI) {
1972                 list_for_each_entry(win, &msc->win_list, entry) {
1973                         count += scnprintf(buf + count, PAGE_SIZE - count,
1974                                            "%d%c", win->nr_blocks,
1975                                            msc_is_last_win(win) ? '\n' : ',');
1976                 }
1977         } else {
1978                 count = scnprintf(buf, PAGE_SIZE, "unsupported\n");
1979         }
1980
1981         mutex_unlock(&msc->buf_mutex);
1982
1983         return count;
1984 }
1985
1986 static ssize_t
1987 nr_pages_store(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
1988                const char *buf, size_t size)
1989 {
1990         struct msc *msc = dev_get_drvdata(dev);
1991         unsigned long val, *win = NULL, *rewin;
1992         size_t len = size;
1993         const char *p = buf;
1994         char *end, *s;
1995         int ret, nr_wins = 0;
1996
1997         if (!capable(CAP_SYS_RAWIO))
1998                 return -EPERM;
1999
2000         ret = msc_buffer_free_unless_used(msc);
2001         if (ret)
2002                 return ret;
2003
2004         /* scan the comma-separated list of allocation sizes */
2005         end = memchr(buf, '\n', len);
2006         if (end)
2007                 len = end - buf;
2008
2009         do {
2010                 end = memchr(p, ',', len);
2011                 s = kstrndup(p, end ? end - p : len, GFP_KERNEL);
2012                 if (!s) {
2013                         ret = -ENOMEM;
2014                         goto free_win;
2015                 }
2016
2017                 ret = kstrtoul(s, 10, &val);
2018                 kfree(s);
2019
2020                 if (ret || !val)
2021                         goto free_win;
2022
2023                 if (nr_wins && msc->mode == MSC_MODE_SINGLE) {
2024                         ret = -EINVAL;
2025                         goto free_win;
2026                 }
2027
2028                 nr_wins++;
2029                 rewin = krealloc_array(win, nr_wins, sizeof(*win), GFP_KERNEL);
2030                 if (!rewin) {
2031                         kfree(win);
2032                         return -ENOMEM;
2033                 }
2034
2035                 win = rewin;
2036                 win[nr_wins - 1] = val;
2037
2038                 if (!end)
2039                         break;
2040
2041                 /* consume the number and the following comma, hence +1 */
2042                 len -= end - p + 1;
2043                 p = end + 1;
2044         } while (len);
2045
2046         mutex_lock(&msc->buf_mutex);
2047         ret = msc_buffer_alloc(msc, win, nr_wins);
2048         mutex_unlock(&msc->buf_mutex);
2049
2050 free_win:
2051         kfree(win);
2052
2053         return ret ? ret : size;
2054 }
2055
2056 static DEVICE_ATTR_RW(nr_pages);
2057
2058 static ssize_t
2059 win_switch_store(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
2060                  const char *buf, size_t size)
2061 {
2062         struct msc *msc = dev_get_drvdata(dev);
2063         unsigned long val;
2064         int ret;
2065
2066         ret = kstrtoul(buf, 10, &val);
2067         if (ret)
2068                 return ret;
2069
2070         if (val != 1)
2071                 return -EINVAL;
2072
2073         ret = -EINVAL;
2074         mutex_lock(&msc->buf_mutex);
2075         /*
2076          * Window switch can only happen in the "multi" mode.
2077          * If a external buffer is engaged, they have the full
2078          * control over window switching.
