perf/x86/intel: Remove an inconsistent NULL check
[cascardo/linux.git] / arch / x86 / events / intel / cqm.c
1 /*
2  * Intel Cache Quality-of-Service Monitoring (CQM) support.
3  *
4  * Based very, very heavily on work by Peter Zijlstra.
5  */
6
7 #include <linux/perf_event.h>
8 #include <linux/slab.h>
9 #include <asm/cpu_device_id.h>
10 #include "../perf_event.h"
11
12 #define MSR_IA32_PQR_ASSOC      0x0c8f
13 #define MSR_IA32_QM_CTR         0x0c8e
14 #define MSR_IA32_QM_EVTSEL      0x0c8d
15
16 #define MBM_CNTR_WIDTH          24
17 /*
18  * Guaranteed time in ms as per SDM where MBM counters will not overflow.
19  */
20 #define MBM_CTR_OVERFLOW_TIME   1000
21
22 static u32 cqm_max_rmid = -1;
23 static unsigned int cqm_l3_scale; /* supposedly cacheline size */
24 static bool cqm_enabled, mbm_enabled;
25 unsigned int mbm_socket_max;
26
27 /**
28  * struct intel_pqr_state - State cache for the PQR MSR
29  * @rmid:               The cached Resource Monitoring ID
30  * @closid:             The cached Class Of Service ID
31  * @rmid_usecnt:        The usage counter for rmid
32  *
33  * The upper 32 bits of MSR_IA32_PQR_ASSOC contain closid and the
34  * lower 10 bits rmid. The update to MSR_IA32_PQR_ASSOC always
35  * contains both parts, so we need to cache them.
36  *
37  * The cache also helps to avoid pointless updates if the value does
38  * not change.
39  */
40 struct intel_pqr_state {
41         u32                     rmid;
42         u32                     closid;
43         int                     rmid_usecnt;
44 };
45
46 /*
47  * The cached intel_pqr_state is strictly per CPU and can never be
48  * updated from a remote CPU. Both functions which modify the state
49  * (intel_cqm_event_start and intel_cqm_event_stop) are called with
50  * interrupts disabled, which is sufficient for the protection.
51  */
52 static DEFINE_PER_CPU(struct intel_pqr_state, pqr_state);
53 static struct hrtimer *mbm_timers;
54 /**
55  * struct sample - mbm event's (local or total) data
56  * @total_bytes    #bytes since we began monitoring
57  * @prev_msr       previous value of MSR
58  */
59 struct sample {
60         u64     total_bytes;
61         u64     prev_msr;
62 };
63
64 /*
65  * samples profiled for total memory bandwidth type events
66  */
67 static struct sample *mbm_total;
68 /*
69  * samples profiled for local memory bandwidth type events
70  */
71 static struct sample *mbm_local;
72
73 #define pkg_id  topology_physical_package_id(smp_processor_id())
74 /*
75  * rmid_2_index returns the index for the rmid in mbm_local/mbm_total array.
76  * mbm_total[] and mbm_local[] are linearly indexed by socket# * max number of
77  * rmids per socket, an example is given below
78  * RMID1 of Socket0:  vrmid =  1
79  * RMID1 of Socket1:  vrmid =  1 * (cqm_max_rmid + 1) + 1
80  * RMID1 of Socket2:  vrmid =  2 * (cqm_max_rmid + 1) + 1
81  */
82 #define rmid_2_index(rmid)  ((pkg_id * (cqm_max_rmid + 1)) + rmid)
83 /*
84  * Protects cache_cgroups and cqm_rmid_free_lru and cqm_rmid_limbo_lru.
85  * Also protects event->hw.cqm_rmid
86  *
87  * Hold either for stability, both for modification of ->hw.cqm_rmid.
88  */
89 static DEFINE_MUTEX(cache_mutex);
90 static DEFINE_RAW_SPINLOCK(cache_lock);
91
92 /*
93  * Groups of events that have the same target(s), one RMID per group.
94  */
95 static LIST_HEAD(cache_groups);
96
97 /*
98  * Mask of CPUs for reading CQM values. We only need one per-socket.
99  */
100 static cpumask_t cqm_cpumask;
101
102 #define RMID_VAL_ERROR          (1ULL << 63)
103 #define RMID_VAL_UNAVAIL        (1ULL << 62)
104
105 /*
106  * Event IDs are used to program IA32_QM_EVTSEL before reading event
107  * counter from IA32_QM_CTR
108  */
109 #define QOS_L3_OCCUP_EVENT_ID   0x01
110 #define QOS_MBM_TOTAL_EVENT_ID  0x02
111 #define QOS_MBM_LOCAL_EVENT_ID  0x03
112
113 /*
114  * This is central to the rotation algorithm in __intel_cqm_rmid_rotate().
