Mention branches and keyring.
[releases.git] / s390 / kernel / perf_cpum_sf.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Performance event support for the System z CPU-measurement Sampling Facility
4  *
5  * Copyright IBM Corp. 2013, 2018
6  * Author(s): Hendrik Brueckner <brueckner@linux.vnet.ibm.com>
7  */
8 #define KMSG_COMPONENT  "cpum_sf"
9 #define pr_fmt(fmt)     KMSG_COMPONENT ": " fmt
10
11 #include <linux/kernel.h>
12 #include <linux/kernel_stat.h>
13 #include <linux/perf_event.h>
14 #include <linux/percpu.h>
15 #include <linux/pid.h>
16 #include <linux/notifier.h>
17 #include <linux/export.h>
18 #include <linux/slab.h>
19 #include <linux/mm.h>
20 #include <linux/moduleparam.h>
21 #include <asm/cpu_mf.h>
22 #include <asm/irq.h>
23 #include <asm/debug.h>
24 #include <asm/timex.h>
25
26 /* Minimum number of sample-data-block-tables:
27  * At least one table is required for the sampling buffer structure.
28  * A single table contains up to 511 pointers to sample-data-blocks.
29  */
30 #define CPUM_SF_MIN_SDBT        1
31
32 /* Number of sample-data-blocks per sample-data-block-table (SDBT):
33  * A table contains SDB pointers (8 bytes) and one table-link entry
34  * that points to the origin of the next SDBT.
35  */
36 #define CPUM_SF_SDB_PER_TABLE   ((PAGE_SIZE - 8) / 8)
37
38 /* Maximum page offset for an SDBT table-link entry:
39  * If this page offset is reached, a table-link entry to the next SDBT
40  * must be added.
41  */
42 #define CPUM_SF_SDBT_TL_OFFSET  (CPUM_SF_SDB_PER_TABLE * 8)
43 static inline int require_table_link(const void *sdbt)
44 {
45         return ((unsigned long) sdbt & ~PAGE_MASK) == CPUM_SF_SDBT_TL_OFFSET;
46 }
47
48 /* Minimum and maximum sampling buffer sizes:
49  *
50  * This number represents the maximum size of the sampling buffer taking
51  * the number of sample-data-block-tables into account.  Note that these
52  * numbers apply to the basic-sampling function only.
53  * The maximum number of SDBs is increased by CPUM_SF_SDB_DIAG_FACTOR if
54  * the diagnostic-sampling function is active.
55  *
56  * Sampling buffer size         Buffer characteristics
57  * ---------------------------------------------------
58  *       64KB               ==    16 pages (4KB per page)
59  *                                 1 page  for SDB-tables
60  *                                15 pages for SDBs
61  *
62  *  32MB                    ==  8192 pages (4KB per page)
63  *                                16 pages for SDB-tables
64  *                              8176 pages for SDBs
65  */
66 static unsigned long __read_mostly CPUM_SF_MIN_SDB = 15;
67 static unsigned long __read_mostly CPUM_SF_MAX_SDB = 8176;
68 static unsigned long __read_mostly CPUM_SF_SDB_DIAG_FACTOR = 1;
69
70 struct sf_buffer {
71         unsigned long    *sdbt;     /* Sample-data-block-table origin */
72         /* buffer characteristics (required for buffer increments) */
73         unsigned long  num_sdb;     /* Number of sample-data-blocks */
74         unsigned long num_sdbt;     /* Number of sample-data-block-tables */
75         unsigned long    *tail;     /* last sample-data-block-table */
76 };
77
78 struct aux_buffer {
79         struct sf_buffer sfb;
80         unsigned long head;        /* index of SDB of buffer head */
81         unsigned long alert_mark;  /* index of SDB of alert request position */
82         unsigned long empty_mark;  /* mark of SDB not marked full */
83         unsigned long *sdb_index;  /* SDB address for fast lookup */
84         unsigned long *sdbt_index; /* SDBT address for fast lookup */
85 };
86
87 struct cpu_hw_sf {
88         /* CPU-measurement sampling information block */
89         struct hws_qsi_info_block qsi;
90         /* CPU-measurement sampling control block */
91         struct hws_lsctl_request_block lsctl;
92         struct sf_buffer sfb;       /* Sampling buffer */
93         unsigned int flags;         /* Status flags */
94         struct perf_event *event;   /* Scheduled perf event */
95         struct perf_output_handle handle; /* AUX buffer output handle */
96 };
97 static DEFINE_PER_CPU(struct cpu_hw_sf, cpu_hw_sf);
98
99 /* Debug feature */
100 static debug_info_t *sfdbg;
101
102 /*
103  * sf_disable() - Switch off sampling facility
104  */
105 static int sf_disable(void)
106 {
107         struct hws_lsctl_request_block sreq;
108
109         memset(&sreq, 0, sizeof(sreq));
110         return lsctl(&sreq);
111 }
112
113 /*
114  * sf_buffer_available() - Check for an allocated sampling buffer
115  */
116 static int sf_buffer_available(struct cpu_hw_sf *cpuhw)
117 {
118         return !!cpuhw->sfb.sdbt;
119 }
120
121 /*
122  * deallocate sampling facility buffer
123  */
124 static void free_sampling_buffer(struct sf_buffer *sfb)
125 {
126         unsigned long *sdbt, *curr;
127
128         if (!sfb->sdbt)
129                 return;
130
131         sdbt = sfb->sdbt;
132         curr = sdbt;
133
134         /* Free the SDBT after all SDBs are processed... */
135         while (1) {
136                 if (!*curr || !sdbt)
137                         break;
138
139                 /* Process table-link entries */
140                 if (is_link_entry(curr)) {
141                         curr = get_next_sdbt(curr);
142                         if (sdbt)
143                                 free_page((unsigned long) sdbt);
144
145                         /* If the origin is reached, sampling buffer is freed */
146                         if (curr == sfb->sdbt)
147                                 break;
148                         else
149                                 sdbt = curr;
150                 } else {
151                         /* Process SDB pointer */
152                         if (*curr) {
153                                 free_page(*curr);
154                                 curr++;
155                         }
156                 }
157         }
158
159         debug_sprintf_event(sfdbg, 5, "%s: freed sdbt %#lx\n", __func__,
160                             (unsigned long)sfb->sdbt);
161         memset(sfb, 0, sizeof(*sfb));
162 }
163
164 static int alloc_sample_data_block(unsigned long *sdbt, gfp_t gfp_flags)
165 {
166         struct hws_trailer_entry *te;
167         unsigned long sdb;
168
169         /* Allocate and initialize sample-data-block */
170         sdb = get_zeroed_page(gfp_flags);
171         if (!sdb)
172                 return -ENOMEM;
173         te = (struct hws_trailer_entry *)trailer_entry_ptr(sdb);
174         te->header.a = 1;
175
176         /* Link SDB into the sample-data-block-table */
177         *sdbt = sdb;
178
179         return 0;
180 }
181
182 /*
183  * realloc_sampling_buffer() - extend sampler memory
184  *
185  * Allocates new sample-data-blocks and adds them to the specified sampling
186  * buffer memory.
187  *
188  * Important: This modifies the sampling buffer and must be called when the
189  *            sampling facility is disabled.
190  *
191  * Returns zero on success, non-zero otherwise.
192  */
193 static int realloc_sampling_buffer(struct sf_buffer *sfb,
194                                    unsigned long num_sdb, gfp_t gfp_flags)
195 {
196         int i, rc;
197         unsigned long *new, *tail, *tail_prev = NULL;
198
199         if (!sfb->sdbt || !sfb->tail)
200                 return -EINVAL;
201
202         if (!is_link_entry(sfb->tail))
203                 return -EINVAL;
204
205         /* Append to the existing sampling buffer, overwriting the table-link
206          * register.
207          * The tail variables always points to the "tail" (last and table-link)
208          * entry in an SDB-table.
209          */
210         tail = sfb->tail;
211
212         /* Do a sanity check whether the table-link entry points to
213          * the sampling buffer origin.
214          */
215         if (sfb->sdbt != get_next_sdbt(tail)) {
216                 debug_sprintf_event(sfdbg, 3, "%s: "
217                                     "sampling buffer is not linked: origin %#lx"
218                                     " tail %#lx\n", __func__,
219                                     (unsigned long)sfb->sdbt,
220                                     (unsigned long)tail);
221                 return -EINVAL;
222         }
223
224         /* Allocate remaining SDBs */
225         rc = 0;
226         for (i = 0; i < num_sdb; i++) {
227                 /* Allocate a new SDB-table if it is full. */
228                 if (require_table_link(tail)) {
229                         new = (unsigned long *) get_zeroed_page(gfp_flags);
230                         if (!new) {
231                                 rc = -ENOMEM;
232                                 break;
233                         }
234                         sfb->num_sdbt++;
235                         /* Link current page to tail of chain */
236                         *tail = (unsigned long)(void *) new + 1;
237                         tail_prev = tail;
238                         tail = new;
239                 }
240
241                 /* Allocate a new sample-data-block.
242                  * If there is not enough memory, stop the realloc process
243                  * and simply use what was allocated.  If this is a temporary
244                  * issue, a new realloc call (if required) might succeed.
245                  */
246                 rc = alloc_sample_data_block(tail, gfp_flags);
247                 if (rc) {
248                         /* Undo last SDBT. An SDBT with no SDB at its first
249                          * entry but with an SDBT entry instead can not be
250                          * handled by the interrupt handler code.
251                          * Avoid this situation.
252                          */
253                         if (tail_prev) {
254                                 sfb->num_sdbt--;
255                                 free_page((unsigned long) new);
256                                 tail = tail_prev;
257                         }
258                         break;
259                 }
260                 sfb->num_sdb++;
261                 tail++;
262                 tail_prev = new = NULL; /* Allocated at least one SBD */
263         }
264
265         /* Link sampling buffer to its origin */
266         *tail = (unsigned long) sfb->sdbt + 1;
267         sfb->tail = tail;
268
269         debug_sprintf_event(sfdbg, 4, "%s: new buffer"
270                             " settings: sdbt %lu sdb %lu\n", __func__,
271                             sfb->num_sdbt, sfb->num_sdb);
272         return rc;
273 }
274
275 /*
276  * allocate_sampling_buffer() - allocate sampler memory
277  *
278  * Allocates and initializes a sampling buffer structure using the
279  * specified number of sample-data-blocks (SDB).  For each allocation,
280  * a 4K page is used.  The number of sample-data-block-tables (SDBT)
281  * are calculated from SDBs.
282  * Also set the ALERT_REQ mask in each SDBs trailer.
283  *
284  * Returns zero on success, non-zero otherwise.
285  */
286 static int alloc_sampling_buffer(struct sf_buffer *sfb, unsigned long num_sdb)
287 {
288         int rc;
289
290         if (sfb->sdbt)
291                 return -EINVAL;
292
293         /* Allocate the sample-data-block-table origin */
294         sfb->sdbt = (unsigned long *) get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
295         if (!sfb->sdbt)
296                 return -ENOMEM;
297         sfb->num_sdb = 0;
298         sfb->num_sdbt = 1;
299
300         /* Link the table origin to point to itself to prepare for
301          * realloc_sampling_buffer() invocation.