2079          */
2080         if (msc->mode == MSC_MODE_MULTI && !msc->mbuf)
2081                 ret = msc_win_switch(msc);
2082         mutex_unlock(&msc->buf_mutex);
2083
2084         return ret ? ret : size;
2085 }
2086
2087 static DEVICE_ATTR_WO(win_switch);
2088
2089 static ssize_t stop_on_full_show(struct device *dev,
2090                                  struct device_attribute *attr, char *buf)
2091 {
2092         struct msc *msc = dev_get_drvdata(dev);
2093
2094         return sprintf(buf, "%d\n", msc->stop_on_full);
2095 }
2096
2097 static ssize_t stop_on_full_store(struct device *dev,
2098                                   struct device_attribute *attr,
2099                                   const char *buf, size_t size)
2100 {
2101         struct msc *msc = dev_get_drvdata(dev);
2102         int ret;
2103
2104         ret = kstrtobool(buf, &msc->stop_on_full);
2105         if (ret)
2106                 return ret;
2107
2108         return size;
2109 }
2110
2111 static DEVICE_ATTR_RW(stop_on_full);
2112
2113 static struct attribute *msc_output_attrs[] = {
2114         &dev_attr_wrap.attr,
2115         &dev_attr_mode.attr,
2116         &dev_attr_nr_pages.attr,
2117         &dev_attr_win_switch.attr,
2118         &dev_attr_stop_on_full.attr,
2119         NULL,
2120 };
2121
2122 static const struct attribute_group msc_output_group = {
2123         .attrs  = msc_output_attrs,
2124 };
2125
2126 static int intel_th_msc_probe(struct intel_th_device *thdev)
2127 {
2128         struct device *dev = &thdev->dev;
2129         struct resource *res;
2130         struct msc *msc;
2131         void __iomem *base;
2132         int err;
2133
2134         res = intel_th_device_get_resource(thdev, IORESOURCE_MEM, 0);
2135         if (!res)
2136                 return -ENODEV;
2137
2138         base = devm_ioremap(dev, res->start, resource_size(res));
2139         if (!base)
2140                 return -ENOMEM;
2141
2142         msc = devm_kzalloc(dev, sizeof(*msc), GFP_KERNEL);
2143         if (!msc)
2144                 return -ENOMEM;
2145
2146         res = intel_th_device_get_resource(thdev, IORESOURCE_IRQ, 1);
2147         if (!res)
2148                 msc->do_irq = 1;
2149
2150         if (INTEL_TH_CAP(to_intel_th(thdev), multi_is_broken))
2151                 msc->multi_is_broken = 1;
2152
2153         msc->index = thdev->id;
2154
2155         msc->thdev = thdev;
2156         msc->reg_base = base + msc->index * 0x100;
2157         msc->msu_base = base;
2158
2159         INIT_WORK(&msc->work, msc_work);
2160         err = intel_th_msc_init(msc);
2161         if (err)
2162                 return err;
2163
2164         dev_set_drvdata(dev, msc);
2165
2166         return 0;
2167 }
2168
2169 static void intel_th_msc_remove(struct intel_th_device *thdev)
2170 {
2171         struct msc *msc = dev_get_drvdata(&thdev->dev);
2172         int ret;
2173
2174         intel_th_msc_deactivate(thdev);
2175
2176         /*
2177          * Buffers should not be used at this point except if the
2178          * output character device is still open and the parent
2179          * device gets detached from its bus, which is a FIXME.
2180          */
2181         ret = msc_buffer_free_unless_used(msc);
2182         WARN_ON_ONCE(ret);
2183 }
2184
2185 static struct intel_th_driver intel_th_msc_driver = {
2186         .probe  = intel_th_msc_probe,
2187         .remove = intel_th_msc_remove,
2188         .irq            = intel_th_msc_interrupt,
2189         .wait_empty     = intel_th_msc_wait_empty,
2190         .activate       = intel_th_msc_activate,
2191         .deactivate     = intel_th_msc_deactivate,
2192         .fops   = &intel_th_msc_fops,
2193         .attr_group     = &msc_output_group,
2194         .driver = {
2195                 .name   = "msc",
2196                 .owner  = THIS_MODULE,
2197         },
2198 };
2199
2200 module_driver(intel_th_msc_driver,
2201               intel_th_driver_register,
2202               intel_th_driver_unregister);
2203
2204 MODULE_LICENSE("GPL v2");
2205 MODULE_DESCRIPTION("Intel(R) Trace Hub Memory Storage Unit driver");
2206 MODULE_AUTHOR("Alexander Shishkin <alexander.shishkin@linux.intel.com>");