115  *
116  * This rmid is always free and is guaranteed to have an associated
117  * near-zero occupancy value, i.e. no cachelines are tagged with this
118  * RMID, once __intel_cqm_rmid_rotate() returns.
119  */
120 static u32 intel_cqm_rotation_rmid;
121
122 #define INVALID_RMID            (-1)
123
124 /*
125  * Is @rmid valid for programming the hardware?
126  *
127  * rmid 0 is reserved by the hardware for all non-monitored tasks, which
128  * means that we should never come across an rmid with that value.
129  * Likewise, an rmid value of -1 is used to indicate "no rmid currently
130  * assigned" and is used as part of the rotation code.
131  */
132 static inline bool __rmid_valid(u32 rmid)
133 {
134         if (!rmid || rmid == INVALID_RMID)
135                 return false;
136
137         return true;
138 }
139
140 static u64 __rmid_read(u32 rmid)
141 {
142         u64 val;
143
144         /*
145          * Ignore the SDM, this thing is _NOTHING_ like a regular perfcnt,
146          * it just says that to increase confusion.
147          */
148         wrmsr(MSR_IA32_QM_EVTSEL, QOS_L3_OCCUP_EVENT_ID, rmid);
149         rdmsrl(MSR_IA32_QM_CTR, val);
150
151         /*
152          * Aside from the ERROR and UNAVAIL bits, assume this thing returns
153          * the number of cachelines tagged with @rmid.
154          */
155         return val;
156 }
157
158 enum rmid_recycle_state {
159         RMID_YOUNG = 0,
160         RMID_AVAILABLE,
161         RMID_DIRTY,
162 };
163
164 struct cqm_rmid_entry {
165         u32 rmid;
166         enum rmid_recycle_state state;
167         struct list_head list;
168         unsigned long queue_time;
169 };
170
171 /*
172  * cqm_rmid_free_lru - A least recently used list of RMIDs.
173  *
174  * Oldest entry at the head, newest (most recently used) entry at the
175  * tail. This list is never traversed, it's only used to keep track of
176  * the lru order. That is, we only pick entries of the head or insert
177  * them on the tail.
178  *
179  * All entries on the list are 'free', and their RMIDs are not currently
180  * in use. To mark an RMID as in use, remove its entry from the lru
181  * list.
182  *
183  *
184  * cqm_rmid_limbo_lru - list of currently unused but (potentially) dirty RMIDs.
185  *
186  * This list is contains RMIDs that no one is currently using but that
187  * may have a non-zero occupancy value associated with them. The
188  * rotation worker moves RMIDs from the limbo list to the free list once
189  * the occupancy value drops below __intel_cqm_threshold.
190  *
191  * Both lists are protected by cache_mutex.
192  */
193 static LIST_HEAD(cqm_rmid_free_lru);
194 static LIST_HEAD(cqm_rmid_limbo_lru);
195
196 /*
197  * We use a simple array of pointers so that we can lookup a struct
198  * cqm_rmid_entry in O(1). This alleviates the callers of __get_rmid()
199  * and __put_rmid() from having to worry about dealing with struct
200  * cqm_rmid_entry - they just deal with rmids, i.e. integers.
201  *
202  * Once this array is initialized it is read-only. No locks are required
203  * to access it.
204  *
205  * All entries for all RMIDs can be looked up in the this array at all
206  * times.
207  */
208 static struct cqm_rmid_entry **cqm_rmid_ptrs;
209
210 static inline struct cqm_rmid_entry *__rmid_entry(u32 rmid)
211 {
212         struct cqm_rmid_entry *entry;
213
214         entry = cqm_rmid_ptrs[rmid];
215         WARN_ON(entry->rmid != rmid);
216
217         return entry;
218 }
219
220 /*
221  * Returns < 0 on fail.
222  *
223  * We expect to be called with cache_mutex held.