302          */
303         sfb->tail = sfb->sdbt;
304         *sfb->tail = (unsigned long)(void *) sfb->sdbt + 1;
305
306         /* Allocate requested number of sample-data-blocks */
307         rc = realloc_sampling_buffer(sfb, num_sdb, GFP_KERNEL);
308         if (rc) {
309                 free_sampling_buffer(sfb);
310                 debug_sprintf_event(sfdbg, 4, "%s: "
311                         "realloc_sampling_buffer failed with rc %i\n",
312                         __func__, rc);
313         } else
314                 debug_sprintf_event(sfdbg, 4,
315                         "%s: tear %#lx dear %#lx\n", __func__,
316                         (unsigned long)sfb->sdbt, (unsigned long)*sfb->sdbt);
317         return rc;
318 }
319
320 static void sfb_set_limits(unsigned long min, unsigned long max)
321 {
322         struct hws_qsi_info_block si;
323
324         CPUM_SF_MIN_SDB = min;
325         CPUM_SF_MAX_SDB = max;
326
327         memset(&si, 0, sizeof(si));
328         if (!qsi(&si))
329                 CPUM_SF_SDB_DIAG_FACTOR = DIV_ROUND_UP(si.dsdes, si.bsdes);
330 }
331
332 static unsigned long sfb_max_limit(struct hw_perf_event *hwc)
333 {
334         return SAMPL_DIAG_MODE(hwc) ? CPUM_SF_MAX_SDB * CPUM_SF_SDB_DIAG_FACTOR
335                                     : CPUM_SF_MAX_SDB;
336 }
337
338 static unsigned long sfb_pending_allocs(struct sf_buffer *sfb,
339                                         struct hw_perf_event *hwc)
340 {
341         if (!sfb->sdbt)
342                 return SFB_ALLOC_REG(hwc);
343         if (SFB_ALLOC_REG(hwc) > sfb->num_sdb)
344                 return SFB_ALLOC_REG(hwc) - sfb->num_sdb;
345         return 0;
346 }
347
348 static int sfb_has_pending_allocs(struct sf_buffer *sfb,
349                                    struct hw_perf_event *hwc)
350 {
351         return sfb_pending_allocs(sfb, hwc) > 0;
352 }
353
354 static void sfb_account_allocs(unsigned long num, struct hw_perf_event *hwc)
355 {
356         /* Limit the number of SDBs to not exceed the maximum */
357         num = min_t(unsigned long, num, sfb_max_limit(hwc) - SFB_ALLOC_REG(hwc));
358         if (num)
359                 SFB_ALLOC_REG(hwc) += num;
360 }
361
362 static void sfb_init_allocs(unsigned long num, struct hw_perf_event *hwc)
363 {
364         SFB_ALLOC_REG(hwc) = 0;
365         sfb_account_allocs(num, hwc);
366 }
367
368 static void deallocate_buffers(struct cpu_hw_sf *cpuhw)
369 {
370         if (cpuhw->sfb.sdbt)
371                 free_sampling_buffer(&cpuhw->sfb);
372 }
373
374 static int allocate_buffers(struct cpu_hw_sf *cpuhw, struct hw_perf_event *hwc)
375 {
376         unsigned long n_sdb, freq;
377         size_t sample_size;
378
379         /* Calculate sampling buffers using 4K pages
380          *
381          *    1. The sampling size is 32 bytes for basic sampling. This size
382          *       is the same for all machine types. Diagnostic
383          *       sampling uses auxlilary data buffer setup which provides the
384          *       memory for SDBs using linux common code auxiliary trace
385          *       setup.
386          *
387          *    2. Function alloc_sampling_buffer() sets the Alert Request
388          *       Control indicator to trigger a measurement-alert to harvest
389          *       sample-data-blocks (SDB). This is done per SDB. This
390          *       measurement alert interrupt fires quick enough to handle
391          *       one SDB, on very high frequency and work loads there might
392          *       be 2 to 3 SBDs available for sample processing.
393          *       Currently there is no need for setup alert request on every
394          *       n-th page. This is counterproductive as one IRQ triggers
395          *       a very high number of samples to be processed at one IRQ.
396          *
397          *    3. Use the sampling frequency as input.
398          *       Compute the number of SDBs and ensure a minimum
399          *       of CPUM_SF_MIN_SDB.  Depending on frequency add some more
400          *       SDBs to handle a higher sampling rate.
401          *       Use a minimum of CPUM_SF_MIN_SDB and allow for 100 samples
402          *       (one SDB) for every 10000 HZ frequency increment.
403          *
404          *    4. Compute the number of sample-data-block-tables (SDBT) and
405          *       ensure a minimum of CPUM_SF_MIN_SDBT (one table can manage up
406          *       to 511 SDBs).
407          */
408         sample_size = sizeof(struct hws_basic_entry);
409         freq = sample_rate_to_freq(&cpuhw->qsi, SAMPL_RATE(hwc));
410         n_sdb = CPUM_SF_MIN_SDB + DIV_ROUND_UP(freq, 10000);
411
412         /* If there is already a sampling buffer allocated, it is very likely
413          * that the sampling facility is enabled too.  If the event to be
414          * initialized requires a greater sampling buffer, the allocation must
415          * be postponed.  Changing the sampling buffer requires the sampling
416          * facility to be in the disabled state.  So, account the number of
417          * required SDBs and let cpumsf_pmu_enable() resize the buffer just
418          * before the event is started.
419          */
420         sfb_init_allocs(n_sdb, hwc);
421         if (sf_buffer_available(cpuhw))
422                 return 0;
423
424         debug_sprintf_event(sfdbg, 3,
425                             "%s: rate %lu f %lu sdb %lu/%lu"
426                             " sample_size %lu cpuhw %p\n", __func__,
427                             SAMPL_RATE(hwc), freq, n_sdb, sfb_max_limit(hwc),
428                             sample_size, cpuhw);
429
430         return alloc_sampling_buffer(&cpuhw->sfb,
431                                      sfb_pending_allocs(&cpuhw->sfb, hwc));
432 }
433
434 static unsigned long min_percent(unsigned int percent, unsigned long base,
435                                  unsigned long min)
436 {
437         return min_t(unsigned long, min, DIV_ROUND_UP(percent * base, 100));
438 }
439
440 static unsigned long compute_sfb_extent(unsigned long ratio, unsigned long base)
441 {
442         /* Use a percentage-based approach to extend the sampling facility
443          * buffer.  Accept up to 5% sample data loss.
444          * Vary the extents between 1% to 5% of the current number of
445          * sample-data-blocks.
446          */
447         if (ratio <= 5)
448                 return 0;
449         if (ratio <= 25)
450                 return min_percent(1, base, 1);
451         if (ratio <= 50)
452                 return min_percent(1, base, 1);
453         if (ratio <= 75)
454                 return min_percent(2, base, 2);
455         if (ratio <= 100)
456                 return min_percent(3, base, 3);
457         if (ratio <= 250)
458                 return min_percent(4, base, 4);
459
460         return min_percent(5, base, 8);
461 }
462
463 static void sfb_account_overflows(struct cpu_hw_sf *cpuhw,
464                                   struct hw_perf_event *hwc)
465 {
466         unsigned long ratio, num;
467
468         if (!OVERFLOW_REG(hwc))
469                 return;
470
471         /* The sample_overflow contains the average number of sample data
472          * that has been lost because sample-data-blocks were full.
473          *
474          * Calculate the total number of sample data entries that has been
475          * discarded.  Then calculate the ratio of lost samples to total samples
476          * per second in percent.
477          */
478         ratio = DIV_ROUND_UP(100 * OVERFLOW_REG(hwc) * cpuhw->sfb.num_sdb,
479                              sample_rate_to_freq(&cpuhw->qsi, SAMPL_RATE(hwc)));
480
481         /* Compute number of sample-data-blocks */
482         num = compute_sfb_extent(ratio, cpuhw->sfb.num_sdb);
483         if (num)
484                 sfb_account_allocs(num, hwc);
485
486         debug_sprintf_event(sfdbg, 5, "%s: overflow %llu ratio %lu num %lu\n",
487                             __func__, OVERFLOW_REG(hwc), ratio, num);
488         OVERFLOW_REG(hwc) = 0;
489 }
490
491 /* extend_sampling_buffer() - Extend sampling buffer
492  * @sfb:        Sampling buffer structure (for local CPU)
493  * @hwc:        Perf event hardware structure
494  *
495  * Use this function to extend the sampling buffer based on the overflow counter
496  * and postponed allocation extents stored in the specified Perf event hardware.
497  *
498  * Important: This function disables the sampling facility in order to safely
499  *            change the sampling buffer structure.  Do not call this function
500  *            when the PMU is active.
501  */
502 static void extend_sampling_buffer(struct sf_buffer *sfb,
503                                    struct hw_perf_event *hwc)
504 {
505         unsigned long num, num_old;
506         int rc;
507
508         num = sfb_pending_allocs(sfb, hwc);
509         if (!num)
510                 return;
511         num_old = sfb->num_sdb;
512
513         /* Disable the sampling facility to reset any states and also
514          * clear pending measurement alerts.
515          */
516         sf_disable();
517
518         /* Extend the sampling buffer.
519          * This memory allocation typically happens in an atomic context when
520          * called by perf.  Because this is a reallocation, it is fine if the
521          * new SDB-request cannot be satisfied immediately.
522          */
523         rc = realloc_sampling_buffer(sfb, num, GFP_ATOMIC);
524         if (rc)
525                 debug_sprintf_event(sfdbg, 5, "%s: realloc failed with rc %i\n",
526                                     __func__, rc);
527
528         if (sfb_has_pending_allocs(sfb, hwc))
529                 debug_sprintf_event(sfdbg, 5, "%s: "
530                                     "req %lu alloc %lu remaining %lu\n",
531                                     __func__, num, sfb->num_sdb - num_old,
532                                     sfb_pending_allocs(sfb, hwc));
533 }
534
535 /* Number of perf events counting hardware events */
536 static atomic_t num_events;
537 /* Used to avoid races in calling reserve/release_cpumf_hardware */
538 static DEFINE_MUTEX(pmc_reserve_mutex);
539
540 #define PMC_INIT      0
541 #define PMC_RELEASE   1
542 #define PMC_FAILURE   2
543 static void setup_pmc_cpu(void *flags)
544 {
545         int err;
546         struct cpu_hw_sf *cpusf = this_cpu_ptr(&cpu_hw_sf);
547
548         err = 0;
549         switch (*((int *) flags)) {
550         case PMC_INIT:
551                 memset(cpusf, 0, sizeof(*cpusf));
552                 err = qsi(&cpusf->qsi);
553                 if (err)
554                         break;
555                 cpusf->flags |= PMU_F_RESERVED;
556                 err = sf_disable();
557                 if (err)
558                         pr_err("Switching off the sampling facility failed "
559                                "with rc %i\n", err);
560                 debug_sprintf_event(sfdbg, 5,
561                                     "%s: initialized: cpuhw %p\n", __func__,
562                                     cpusf);
563                 break;
564         case PMC_RELEASE:
565                 cpusf->flags &= ~PMU_F_RESERVED;
566                 err = sf_disable();
567                 if (err) {
568                         pr_err("Switching off the sampling facility failed "
569                                "with rc %i\n", err);
570                 } else
571                         deallocate_buffers(cpusf);
572                 debug_sprintf_event(sfdbg, 5,
573                                     "%s: released: cpuhw %p\n", __func__,
574                                     cpusf);
575                 break;
576         }
577         if (err)
578                 *((int *) flags) |= PMC_FAILURE;
579 }
580
581 static void release_pmc_hardware(void)
582 {
583         int flags = PMC_RELEASE;
584
585         irq_subclass_unregister(IRQ_SUBCLASS_MEASUREMENT_ALERT);
586         on_each_cpu(setup_pmc_cpu, &flags, 1);
587 }
588
589 static int reserve_pmc_hardware(void)
590 {
591         int flags = PMC_INIT;
592
593         on_each_cpu(setup_pmc_cpu, &flags, 1);
594         if (flags & PMC_FAILURE) {
595                 release_pmc_hardware();
596                 return -ENODEV;
597         }
598         irq_subclass_register(IRQ_SUBCLASS_MEASUREMENT_ALERT);
599
600         return 0;
601 }
602
603 static void hw_perf_event_destroy(struct perf_event *event)
604 {
605         /* Release PMC if this is the last perf event */
606         if (!atomic_add_unless(&num_events, -1, 1)) {
607                 mutex_lock(&pmc_reserve_mutex);
608                 if (atomic_dec_return(&num_events) == 0)
609                         release_pmc_hardware();
610                 mutex_unlock(&pmc_reserve_mutex);
611         }
612 }
613
614 static void hw_init_period(struct hw_perf_event *hwc, u64 period)
615 {
616         hwc->sample_period = period;
617         hwc->last_period = hwc->sample_period;
618         local64_set(&hwc->period_left, hwc->sample_period);
619 }
620
621 static unsigned long hw_limit_rate(const struct hws_qsi_info_block *si,
622                                    unsigned long rate)
623 {
624         return clamp_t(unsigned long, rate,
625                        si->min_sampl_rate, si->max_sampl_rate);
626 }
627
628 static u32 cpumsf_pid_type(struct perf_event *event,
629                            u32 pid, enum pid_type type)
630 {
631         struct task_struct *tsk;
632
633         /* Idle process */
634         if (!pid)
635                 goto out;
636
637         tsk = find_task_by_pid_ns(pid, &init_pid_ns);
638         pid = -1;
639         if (tsk) {
640                 /*
641                  * Only top level events contain the pid namespace in which
642                  * they are created.
643                  */
644                 if (event->parent)
645                         event = event->parent;
646                 pid = __task_pid_nr_ns(tsk, type, event->ns);
647                 /*
648                  * See also 1d953111b648
649                  * "perf/core: Don't report zero PIDs for exiting tasks".
650                  */
651                 if (!pid && !pid_alive(tsk))
652                         pid = -1;
653         }
654 out:
655         return pid;
656 }
657
658 static void cpumsf_output_event_pid(struct perf_event *event,
659                                     struct perf_sample_data *data,
660                                     struct pt_regs *regs)
661 {
662         u32 pid;
663         struct perf_event_header header;
664         struct perf_output_handle handle;
665
666         /*
667          * Obtain the PID from the basic-sampling data entry and
668          * correct the data->tid_entry.pid value.
669          */
670         pid = data->tid_entry.pid;
671
672         /* Protect callchain buffers, tasks */
673         rcu_read_lock();
674
675         perf_prepare_sample(&header, data, event, regs);
676         if (perf_output_begin(&handle, data, event, header.size))
677                 goto out;
678
679         /* Update the process ID (see also kernel/events/core.c) */
680         data->tid_entry.pid = cpumsf_pid_type(event, pid, PIDTYPE_TGID);
681         data->tid_entry.tid = cpumsf_pid_type(event, pid, PIDTYPE_PID);
682
683         perf_output_sample(&handle, &header, data, event);
684         perf_output_end(&handle);
685 out:
686         rcu_read_unlock();
687 }
688
689 static unsigned long getrate(bool freq, unsigned long sample,
690                              struct hws_qsi_info_block *si)
691 {
692         unsigned long rate;
693
694         if (freq) {
695                 rate = freq_to_sample_rate(si, sample);
696                 rate = hw_limit_rate(si, rate);
697         } else {
698                 /* The min/max sampling rates specifies the valid range
699                  * of sample periods.  If the specified sample period is
700                  * out of range, limit the period to the range boundary.
701                  */
702                 rate = hw_limit_rate(si, sample);
703
704                 /* The perf core maintains a maximum sample rate that is
705                  * configurable through the sysctl interface.  Ensure the
706                  * sampling rate does not exceed this value.  This also helps
707                  * to avoid throttling when pushing samples with
708                  * perf_event_overflow().
709                  */
710                 if (sample_rate_to_freq(si, rate) >
711                     sysctl_perf_event_sample_rate) {
712                         debug_sprintf_event(sfdbg, 1, "%s: "
713                                             "Sampling rate exceeds maximum "
714                                             "perf sample rate\n", __func__);
715                         rate = 0;
716                 }
717         }
718         return rate;
719 }
720
721 /* The sampling information (si) contains information about the
722  * min/max sampling intervals and the CPU speed.  So calculate the
723  * correct sampling interval and avoid the whole period adjust
724  * feedback loop.
725  *
726  * Since the CPU Measurement sampling facility can not handle frequency
727  * calculate the sampling interval when frequency is specified using
728  * this formula:
729  *      interval := cpu_speed * 1000000 / sample_freq
730  *
731  * Returns errno on bad input and zero on success with parameter interval
732  * set to the correct sampling rate.
733  *
734  * Note: This function turns off freq bit to avoid calling function
735  * perf_adjust_period(). This causes frequency adjustment in the common
736  * code part which causes tremendous variations in the counter values.
737  */
738 static int __hw_perf_event_init_rate(struct perf_event *event,
739                                      struct hws_qsi_info_block *si)
740 {
741         struct perf_event_attr *attr = &event->attr;
742         struct hw_perf_event *hwc = &event->hw;
743         unsigned long rate;
744
745         if (attr->freq) {
746                 if (!attr->sample_freq)
747                         return -EINVAL;
748                 rate = getrate(attr->freq, attr->sample_freq, si);
749                 attr->freq = 0;         /* Don't call  perf_adjust_period() */
750                 SAMPL_FLAGS(hwc) |= PERF_CPUM_SF_FREQ_MODE;
751         } else {
752                 rate = getrate(attr->freq, attr->sample_period, si);
753                 if (!rate)
754                         return -EINVAL;
755         }
756         attr->sample_period = rate;
757         SAMPL_RATE(hwc) = rate;
758         hw_init_period(hwc, SAMPL_RATE(hwc));
759         debug_sprintf_event(sfdbg, 4, "%s: cpu %d period %#llx freq %d,%#lx\n",
760                             __func__, event->cpu, event->attr.sample_period,
761                             event->attr.freq, SAMPLE_FREQ_MODE(hwc));
762         return 0;
763 }
764
765 static int __hw_perf_event_init(struct perf_event *event)
766 {
767         struct cpu_hw_sf *cpuhw;
768         struct hws_qsi_info_block si;
769         struct perf_event_attr *attr = &event->attr;
770         struct hw_perf_event *hwc = &event->hw;
771         int cpu, err;
772
773         /* Reserve CPU-measurement sampling facility */
774         err = 0;
775         if (!atomic_inc_not_zero(&num_events)) {
776                 mutex_lock(&pmc_reserve_mutex);
777                 if (atomic_read(&num_events) == 0 && reserve_pmc_hardware())
778                         err = -EBUSY;
779                 else
780                         atomic_inc(&num_events);
781                 mutex_unlock(&pmc_reserve_mutex);
782         }
783         event->destroy = hw_perf_event_destroy;
784
785         if (err)
786                 goto out;
787
788         /* Access per-CPU sampling information (query sampling info) */
789         /*
790          * The event->cpu value can be -1 to count on every CPU, for example,
791          * when attaching to a task.  If this is specified, use the query
792          * sampling info from the current CPU, otherwise use event->cpu to
793          * retrieve the per-CPU information.
794          * Later, cpuhw indicates whether to allocate sampling buffers for a
795          * particular CPU (cpuhw!=NULL) or each online CPU (cpuw==NULL).
796          */
797         memset(&si, 0, sizeof(si));
798         cpuhw = NULL;
799         if (event->cpu == -1)
800                 qsi(&si);
801         else {
802                 /* Event is pinned to a particular CPU, retrieve the per-CPU
803                  * sampling structure for accessing the CPU-specific QSI.
804                  */
805                 cpuhw = &per_cpu(cpu_hw_sf, event->cpu);
806                 si = cpuhw->qsi;
807         }
808
809         /* Check sampling facility authorization and, if not authorized,
810          * fall back to other PMUs.  It is safe to check any CPU because
811          * the authorization is identical for all configured CPUs.
812          */
813         if (!si.as) {
814                 err = -ENOENT;
815                 goto out;
816         }
817
818         if (si.ribm & CPU_MF_SF_RIBM_NOTAV) {
819                 pr_warn("CPU Measurement Facility sampling is temporarily not available\n");
820                 err = -EBUSY;
821                 goto out;
822         }
823
824         /* Always enable basic sampling */
825         SAMPL_FLAGS(hwc) = PERF_CPUM_SF_BASIC_MODE;
826
827         /* Check if diagnostic sampling is requested.  Deny if the required
828          * sampling authorization is missing.
829          */
830         if (attr->config == PERF_EVENT_CPUM_SF_DIAG) {
831                 if (!si.ad) {
832                         err = -EPERM;
833                         goto out;
834                 }
835                 SAMPL_FLAGS(hwc) |= PERF_CPUM_SF_DIAG_MODE;
836         }
837
838         /* Check and set other sampling flags */
839         if (attr->config1 & PERF_CPUM_SF_FULL_BLOCKS)
840                 SAMPL_FLAGS(hwc) |= PERF_CPUM_SF_FULL_BLOCKS;
841
842         err =  __hw_perf_event_init_rate(event, &si);
843         if (err)
844                 goto out;
845
846         /* Initialize sample data overflow accounting */
847         hwc->extra_reg.reg = REG_OVERFLOW;
848         OVERFLOW_REG(hwc) = 0;
849
850         /* Use AUX buffer. No need to allocate it by ourself */
851         if (attr->config == PERF_EVENT_CPUM_SF_DIAG)
852                 return 0;
853
854         /* Allocate the per-CPU sampling buffer using the CPU information
855          * from the event.  If the event is not pinned to a particular
856          * CPU (event->cpu == -1; or cpuhw == NULL), allocate sampling
857          * buffers for each online CPU.
858          */
859         if (cpuhw)
860                 /* Event is pinned to a particular CPU */
861                 err = allocate_buffers(cpuhw, hwc);
862         else {
863                 /* Event is not pinned, allocate sampling buffer on
864                  * each online CPU
865                  */
866                 for_each_online_cpu(cpu) {
867                         cpuhw = &per_cpu(cpu_hw_sf, cpu);
868                         err = allocate_buffers(cpuhw, hwc);
869                         if (err)
870                                 break;
871                 }
872         }
873
874         /* If PID/TID sampling is active, replace the default overflow
875          * handler to extract and resolve the PIDs from the basic-sampling
876          * data entries.
877          */
878         if (event->attr.sample_type & PERF_SAMPLE_TID)
879                 if (is_default_overflow_handler(event))
880                         event->overflow_handler = cpumsf_output_event_pid;
881 out:
882         return err;
883 }
884
885 static bool is_callchain_event(struct perf_event *event)
886 {
887         u64 sample_type = event->attr.sample_type;
888
889         return sample_type & (PERF_SAMPLE_CALLCHAIN | PERF_SAMPLE_REGS_USER |
890                               PERF_SAMPLE_STACK_USER);
891 }
892
893 static int cpumsf_pmu_event_init(struct perf_event *event)
894 {
895         int err;
896
897         /* No support for taken branch sampling */
898         /* No support for callchain, stacks and registers */
899         if (has_branch_stack(event) || is_callchain_event(event))
900                 return -EOPNOTSUPP;
901
902         switch (event->attr.type) {
903         case PERF_TYPE_RAW:
904                 if ((event->attr.config != PERF_EVENT_CPUM_SF) &&
905                     (event->attr.config != PERF_EVENT_CPUM_SF_DIAG))
906                         return -ENOENT;
907                 break;
908         case PERF_TYPE_HARDWARE:
909                 /* Support sampling of CPU cycles in addition to the
910                  * counter facility.  However, the counter facility
911                  * is more precise and, hence, restrict this PMU to
912                  * sampling events only.
913                  */
914                 if (event->attr.config != PERF_COUNT_HW_CPU_CYCLES)
915                         return -ENOENT;
916                 if (!is_sampling_event(event))
917                         return -ENOENT;
918                 break;
919         default:
920                 return -ENOENT;
921         }
922
923         /* Check online status of the CPU to which the event is pinned */
924         if (event->cpu >= 0 && !cpu_online(event->cpu))
925                 return -ENODEV;
926
927         /* Force reset of idle/hv excludes regardless of what the
928          * user requested.
929          */
930         if (event->attr.exclude_hv)
931                 event->attr.exclude_hv = 0;
932         if (event->attr.exclude_idle)
933                 event->attr.exclude_idle = 0;
934
935         err = __hw_perf_event_init(event);
936         if (unlikely(err))
937                 if (event->destroy)
938                         event->destroy(event);
939         return err;
940 }
941
942 static void cpumsf_pmu_enable(struct pmu *pmu)
943 {
944         struct cpu_hw_sf *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_sf);
945         struct hw_perf_event *hwc;
946         int err;
947
948         if (cpuhw->flags & PMU_F_ENABLED)
949                 return;
950
951         if (cpuhw->flags & PMU_F_ERR_MASK)
952                 return;
953
954         /* Check whether to extent the sampling buffer.
955          *
956          * Two conditions trigger an increase of the sampling buffer for a
957          * perf event:
958          *    1. Postponed buffer allocations from the event initialization.
959          *    2. Sampling overflows that contribute to pending allocations.
960          *
961          * Note that the extend_sampling_buffer() function disables the sampling
962          * facility, but it can be fully re-enabled using sampling controls that
963          * have been saved in cpumsf_pmu_disable().
964          */
965         if (cpuhw->event) {
966                 hwc = &cpuhw->event->hw;
967                 if (!(SAMPL_DIAG_MODE(hwc))) {
968                         /*
969                          * Account number of overflow-designated
970                          * buffer extents
971                          */
972                         sfb_account_overflows(cpuhw, hwc);
973                         extend_sampling_buffer(&cpuhw->sfb, hwc);
974                 }
975                 /* Rate may be adjusted with ioctl() */
976                 cpuhw->lsctl.interval = SAMPL_RATE(&cpuhw->event->hw);
977         }
978
979         /* (Re)enable the PMU and sampling facility */
980         cpuhw->flags |= PMU_F_ENABLED;
981         barrier();
982
983         err = lsctl(&cpuhw->lsctl);
984         if (err) {
985                 cpuhw->flags &= ~PMU_F_ENABLED;
986                 pr_err("Loading sampling controls failed: op %i err %i\n",
987                         1, err);
988                 return;
989         }
990
991         /* Load current program parameter */
992         lpp(&S390_lowcore.lpp);
993
994         debug_sprintf_event(sfdbg, 6, "%s: es %i cs %i ed %i cd %i "
995                             "interval %#lx tear %#lx dear %#lx\n", __func__,
996                             cpuhw->lsctl.es, cpuhw->lsctl.cs, cpuhw->lsctl.ed,
997                             cpuhw->lsctl.cd, cpuhw->lsctl.interval,
998                             cpuhw->lsctl.tear, cpuhw->lsctl.dear);
999 }
1000
1001 static void cpumsf_pmu_disable(struct pmu *pmu)
1002 {
1003         struct cpu_hw_sf *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_sf);
1004         struct hws_lsctl_request_block inactive;
1005         struct hws_qsi_info_block si;
1006         int err;
1007
1008         if (!(cpuhw->flags & PMU_F_ENABLED))
1009                 return;
1010
1011         if (cpuhw->flags & PMU_F_ERR_MASK)
1012                 return;
1013
1014         /* Switch off sampling activation control */
1015         inactive = cpuhw->lsctl;
1016         inactive.cs = 0;
1017         inactive.cd = 0;
1018
1019         err = lsctl(&inactive);
1020         if (err) {
1021                 pr_err("Loading sampling controls failed: op %i err %i\n",
1022                         2, err);
1023                 return;
1024         }
1025
1026         /* Save state of TEAR and DEAR register contents */
1027         err = qsi(&si);
1028         if (!err) {
1029                 /* TEAR/DEAR values are valid only if the sampling facility is
1030                  * enabled.  Note that cpumsf_pmu_disable() might be called even
1031                  * for a disabled sampling facility because cpumsf_pmu_enable()
1032                  * controls the enable/disable state.
1033                  */
1034                 if (si.es) {
1035                         cpuhw->lsctl.tear = si.tear;
1036                         cpuhw->lsctl.dear = si.dear;
1037                 }
1038         } else
1039                 debug_sprintf_event(sfdbg, 3, "%s: qsi() failed with err %i\n",
1040                                     __func__, err);
1041
1042         cpuhw->flags &= ~PMU_F_ENABLED;
1043 }
1044
1045 /* perf_exclude_event() - Filter event
1046  * @event:      The perf event
1047  * @regs:       pt_regs structure
1048  * @sde_regs:   Sample-data-entry (sde) regs structure
1049  *
1050  * Filter perf events according to their exclude specification.
1051  *
1052  * Return non-zero if the event shall be excluded.
1053  */
1054 static int perf_exclude_event(struct perf_event *event, struct pt_regs *regs,
1055                               struct perf_sf_sde_regs *sde_regs)
1056 {
1057         if (event->attr.exclude_user && user_mode(regs))
1058                 return 1;
1059         if (event->attr.exclude_kernel && !user_mode(regs))
1060                 return 1;
1061         if (event->attr.exclude_guest && sde_regs->in_guest)
1062                 return 1;
1063         if (event->attr.exclude_host && !sde_regs->in_guest)
1064                 return 1;
1065         return 0;
1066 }
1067
1068 /* perf_push_sample() - Push samples to perf
1069  * @event:      The perf event
1070  * @sample:     Hardware sample data
1071  *
1072  * Use the hardware sample data to create perf event sample.  The sample
1073  * is the pushed to the event subsystem and the function checks for
1074  * possible event overflows.  If an event overflow occurs, the PMU is
1075  * stopped.
1076  *
1077  * Return non-zero if an event overflow occurred.
1078  */
1079 static int perf_push_sample(struct perf_event *event,
1080                             struct hws_basic_entry *basic)
1081 {
1082         int overflow;
1083         struct pt_regs regs;
1084         struct perf_sf_sde_regs *sde_regs;
1085         struct perf_sample_data data;
1086
1087         /* Setup perf sample */
1088         perf_sample_data_init(&data, 0, event->hw.last_period);
1089
1090         /* Setup pt_regs to look like an CPU-measurement external interrupt
1091          * using the Program Request Alert code.  The regs.int_parm_long
1092          * field which is unused contains additional sample-data-entry related
1093          * indicators.
1094          */
1095         memset(&regs, 0, sizeof(regs));
1096         regs.int_code = 0x1407;
1097         regs.int_parm = CPU_MF_INT_SF_PRA;
1098         sde_regs = (struct perf_sf_sde_regs *) &regs.int_parm_long;
1099
1100         psw_bits(regs.psw).ia   = basic->ia;
1101         psw_bits(regs.psw).dat  = basic->T;
1102         psw_bits(regs.psw).wait = basic->W;
1103         psw_bits(regs.psw).pstate = basic->P;
1104         psw_bits(regs.psw).as   = basic->AS;
1105
1106         /*
1107          * Use the hardware provided configuration level to decide if the
1108          * sample belongs to a guest or host. If that is not available,
1109          * fall back to the following heuristics:
1110          * A non-zero guest program parameter always indicates a guest
1111          * sample. Some early samples or samples from guests without
1112          * lpp usage would be misaccounted to the host. We use the asn
1113          * value as an addon heuristic to detect most of these guest samples.
1114          * If the value differs from 0xffff (the host value), we assume to
1115          * be a KVM guest.
1116          */
1117         switch (basic->CL) {
1118         case 1: /* logical partition */
1119                 sde_regs->in_guest = 0;
1120                 break;
1121         case 2: /* virtual machine */
1122                 sde_regs->in_guest = 1;
1123                 break;
1124         default: /* old machine, use heuristics */
1125                 if (basic->gpp || basic->prim_asn != 0xffff)
1126                         sde_regs->in_guest = 1;
1127                 break;
1128         }
1129
1130         /*
1131          * Store the PID value from the sample-data-entry to be
1132          * processed and resolved by cpumsf_output_event_pid().
1133          */
1134         data.tid_entry.pid = basic->hpp & LPP_PID_MASK;
1135
1136         overflow = 0;
1137         if (perf_exclude_event(event, &regs, sde_regs))
1138                 goto out;
1139         if (perf_event_overflow(event, &data, &regs)) {
1140                 overflow = 1;
1141                 event->pmu->stop(event, 0);
1142         }
1143         perf_event_update_userpage(event);
1144 out:
1145         return overflow;
1146 }
1147
1148 static void perf_event_count_update(struct perf_event *event, u64 count)
1149 {
1150         local64_add(count, &event->count);
1151 }
1152
1153 /* hw_collect_samples() - Walk through a sample-data-block and collect samples
1154  * @event:      The perf event
1155  * @sdbt:       Sample-data-block table
1156  * @overflow:   Event overflow counter
1157  *
1158  * Walks through a sample-data-block and collects sampling data entries that are
1159  * then pushed to the perf event subsystem.  Depending on the sampling function,
1160  * there can be either basic-sampling or combined-sampling data entries.  A
1161  * combined-sampling data entry consists of a basic- and a diagnostic-sampling
1162  * data entry.  The sampling function is determined by the flags in the perf
1163  * event hardware structure.  The function always works with a combined-sampling
1164  * data entry but ignores the the diagnostic portion if it is not available.
1165  *
1166  * Note that the implementation focuses on basic-sampling data entries and, if
1167  * such an entry is not valid, the entire combined-sampling data entry is
1168  * ignored.
1169  *
1170  * The overflow variables counts the number of samples that has been discarded
1171  * due to a perf event overflow.
1172  */
1173 static void hw_collect_samples(struct perf_event *event, unsigned long *sdbt,
1174                                unsigned long long *overflow)
1175 {
1176         struct hws_trailer_entry *te;
1177         struct hws_basic_entry *sample;
1178
1179         te = (struct hws_trailer_entry *) trailer_entry_ptr(*sdbt);
1180         sample = (struct hws_basic_entry *) *sdbt;
1181         while ((unsigned long *) sample < (unsigned long *) te) {
1182                 /* Check for an empty sample */
1183                 if (!sample->def || sample->LS)
1184                         break;
1185
1186                 /* Update perf event period */
1187                 perf_event_count_update(event, SAMPL_RATE(&event->hw));
1188
1189                 /* Check whether sample is valid */
1190                 if (sample->def == 0x0001) {
1191                         /* If an event overflow occurred, the PMU is stopped to
1192                          * throttle event delivery.  Remaining sample data is
1193                          * discarded.
1194                          */
1195                         if (!*overflow) {
1196                                 /* Check whether sample is consistent */
1197                                 if (sample->I == 0 && sample->W == 0) {
1198                                         /* Deliver sample data to perf */
1199                                         *overflow = perf_push_sample(event,
1200                                                                      sample);
1201                                 }
1202                         } else
1203                                 /* Count discarded samples */
1204                                 *overflow += 1;
1205                 } else {
1206                         debug_sprintf_event(sfdbg, 4,
1207                                             "%s: Found unknown"
1208                                             " sampling data entry: te->f %i"
1209                                             " basic.def %#4x (%p)\n", __func__,
1210                                             te->header.f, sample->def, sample);
1211                         /* Sample slot is not yet written or other record.
1212                          *
1213                          * This condition can occur if the buffer was reused
1214                          * from a combined basic- and diagnostic-sampling.
1215                          * If only basic-sampling is then active, entries are
1216                          * written into the larger diagnostic entries.
1217                          * This is typically the case for sample-data-blocks
1218                          * that are not full.  Stop processing if the first
1219                          * invalid format was detected.
1220                          */
1221                         if (!te->header.f)
1222                                 break;
1223                 }
1224
1225                 /* Reset sample slot and advance to next sample */
1226                 sample->def = 0;
1227                 sample++;
1228         }
1229 }
1230
1231 static inline __uint128_t __cdsg(__uint128_t *ptr, __uint128_t old, __uint128_t new)
1232 {
1233         asm volatile(
1234                 "       cdsg    %[old],%[new],%[ptr]\n"
1235                 : [old] "+d" (old), [ptr] "+QS" (*ptr)
1236                 : [new] "d" (new)
1237                 : "memory", "cc");
1238         return old;
1239 }
1240
1241 /* hw_perf_event_update() - Process sampling buffer
1242  * @event:      The perf event
1243  * @flush_all:  Flag to also flush partially filled sample-data-blocks
1244  *
1245  * Processes the sampling buffer and create perf event samples.
1246  * The sampling buffer position are retrieved and saved in the TEAR_REG
1247  * register of the specified perf event.
1248  *
1249  * Only full sample-data-blocks are processed.  Specify the flash_all flag
1250  * to also walk through partially filled sample-data-blocks.  It is ignored
1251  * if PERF_CPUM_SF_FULL_BLOCKS is set.  The PERF_CPUM_SF_FULL_BLOCKS flag
1252  * enforces the processing of full sample-data-blocks only (trailer entries
1253  * with the block-full-indicator bit set).
1254  */
1255 static void hw_perf_event_update(struct perf_event *event, int flush_all)
1256 {
1257         unsigned long long event_overflow, sampl_overflow, num_sdb;
1258         union hws_trailer_header old, prev, new;
1259         struct hw_perf_event *hwc = &event->hw;
1260         struct hws_trailer_entry *te;
1261         unsigned long *sdbt;
1262         int done;
1263
1264         /*
1265          * AUX buffer is used when in diagnostic sampling mode.
1266          * No perf events/samples are created.
1267          */
1268         if (SAMPL_DIAG_MODE(&event->hw))
1269                 return;
1270
1271         if (flush_all && SDB_FULL_BLOCKS(hwc))
1272                 flush_all = 0;
1273
1274         sdbt = (unsigned long *) TEAR_REG(hwc);
1275         done = event_overflow = sampl_overflow = num_sdb = 0;
1276         while (!done) {
1277                 /* Get the trailer entry of the sample-data-block */
1278                 te = (struct hws_trailer_entry *) trailer_entry_ptr(*sdbt);
1279
1280                 /* Leave loop if no more work to do (block full indicator) */
1281                 if (!te->header.f) {
1282                         done = 1;
1283                         if (!flush_all)
1284                                 break;
1285                 }
1286
1287                 /* Check the sample overflow count */
1288                 if (te->header.overflow)
1289                         /* Account sample overflows and, if a particular limit
1290                          * is reached, extend the sampling buffer.
1291                          * For details, see sfb_account_overflows().
1292                          */
1293                         sampl_overflow += te->header.overflow;
1294
1295                 /* Timestamps are valid for full sample-data-blocks only */
1296                 debug_sprintf_event(sfdbg, 6, "%s: sdbt %#lx "
1297                                     "overflow %llu timestamp %#llx\n",
1298                                     __func__, (unsigned long)sdbt, te->header.overflow,
1299                                     (te->header.f) ? trailer_timestamp(te) : 0ULL);
1300
1301                 /* Collect all samples from a single sample-data-block and
1302                  * flag if an (perf) event overflow happened.  If so, the PMU
1303                  * is stopped and remaining samples will be discarded.
1304                  */
1305                 hw_collect_samples(event, sdbt, &event_overflow);
1306                 num_sdb++;
1307
1308                 /* Reset trailer (using compare-double-and-swap) */
1309                 /* READ_ONCE() 16 byte header */
1310                 prev.val = __cdsg(&te->header.val, 0, 0);
1311                 do {
1312                         old.val = prev.val;
1313                         new.val = prev.val;
1314                         new.f = 0;
1315                         new.a = 1;
1316                         new.overflow = 0;
1317                         prev.val = __cdsg(&te->header.val, old.val, new.val);
1318                 } while (prev.val != old.val);
1319
1320                 /* Advance to next sample-data-block */
1321                 sdbt++;
1322                 if (is_link_entry(sdbt))
1323                         sdbt = get_next_sdbt(sdbt);
1324
1325                 /* Update event hardware registers */
1326                 TEAR_REG(hwc) = (unsigned long) sdbt;
1327
1328                 /* Stop processing sample-data if all samples of the current
1329                  * sample-data-block were flushed even if it was not full.
1330                  */
1331                 if (flush_all && done)
1332                         break;
1333         }
1334
1335         /* Account sample overflows in the event hardware structure */
1336         if (sampl_overflow)
1337                 OVERFLOW_REG(hwc) = DIV_ROUND_UP(OVERFLOW_REG(hwc) +
1338                                                  sampl_overflow, 1 + num_sdb);
1339
1340         /* Perf_event_overflow() and perf_event_account_interrupt() limit
1341          * the interrupt rate to an upper limit. Roughly 1000 samples per
1342          * task tick.
1343          * Hitting this limit results in a large number
1344          * of throttled REF_REPORT_THROTTLE entries and the samples
1345          * are dropped.
1346          * Slightly increase the interval to avoid hitting this limit.
1347          */
1348         if (event_overflow) {
1349                 SAMPL_RATE(hwc) += DIV_ROUND_UP(SAMPL_RATE(hwc), 10);
1350                 debug_sprintf_event(sfdbg, 1, "%s: rate adjustment %ld\n",
1351                                     __func__,
1352                                     DIV_ROUND_UP(SAMPL_RATE(hwc), 10));
1353         }
1354
1355         if (sampl_overflow || event_overflow)
1356                 debug_sprintf_event(sfdbg, 4, "%s: "
1357                                     "overflows: sample %llu event %llu"
1358                                     " total %llu num_sdb %llu\n",
1359                                     __func__, sampl_overflow, event_overflow,
1360                                     OVERFLOW_REG(hwc), num_sdb);
1361 }
1362
1363 #define AUX_SDB_INDEX(aux, i) ((i) % aux->sfb.num_sdb)
1364 #define AUX_SDB_NUM(aux, start, end) (end >= start ? end - start + 1 : 0)
1365 #define AUX_SDB_NUM_ALERT(aux) AUX_SDB_NUM(aux, aux->head, aux->alert_mark)
1366 #define AUX_SDB_NUM_EMPTY(aux) AUX_SDB_NUM(aux, aux->head, aux->empty_mark)
1367
1368 /*
1369  * Get trailer entry by index of SDB.
1370  */
1371 static struct hws_trailer_entry *aux_sdb_trailer(struct aux_buffer *aux,
1372                                                  unsigned long index)
1373 {
1374         unsigned long sdb;
1375
1376         index = AUX_SDB_INDEX(aux, index);
1377         sdb = aux->sdb_index[index];
1378         return (struct hws_trailer_entry *)trailer_entry_ptr(sdb);
1379 }
1380
1381 /*
1382  * Finish sampling on the cpu. Called by cpumsf_pmu_del() with pmu
1383  * disabled. Collect the full SDBs in AUX buffer which have not reached
1384  * the point of alert indicator. And ignore the SDBs which are not
1385  * full.
1386  *
1387  * 1. Scan SDBs to see how much data is there and consume them.
1388  * 2. Remove alert indicator in the buffer.
1389  */
1390 static void aux_output_end(struct perf_output_handle *handle)
1391 {
1392         unsigned long i, range_scan, idx;
1393         struct aux_buffer *aux;
1394         struct hws_trailer_entry *te;
1395
1396         aux = perf_get_aux(handle);
1397         if (!aux)
1398                 return;
1399
1400         range_scan = AUX_SDB_NUM_ALERT(aux);
1401         for (i = 0, idx = aux->head; i < range_scan; i++, idx++) {
1402                 te = aux_sdb_trailer(aux, idx);
1403                 if (!te->header.f)
1404                         break;
1405         }
1406         /* i is num of SDBs which are full */
1407         perf_aux_output_end(handle, i << PAGE_SHIFT);
1408
1409         /* Remove alert indicators in the buffer */
1410         te = aux_sdb_trailer(aux, aux->alert_mark);
1411         te->header.a = 0;
1412
1413         debug_sprintf_event(sfdbg, 6, "%s: SDBs %ld range %ld head %ld\n",
1414                             __func__, i, range_scan, aux->head);
1415 }
1416
1417 /*
1418  * Start sampling on the CPU. Called by cpumsf_pmu_add() when an event
1419  * is first added to the CPU or rescheduled again to the CPU. It is called
1420  * with pmu disabled.
1421  *
1422  * 1. Reset the trailer of SDBs to get ready for new data.
1423  * 2. Tell the hardware where to put the data by reset the SDBs buffer
1424  *    head(tear/dear).
1425  */
1426 static int aux_output_begin(struct perf_output_handle *handle,
1427                             struct aux_buffer *aux,
1428                             struct cpu_hw_sf *cpuhw)
1429 {
1430         unsigned long range;
1431         unsigned long i, range_scan, idx;
1432         unsigned long head, base, offset;
1433         struct hws_trailer_entry *te;
1434
1435         if (WARN_ON_ONCE(handle->head & ~PAGE_MASK))
1436                 return -EINVAL;
1437
1438         aux->head = handle->head >> PAGE_SHIFT;
1439         range = (handle->size + 1) >> PAGE_SHIFT;
1440         if (range <= 1)
1441                 return -ENOMEM;
1442
1443         /*
1444          * SDBs between aux->head and aux->empty_mark are already ready
1445          * for new data. range_scan is num of SDBs not within them.
1446          */
1447         debug_sprintf_event(sfdbg, 6,
1448                             "%s: range %ld head %ld alert %ld empty %ld\n",
1449                             __func__, range, aux->head, aux->alert_mark,
1450                             aux->empty_mark);
1451         if (range > AUX_SDB_NUM_EMPTY(aux)) {
1452                 range_scan = range - AUX_SDB_NUM_EMPTY(aux);
1453                 idx = aux->empty_mark + 1;
1454                 for (i = 0; i < range_scan; i++, idx++) {
1455                         te = aux_sdb_trailer(aux, idx);
1456                         te->header.f = 0;
1457                         te->header.a = 0;
1458                         te->header.overflow = 0;
1459                 }
1460                 /* Save the position of empty SDBs */
1461                 aux->empty_mark = aux->head + range - 1;
1462         }
1463
1464         /* Set alert indicator */
1465         aux->alert_mark = aux->head + range/2 - 1;
1466         te = aux_sdb_trailer(aux, aux->alert_mark);
1467         te->header.a = 1;
1468
1469         /* Reset hardware buffer head */
1470         head = AUX_SDB_INDEX(aux, aux->head);
1471         base = aux->sdbt_index[head / CPUM_SF_SDB_PER_TABLE];
1472         offset = head % CPUM_SF_SDB_PER_TABLE;
1473         cpuhw->lsctl.tear = base + offset * sizeof(unsigned long);
1474         cpuhw->lsctl.dear = aux->sdb_index[head];
1475
1476         debug_sprintf_event(sfdbg, 6, "%s: head %ld alert %ld empty %ld "
1477                             "index %ld tear %#lx dear %#lx\n", __func__,
1478                             aux->head, aux->alert_mark, aux->empty_mark,
1479                             head / CPUM_SF_SDB_PER_TABLE,
1480                             cpuhw->lsctl.tear, cpuhw->lsctl.dear);
1481
1482         return 0;
1483 }
1484
1485 /*
1486  * Set alert indicator on SDB at index @alert_index while sampler is running.
1487  *
1488  * Return true if successfully.
1489  * Return false if full indicator is already set by hardware sampler.
1490  */
1491 static bool aux_set_alert(struct aux_buffer *aux, unsigned long alert_index,
1492                           unsigned long long *overflow)
1493 {
1494         union hws_trailer_header old, prev, new;
1495         struct hws_trailer_entry *te;
1496
1497         te = aux_sdb_trailer(aux, alert_index);
1498         /* READ_ONCE() 16 byte header */
1499         prev.val = __cdsg(&te->header.val, 0, 0);
1500         do {
1501                 old.val = prev.val;
1502                 new.val = prev.val;
1503                 *overflow = old.overflow;
1504                 if (old.f) {
1505                         /*
1506                          * SDB is already set by hardware.
1507                          * Abort and try to set somewhere
1508                          * behind.
1509                          */
1510                         return false;
1511                 }
1512                 new.a = 1;
1513                 new.overflow = 0;
1514                 prev.val = __cdsg(&te->header.val, old.val, new.val);
1515         } while (prev.val != old.val);
1516         return true;
1517 }
1518
1519 /*
1520  * aux_reset_buffer() - Scan and setup SDBs for new samples
1521  * @aux:        The AUX buffer to set
1522  * @range:      The range of SDBs to scan started from aux->head
1523  * @overflow:   Set to overflow count
1524  *
1525  * Set alert indicator on the SDB at index of aux->alert_mark. If this SDB is
1526  * marked as empty, check if it is already set full by the hardware sampler.
1527  * If yes, that means new data is already there before we can set an alert
1528  * indicator. Caller should try to set alert indicator to some position behind.
1529  *
1530  * Scan the SDBs in AUX buffer from behind aux->empty_mark. They are used
1531  * previously and have already been consumed by user space. Reset these SDBs
1532  * (clear full indicator and alert indicator) for new data.
1533  * If aux->alert_mark fall in this area, just set it. Overflow count is
1534  * recorded while scanning.
1535  *
1536  * SDBs between aux->head and aux->empty_mark are already reset at last time.
1537  * and ready for new samples. So scanning on this area could be skipped.
1538  *
1539  * Return true if alert indicator is set successfully and false if not.
1540  */
1541 static bool aux_reset_buffer(struct aux_buffer *aux, unsigned long range,
1542                              unsigned long long *overflow)
1543 {
1544         unsigned long i, range_scan, idx, idx_old;
1545         union hws_trailer_header old, prev, new;
1546         unsigned long long orig_overflow;
1547         struct hws_trailer_entry *te;
1548
1549         debug_sprintf_event(sfdbg, 6, "%s: range %ld head %ld alert %ld "
1550                             "empty %ld\n", __func__, range, aux->head,
1551                             aux->alert_mark, aux->empty_mark);
1552         if (range <= AUX_SDB_NUM_EMPTY(aux))
1553                 /*
1554                  * No need to scan. All SDBs in range are marked as empty.
1555                  * Just set alert indicator. Should check race with hardware
1556                  * sampler.
1557                  */
1558                 return aux_set_alert(aux, aux->alert_mark, overflow);
1559
1560         if (aux->alert_mark <= aux->empty_mark)
1561                 /*
1562                  * Set alert indicator on empty SDB. Should check race
1563                  * with hardware sampler.
1564                  */
1565                 if (!aux_set_alert(aux, aux->alert_mark, overflow))
1566                         return false;
1567
1568         /*
1569          * Scan the SDBs to clear full and alert indicator used previously.
1570          * Start scanning from one SDB behind empty_mark. If the new alert
1571          * indicator fall into this range, set it.
1572          */
1573         range_scan = range - AUX_SDB_NUM_EMPTY(aux);
1574         idx_old = idx = aux->empty_mark + 1;
1575         for (i = 0; i < range_scan; i++, idx++) {
1576                 te = aux_sdb_trailer(aux, idx);
1577                 /* READ_ONCE() 16 byte header */
1578                 prev.val = __cdsg(&te->header.val, 0, 0);
1579                 do {
1580                         old.val = prev.val;
1581                         new.val = prev.val;
1582                         orig_overflow = old.overflow;
1583                         new.f = 0;
1584                         new.overflow = 0;
1585                         if (idx == aux->alert_mark)
1586                                 new.a = 1;
1587                         else
1588                                 new.a = 0;
1589                         prev.val = __cdsg(&te->header.val, old.val, new.val);
1590                 } while (prev.val != old.val);
1591                 *overflow += orig_overflow;
1592         }
1593
1594         /* Update empty_mark to new position */
1595         aux->empty_mark = aux->head + range - 1;
1596
1597         debug_sprintf_event(sfdbg, 6, "%s: range_scan %ld idx %ld..%ld "
1598                             "empty %ld\n", __func__, range_scan, idx_old,
1599                             idx - 1, aux->empty_mark);
1600         return true;
1601 }
1602
1603 /*
1604  * Measurement alert handler for diagnostic mode sampling.
1605  */
1606 static void hw_collect_aux(struct cpu_hw_sf *cpuhw)
1607 {
1608         struct aux_buffer *aux;
1609         int done = 0;
1610         unsigned long range = 0, size;
1611         unsigned long long overflow = 0;
1612         struct perf_output_handle *handle = &cpuhw->handle;
1613         unsigned long num_sdb;
1614
1615         aux = perf_get_aux(handle);
1616         if (WARN_ON_ONCE(!aux))
1617                 return;
1618
1619         /* Inform user space new data arrived */
1620         size = AUX_SDB_NUM_ALERT(aux) << PAGE_SHIFT;
1621         debug_sprintf_event(sfdbg, 6, "%s: #alert %ld\n", __func__,
1622                             size >> PAGE_SHIFT);
1623         perf_aux_output_end(handle, size);
1624
1625         num_sdb = aux->sfb.num_sdb;
1626         while (!done) {
1627                 /* Get an output handle */
1628                 aux = perf_aux_output_begin(handle, cpuhw->event);
1629                 if (handle->size == 0) {
1630                         pr_err("The AUX buffer with %lu pages for the "
1631                                "diagnostic-sampling mode is full\n",
1632                                 num_sdb);
1633                         debug_sprintf_event(sfdbg, 1,
1634                                             "%s: AUX buffer used up\n",
1635                                             __func__);
1636                         break;
1637                 }
1638                 if (WARN_ON_ONCE(!aux))
1639                         return;
1640
1641                 /* Update head and alert_mark to new position */
1642                 aux->head = handle->head >> PAGE_SHIFT;
1643                 range = (handle->size + 1) >> PAGE_SHIFT;
1644                 if (range == 1)
1645                         aux->alert_mark = aux->head;
1646                 else
1647                         aux->alert_mark = aux->head + range/2 - 1;
1648
1649                 if (aux_reset_buffer(aux, range, &overflow)) {
1650                         if (!overflow) {
1651                                 done = 1;
1652                                 break;
1653                         }
1654                         size = range << PAGE_SHIFT;
1655                         perf_aux_output_end(&cpuhw->handle, size);
1656                         pr_err("Sample data caused the AUX buffer with %lu "
1657                                "pages to overflow\n", aux->sfb.num_sdb);
1658                         debug_sprintf_event(sfdbg, 1, "%s: head %ld range %ld "
1659                                             "overflow %lld\n", __func__,
1660                                             aux->head, range, overflow);
1661                 } else {
1662                         size = AUX_SDB_NUM_ALERT(aux) << PAGE_SHIFT;
1663                         perf_aux_output_end(&cpuhw->handle, size);
1664                         debug_sprintf_event(sfdbg, 6, "%s: head %ld alert %ld "
1665                                             "already full, try another\n",
1666                                             __func__,
1667                                             aux->head, aux->alert_mark);
1668                 }
1669         }
1670
1671         if (done)
1672                 debug_sprintf_event(sfdbg, 6, "%s: head %ld alert %ld "
1673                                     "empty %ld\n", __func__, aux->head,
1674                                     aux->alert_mark, aux->empty_mark);
1675 }
1676
1677 /*
1678  * Callback when freeing AUX buffers.
1679  */
1680 static void aux_buffer_free(void *data)
1681 {
1682         struct aux_buffer *aux = data;
1683         unsigned long i, num_sdbt;
1684
1685         if (!aux)
1686                 return;
1687
1688         /* Free SDBT. SDB is freed by the caller */
1689         num_sdbt = aux->sfb.num_sdbt;
1690         for (i = 0; i < num_sdbt; i++)
1691                 free_page(aux->sdbt_index[i]);
1692
1693         kfree(aux->sdbt_index);
1694         kfree(aux->sdb_index);
1695         kfree(aux);
1696
1697         debug_sprintf_event(sfdbg, 4, "%s: SDBTs %lu\n", __func__, num_sdbt);
1698 }
1699
1700 static void aux_sdb_init(unsigned long sdb)
1701 {
1702         struct hws_trailer_entry *te;
1703
1704         te = (struct hws_trailer_entry *)trailer_entry_ptr(sdb);
1705
1706         /* Save clock base */
1707         te->clock_base = 1;
1708         te->progusage2 = tod_clock_base.tod;
1709 }
1710
1711 /*
1712  * aux_buffer_setup() - Setup AUX buffer for diagnostic mode sampling
1713  * @event:      Event the buffer is setup for, event->cpu == -1 means current
1714  * @pages:      Array of pointers to buffer pages passed from perf core
1715  * @nr_pages:   Total pages
1716  * @snapshot:   Flag for snapshot mode
1717  *
1718  * This is the callback when setup an event using AUX buffer. Perf tool can
1719  * trigger this by an additional mmap() call on the event. Unlike the buffer
1720  * for basic samples, AUX buffer belongs to the event. It is scheduled with
1721  * the task among online cpus when it is a per-thread event.
1722  *
1723  * Return the private AUX buffer structure if success or NULL if fails.
1724  */
1725 static void *aux_buffer_setup(struct perf_event *event, void **pages,
1726                               int nr_pages, bool snapshot)
1727 {
1728         struct sf_buffer *sfb;
1729         struct aux_buffer *aux;
1730         unsigned long *new, *tail;
1731         int i, n_sdbt;
1732
1733         if (!nr_pages || !pages)
1734                 return NULL;
1735
1736         if (nr_pages > CPUM_SF_MAX_SDB * CPUM_SF_SDB_DIAG_FACTOR) {
1737                 pr_err("AUX buffer size (%i pages) is larger than the "
1738                        "maximum sampling buffer limit\n",
1739                        nr_pages);
1740                 return NULL;
1741         } else if (nr_pages < CPUM_SF_MIN_SDB * CPUM_SF_SDB_DIAG_FACTOR) {
1742                 pr_err("AUX buffer size (%i pages) is less than the "
1743                        "minimum sampling buffer limit\n",
1744                        nr_pages);
1745                 return NULL;
1746         }
1747
1748         /* Allocate aux_buffer struct for the event */
1749         aux = kzalloc(sizeof(struct aux_buffer), GFP_KERNEL);
1750         if (!aux)
1751                 goto no_aux;
1752         sfb = &aux->sfb;
1753
1754         /* Allocate sdbt_index for fast reference */
1755         n_sdbt = DIV_ROUND_UP(nr_pages, CPUM_SF_SDB_PER_TABLE);
1756         aux->sdbt_index = kmalloc_array(n_sdbt, sizeof(void *), GFP_KERNEL);
1757         if (!aux->sdbt_index)
1758                 goto no_sdbt_index;
1759
1760         /* Allocate sdb_index for fast reference */
1761         aux->sdb_index = kmalloc_array(nr_pages, sizeof(void *), GFP_KERNEL);
1762         if (!aux->sdb_index)
1763                 goto no_sdb_index;
1764
1765         /* Allocate the first SDBT */
1766         sfb->num_sdbt = 0;
1767         sfb->sdbt = (unsigned long *) get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
1768         if (!sfb->sdbt)
1769                 goto no_sdbt;
1770         aux->sdbt_index[sfb->num_sdbt++] = (unsigned long)sfb->sdbt;
1771         tail = sfb->tail = sfb->sdbt;
1772
1773         /*
1774          * Link the provided pages of AUX buffer to SDBT.
1775          * Allocate SDBT if needed.
1776          */
1777         for (i = 0; i < nr_pages; i++, tail++) {
1778                 if (require_table_link(tail)) {
1779                         new = (unsigned long *) get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
1780                         if (!new)
1781                                 goto no_sdbt;
1782                         aux->sdbt_index[sfb->num_sdbt++] = (unsigned long)new;
1783                         /* Link current page to tail of chain */
1784                         *tail = (unsigned long)(void *) new + 1;
1785                         tail = new;
1786                 }
1787                 /* Tail is the entry in a SDBT */
1788                 *tail = (unsigned long)pages[i];
1789                 aux->sdb_index[i] = (unsigned long)pages[i];
1790                 aux_sdb_init((unsigned long)pages[i]);
1791         }
1792         sfb->num_sdb = nr_pages;
1793
1794         /* Link the last entry in the SDBT to the first SDBT */
1795         *tail = (unsigned long) sfb->sdbt + 1;
1796         sfb->tail = tail;
1797
1798         /*
1799          * Initial all SDBs are zeroed. Mark it as empty.
1800          * So there is no need to clear the full indicator
1801          * when this event is first added.
1802          */
1803         aux->empty_mark = sfb->num_sdb - 1;
1804
1805         debug_sprintf_event(sfdbg, 4, "%s: SDBTs %lu SDBs %lu\n", __func__,
1806                             sfb->num_sdbt, sfb->num_sdb);
1807
1808         return aux;
1809
1810 no_sdbt:
1811         /* SDBs (AUX buffer pages) are freed by caller */
1812         for (i = 0; i < sfb->num_sdbt; i++)
1813                 free_page(aux->sdbt_index[i]);
1814         kfree(aux->sdb_index);
1815 no_sdb_index:
1816         kfree(aux->sdbt_index);
1817 no_sdbt_index:
1818         kfree(aux);
1819 no_aux:
1820         return NULL;
1821 }
1822
1823 static void cpumsf_pmu_read(struct perf_event *event)
1824 {
1825         /* Nothing to do ... updates are interrupt-driven */
1826 }
1827
1828 /* Check if the new sampling period/freqeuncy is appropriate.
1829  *
1830  * Return non-zero on error and zero on passed checks.
1831  */
1832 static int cpumsf_pmu_check_period(struct perf_event *event, u64 value)
1833 {
1834         struct hws_qsi_info_block si;
1835         unsigned long rate;
1836         bool do_freq;
1837
1838         memset(&si, 0, sizeof(si));
1839         if (event->cpu == -1) {
1840                 if (qsi(&si))
1841                         return -ENODEV;
1842         } else {
1843                 /* Event is pinned to a particular CPU, retrieve the per-CPU
1844                  * sampling structure for accessing the CPU-specific QSI.
1845                  */
1846                 struct cpu_hw_sf *cpuhw = &per_cpu(cpu_hw_sf, event->cpu);
1847
1848                 si = cpuhw->qsi;
1849         }
1850
1851         do_freq = !!SAMPLE_FREQ_MODE(&event->hw);
1852         rate = getrate(do_freq, value, &si);
1853         if (!rate)
1854                 return -EINVAL;
1855
1856         event->attr.sample_period = rate;
1857         SAMPL_RATE(&event->hw) = rate;
1858         hw_init_period(&event->hw, SAMPL_RATE(&event->hw));
1859         debug_sprintf_event(sfdbg, 4, "%s:"
1860                             " cpu %d value %#llx period %#llx freq %d\n",
1861                             __func__, event->cpu, value,
1862                             event->attr.sample_period, do_freq);
1863         return 0;
1864 }
1865
1866 /* Activate sampling control.
1867  * Next call of pmu_enable() starts sampling.
1868  */
1869 static void cpumsf_pmu_start(struct perf_event *event, int flags)
1870 {
1871         struct cpu_hw_sf *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_sf);
1872
1873         if (WARN_ON_ONCE(!(event->hw.state & PERF_HES_STOPPED)))
1874                 return;
1875
1876         if (flags & PERF_EF_RELOAD)
1877                 WARN_ON_ONCE(!(event->hw.state & PERF_HES_UPTODATE));
1878
1879         perf_pmu_disable(event->pmu);
1880         event->hw.state = 0;
1881         cpuhw->lsctl.cs = 1;
1882         if (SAMPL_DIAG_MODE(&event->hw))
1883                 cpuhw->lsctl.cd = 1;
1884         perf_pmu_enable(event->pmu);
1885 }
1886
1887 /* Deactivate sampling control.
1888  * Next call of pmu_enable() stops sampling.
1889  */
1890 static void cpumsf_pmu_stop(struct perf_event *event, int flags)
1891 {
1892         struct cpu_hw_sf *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_sf);
1893
1894         if (event->hw.state & PERF_HES_STOPPED)
1895                 return;
1896
1897         perf_pmu_disable(event->pmu);
1898         cpuhw->lsctl.cs = 0;
1899         cpuhw->lsctl.cd = 0;
1900         event->hw.state |= PERF_HES_STOPPED;
1901
1902         if ((flags & PERF_EF_UPDATE) && !(event->hw.state & PERF_HES_UPTODATE)) {
1903                 hw_perf_event_update(event, 1);
1904                 event->hw.state |= PERF_HES_UPTODATE;
1905         }
1906         perf_pmu_enable(event->pmu);
1907 }
1908
1909 static int cpumsf_pmu_add(struct perf_event *event, int flags)
1910 {
1911         struct cpu_hw_sf *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_sf);
1912         struct aux_buffer *aux;
1913         int err;
1914
1915         if (cpuhw->flags & PMU_F_IN_USE)
1916                 return -EAGAIN;
1917
1918         if (!SAMPL_DIAG_MODE(&event->hw) && !cpuhw->sfb.sdbt)
1919                 return -EINVAL;
1920
1921         err = 0;
1922         perf_pmu_disable(event->pmu);
1923
1924         event->hw.state = PERF_HES_UPTODATE | PERF_HES_STOPPED;
1925
1926         /* Set up sampling controls.  Always program the sampling register
1927          * using the SDB-table start.  Reset TEAR_REG event hardware register
1928          * that is used by hw_perf_event_update() to store the sampling buffer
1929          * position after samples have been flushed.
1930          */
1931         cpuhw->lsctl.s = 0;
1932         cpuhw->lsctl.h = 1;
1933         cpuhw->lsctl.interval = SAMPL_RATE(&event->hw);
1934         if (!SAMPL_DIAG_MODE(&event->hw)) {
1935                 cpuhw->lsctl.tear = (unsigned long) cpuhw->sfb.sdbt;
1936                 cpuhw->lsctl.dear = *(unsigned long *) cpuhw->sfb.sdbt;
1937                 TEAR_REG(&event->hw) = (unsigned long) cpuhw->sfb.sdbt;
1938         }
1939
1940         /* Ensure sampling functions are in the disabled state.  If disabled,
1941          * switch on sampling enable control. */
1942         if (WARN_ON_ONCE(cpuhw->lsctl.es == 1 || cpuhw->lsctl.ed == 1)) {
1943                 err = -EAGAIN;
1944                 goto out;
1945         }
1946         if (SAMPL_DIAG_MODE(&event->hw)) {
1947                 aux = perf_aux_output_begin(&cpuhw->handle, event);
1948                 if (!aux) {
1949                         err = -EINVAL;
1950                         goto out;
1951                 }
1952                 err = aux_output_begin(&cpuhw->handle, aux, cpuhw);
1953                 if (err)
1954                         goto out;
1955                 cpuhw->lsctl.ed = 1;
1956         }
1957         cpuhw->lsctl.es = 1;
1958
1959         /* Set in_use flag and store event */
1960         cpuhw->event = event;
1961         cpuhw->flags |= PMU_F_IN_USE;
1962
1963         if (flags & PERF_EF_START)
1964                 cpumsf_pmu_start(event, PERF_EF_RELOAD);
1965 out:
1966         perf_event_update_userpage(event);
1967         perf_pmu_enable(event->pmu);
1968         return err;
1969 }
1970
1971 static void cpumsf_pmu_del(struct perf_event *event, int flags)
1972 {
1973         struct cpu_hw_sf *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_sf);
1974
1975         perf_pmu_disable(event->pmu);
1976         cpumsf_pmu_stop(event, PERF_EF_UPDATE);
1977
1978         cpuhw->lsctl.es = 0;
1979         cpuhw->lsctl.ed = 0;
1980         cpuhw->flags &= ~PMU_F_IN_USE;
1981         cpuhw->event = NULL;
1982
1983         if (SAMPL_DIAG_MODE(&event->hw))
1984                 aux_output_end(&cpuhw->handle);
1985         perf_event_update_userpage(event);
1986         perf_pmu_enable(event->pmu);
1987 }
1988
1989 CPUMF_EVENT_ATTR(SF, SF_CYCLES_BASIC, PERF_EVENT_CPUM_SF);
1990 CPUMF_EVENT_ATTR(SF, SF_CYCLES_BASIC_DIAG, PERF_EVENT_CPUM_SF_DIAG);
1991
1992 /* Attribute list for CPU_SF.
1993  *
1994  * The availablitiy depends on the CPU_MF sampling facility authorization
1995  * for basic + diagnositic samples. This is determined at initialization
1996  * time by the sampling facility device driver.
1997  * If the authorization for basic samples is turned off, it should be
1998  * also turned off for diagnostic sampling.
1999  *
2000  * During initialization of the device driver, check the authorization
2001  * level for diagnostic sampling and installs the attribute
2002  * file for diagnostic sampling if necessary.
2003  *
2004  * For now install a placeholder to reference all possible attributes:
2005  * SF_CYCLES_BASIC and SF_CYCLES_BASIC_DIAG.
2006  * Add another entry for the final NULL pointer.
2007  */
2008 enum {
2009         SF_CYCLES_BASIC_ATTR_IDX = 0,
2010         SF_CYCLES_BASIC_DIAG_ATTR_IDX,
2011         SF_CYCLES_ATTR_MAX
2012 };
2013
2014 static struct attribute *cpumsf_pmu_events_attr[SF_CYCLES_ATTR_MAX + 1] = {
2015         [SF_CYCLES_BASIC_ATTR_IDX] = CPUMF_EVENT_PTR(SF, SF_CYCLES_BASIC)
2016 };
2017
2018 PMU_FORMAT_ATTR(event, "config:0-63");
2019
2020 static struct attribute *cpumsf_pmu_format_attr[] = {
2021         &format_attr_event.attr,
2022         NULL,
2023 };
2024
2025 static struct attribute_group cpumsf_pmu_events_group = {
2026         .name = "events",
2027         .attrs = cpumsf_pmu_events_attr,
2028 };
2029
2030 static struct attribute_group cpumsf_pmu_format_group = {
2031         .name = "format",
2032         .attrs = cpumsf_pmu_format_attr,
2033 };
2034
2035 static const struct attribute_group *cpumsf_pmu_attr_groups[] = {
2036         &cpumsf_pmu_events_group,
2037         &cpumsf_pmu_format_group,
2038         NULL,
2039 };
2040
2041 static struct pmu cpumf_sampling = {
2042         .pmu_enable   = cpumsf_pmu_enable,
2043         .pmu_disable  = cpumsf_pmu_disable,
2044
2045         .event_init   = cpumsf_pmu_event_init,
2046         .add          = cpumsf_pmu_add,
2047         .del          = cpumsf_pmu_del,
2048
2049         .start        = cpumsf_pmu_start,
2050         .stop         = cpumsf_pmu_stop,
2051         .read         = cpumsf_pmu_read,
2052
2053         .attr_groups  = cpumsf_pmu_attr_groups,
2054
2055         .setup_aux    = aux_buffer_setup,
2056         .free_aux     = aux_buffer_free,
2057
2058         .check_period = cpumsf_pmu_check_period,
2059 };
2060
2061 static void cpumf_measurement_alert(struct ext_code ext_code,
2062                                     unsigned int alert, unsigned long unused)
2063 {
2064         struct cpu_hw_sf *cpuhw;
2065
2066         if (!(alert & CPU_MF_INT_SF_MASK))
2067                 return;
2068         inc_irq_stat(IRQEXT_CMS);
2069         cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_sf);
2070
2071         /* Measurement alerts are shared and might happen when the PMU
2072          * is not reserved.  Ignore these alerts in this case. */
2073         if (!(cpuhw->flags & PMU_F_RESERVED))
2074                 return;
2075
2076         /* The processing below must take care of multiple alert events that
2077          * might be indicated concurrently. */
2078
2079         /* Program alert request */
2080         if (alert & CPU_MF_INT_SF_PRA) {
2081                 if (cpuhw->flags & PMU_F_IN_USE)
2082                         if (SAMPL_DIAG_MODE(&cpuhw->event->hw))
2083                                 hw_collect_aux(cpuhw);
2084                         else
2085                                 hw_perf_event_update(cpuhw->event, 0);
2086                 else
2087                         WARN_ON_ONCE(!(cpuhw->flags & PMU_F_IN_USE));
2088         }
2089
2090         /* Report measurement alerts only for non-PRA codes */
2091         if (alert != CPU_MF_INT_SF_PRA)
2092                 debug_sprintf_event(sfdbg, 6, "%s: alert %#x\n", __func__,
2093                                     alert);
2094
2095         /* Sampling authorization change request */
2096         if (alert & CPU_MF_INT_SF_SACA)
2097                 qsi(&cpuhw->qsi);
2098
2099         /* Loss of sample data due to high-priority machine activities */
2100         if (alert & CPU_MF_INT_SF_LSDA) {
2101                 pr_err("Sample data was lost\n");
2102                 cpuhw->flags |= PMU_F_ERR_LSDA;
2103                 sf_disable();
2104         }
2105
2106         /* Invalid sampling buffer entry */
2107         if (alert & (CPU_MF_INT_SF_IAE|CPU_MF_INT_SF_ISE)) {
2108                 pr_err("A sampling buffer entry is incorrect (alert=0x%x)\n",
2109                        alert);
2110                 cpuhw->flags |= PMU_F_ERR_IBE;
2111                 sf_disable();
2112         }
2113 }
2114
2115 static int cpusf_pmu_setup(unsigned int cpu, int flags)
2116 {
2117         /* Ignore the notification if no events are scheduled on the PMU.
2118          * This might be racy...
2119          */
2120         if (!atomic_read(&num_events))
2121                 return 0;
2122
2123         local_irq_disable();
2124         setup_pmc_cpu(&flags);
2125         local_irq_enable();
2126         return 0;
2127 }
2128
2129 static int s390_pmu_sf_online_cpu(unsigned int cpu)
2130 {
2131         return cpusf_pmu_setup(cpu, PMC_INIT);
2132 }
2133
2134 static int s390_pmu_sf_offline_cpu(unsigned int cpu)
2135 {
2136         return cpusf_pmu_setup(cpu, PMC_RELEASE);
2137 }
2138
2139 static int param_get_sfb_size(char *buffer, const struct kernel_param *kp)
2140 {
2141         if (!cpum_sf_avail())
2142                 return -ENODEV;
2143         return sprintf(buffer, "%lu,%lu", CPUM_SF_MIN_SDB, CPUM_SF_MAX_SDB);
2144 }
2145
2146 static int param_set_sfb_size(const char *val, const struct kernel_param *kp)
2147 {
2148         int rc;
2149         unsigned long min, max;
2150
2151         if (!cpum_sf_avail())
2152                 return -ENODEV;
2153         if (!val || !strlen(val))
2154                 return -EINVAL;
2155
2156         /* Valid parameter values: "min,max" or "max" */
2157         min = CPUM_SF_MIN_SDB;
2158         max = CPUM_SF_MAX_SDB;
2159         if (strchr(val, ','))
2160                 rc = (sscanf(val, "%lu,%lu", &min, &max) == 2) ? 0 : -EINVAL;
2161         else
2162                 rc = kstrtoul(val, 10, &max);
2163
2164         if (min < 2 || min >= max || max > get_num_physpages())
2165                 rc = -EINVAL;
2166         if (rc)
2167                 return rc;
2168
2169         sfb_set_limits(min, max);
2170         pr_info("The sampling buffer limits have changed to: "
2171                 "min %lu max %lu (diag %lu)\n",
2172                 CPUM_SF_MIN_SDB, CPUM_SF_MAX_SDB, CPUM_SF_SDB_DIAG_FACTOR);
2173         return 0;
2174 }
2175
2176 #define param_check_sfb_size(name, p) __param_check(name, p, void)
2177 static const struct kernel_param_ops param_ops_sfb_size = {
2178         .set = param_set_sfb_size,
2179         .get = param_get_sfb_size,
2180 };
2181
2182 #define RS_INIT_FAILURE_QSI       0x0001
2183 #define RS_INIT_FAILURE_BSDES     0x0002
2184 #define RS_INIT_FAILURE_ALRT      0x0003
2185 #define RS_INIT_FAILURE_PERF      0x0004
2186 static void __init pr_cpumsf_err(unsigned int reason)
2187 {
2188         pr_err("Sampling facility support for perf is not available: "
2189                "reason %#x\n", reason);
2190 }
2191
2192 static int __init init_cpum_sampling_pmu(void)
2193 {
2194         struct hws_qsi_info_block si;
2195         int err;
2196
2197         if (!cpum_sf_avail())
2198                 return -ENODEV;
2199
2200         memset(&si, 0, sizeof(si));
2201         if (qsi(&si)) {
2202                 pr_cpumsf_err(RS_INIT_FAILURE_QSI);
2203                 return -ENODEV;
2204         }
2205
2206         if (!si.as && !si.ad)
2207                 return -ENODEV;
2208
2209         if (si.bsdes != sizeof(struct hws_basic_entry)) {
2210                 pr_cpumsf_err(RS_INIT_FAILURE_BSDES);
2211                 return -EINVAL;
2212         }
2213
2214         if (si.ad) {
2215                 sfb_set_limits(CPUM_SF_MIN_SDB, CPUM_SF_MAX_SDB);
2216                 /* Sampling of diagnostic data authorized,
2217                  * install event into attribute list of PMU device.
2218                  */
2219                 cpumsf_pmu_events_attr[SF_CYCLES_BASIC_DIAG_ATTR_IDX] =
2220                         CPUMF_EVENT_PTR(SF, SF_CYCLES_BASIC_DIAG);
2221         }
2222
2223         sfdbg = debug_register(KMSG_COMPONENT, 2, 1, 80);
2224         if (!sfdbg) {
2225                 pr_err("Registering for s390dbf failed\n");
2226                 return -ENOMEM;
2227         }
2228         debug_register_view(sfdbg, &debug_sprintf_view);
2229
2230         err = register_external_irq(EXT_IRQ_MEASURE_ALERT,
2231                                     cpumf_measurement_alert);
2232         if (err) {
2233                 pr_cpumsf_err(RS_INIT_FAILURE_ALRT);
2234                 debug_unregister(sfdbg);
2235                 goto out;
2236         }
2237
2238         err = perf_pmu_register(&cpumf_sampling, "cpum_sf", PERF_TYPE_RAW);
2239         if (err) {
2240                 pr_cpumsf_err(RS_INIT_FAILURE_PERF);
2241                 unregister_external_irq(EXT_IRQ_MEASURE_ALERT,
2242                                         cpumf_measurement_alert);
2243                 debug_unregister(sfdbg);
2244                 goto out;
2245         }
2246
2247         cpuhp_setup_state(CPUHP_AP_PERF_S390_SF_ONLINE, "perf/s390/sf:online",
2248                           s390_pmu_sf_online_cpu, s390_pmu_sf_offline_cpu);
2249 out:
2250         return err;
2251 }
2252
2253 arch_initcall(init_cpum_sampling_pmu);
2254 core_param(cpum_sfb_size, CPUM_SF_MAX_SDB, sfb_size, 0644);