224  */
225 static u32 __get_rmid(void)
226 {
227         struct cqm_rmid_entry *entry;
228
229         lockdep_assert_held(&cache_mutex);
230
231         if (list_empty(&cqm_rmid_free_lru))
232                 return INVALID_RMID;
233
234         entry = list_first_entry(&cqm_rmid_free_lru, struct cqm_rmid_entry, list);
235         list_del(&entry->list);
236
237         return entry->rmid;
238 }
239
240 static void __put_rmid(u32 rmid)
241 {
242         struct cqm_rmid_entry *entry;
243
244         lockdep_assert_held(&cache_mutex);
245
246         WARN_ON(!__rmid_valid(rmid));
247         entry = __rmid_entry(rmid);
248
249         entry->queue_time = jiffies;
250         entry->state = RMID_YOUNG;
251
252         list_add_tail(&entry->list, &cqm_rmid_limbo_lru);
253 }
254
255 static void cqm_cleanup(void)
256 {
257         int i;
258
259         if (!cqm_rmid_ptrs)
260                 return;
261
262         for (i = 0; i < cqm_max_rmid; i++)
263                 kfree(cqm_rmid_ptrs[i]);
264
265         kfree(cqm_rmid_ptrs);
266         cqm_rmid_ptrs = NULL;
267         cqm_enabled = false;
268 }
269
270 static int intel_cqm_setup_rmid_cache(void)
271 {
272         struct cqm_rmid_entry *entry;
273         unsigned int nr_rmids;
274         int r = 0;
275
276         nr_rmids = cqm_max_rmid + 1;
277         cqm_rmid_ptrs = kzalloc(sizeof(struct cqm_rmid_entry *) *
278                                 nr_rmids, GFP_KERNEL);
279         if (!cqm_rmid_ptrs)
280                 return -ENOMEM;
281
282         for (; r <= cqm_max_rmid; r++) {
283                 struct cqm_rmid_entry *entry;
284
285                 entry = kmalloc(sizeof(*entry), GFP_KERNEL);
286                 if (!entry)
287                         goto fail;
288
289                 INIT_LIST_HEAD(&entry->list);
290                 entry->rmid = r;
291                 cqm_rmid_ptrs[r] = entry;
292
293                 list_add_tail(&entry->list, &cqm_rmid_free_lru);
294         }
295
296         /*
297          * RMID 0 is special and is always allocated. It's used for all
298          * tasks that are not monitored.
299          */
300         entry = __rmid_entry(0);
301         list_del(&entry->list);
302
303         mutex_lock(&cache_mutex);
304         intel_cqm_rotation_rmid = __get_rmid();
305         mutex_unlock(&cache_mutex);
306
307         return 0;
308
309 fail:
310         cqm_cleanup();
311         return -ENOMEM;
312 }
313
314 /*
315  * Determine if @a and @b measure the same set of tasks.
316  *
317  * If @a and @b measure the same set of tasks then we want to share a
318  * single RMID.
319  */
320 static bool __match_event(struct perf_event *a, struct perf_event *b)
321 {
322         /* Per-cpu and task events don't mix */
323         if ((a->attach_state & PERF_ATTACH_TASK) !=
324             (b->attach_state & PERF_ATTACH_TASK))
325                 return false;
326
327 #ifdef CONFIG_CGROUP_PERF
328         if (a->cgrp != b->cgrp)
329                 return false;
330 #endif
331
332         /* If not task event, we're machine wide */
333         if (!(b->attach_state & PERF_ATTACH_TASK))
334                 return true;
335
336         /*
337          * Events that target same task are placed into the same cache group.
338          * Mark it as a multi event group, so that we update ->count
339          * for every event rather than just the group leader later.
340          */
341         if (a->hw.target == b->hw.target) {
342                 b->hw.is_group_event = true;
343                 return true;
344         }
345
346         /*
347          * Are we an inherited event?
348          */
349         if (b->parent == a)
350                 return true;
351
352         return false;
353 }
354
355 #ifdef CONFIG_CGROUP_PERF
356 static inline struct perf_cgroup *event_to_cgroup(struct perf_event *event)
357 {
358         if (event->attach_state & PERF_ATTACH_TASK)
359                 return perf_cgroup_from_task(event->hw.target, event->ctx);
360
361         return event->cgrp;
362 }
363 #endif
364
365 /*
366  * Determine if @a's tasks intersect with @b's tasks
367  *
368  * There are combinations of events that we explicitly prohibit,
369  *
370  *                 PROHIBITS
371  *     system-wide    ->        cgroup and task
372  *     cgroup         ->        system-wide
373  *                    ->        task in cgroup
374  *     task           ->        system-wide
375  *                    ->        task in cgroup
376  *
377  * Call this function before allocating an RMID.
378  */
379 static bool __conflict_event(struct perf_event *a, struct perf_event *b)
380 {
381 #ifdef CONFIG_CGROUP_PERF
382         /*
383          * We can have any number of cgroups but only one system-wide
384          * event at a time.
385          */
386         if (a->cgrp && b->cgrp) {
387                 struct perf_cgroup *ac = a->cgrp;
388                 struct perf_cgroup *bc = b->cgrp;
389
390                 /*
391                  * This condition should have been caught in
392                  * __match_event() and we should be sharing an RMID.
393                  */
394                 WARN_ON_ONCE(ac == bc);
395
396                 if (cgroup_is_descendant(ac->css.cgroup, bc->css.cgroup) ||
397                     cgroup_is_descendant(bc->css.cgroup, ac->css.cgroup))
398                         return true;
399
400                 return false;
401         }
402
403         if (a->cgrp || b->cgrp) {
404                 struct perf_cgroup *ac, *bc;
405
406                 /*
407                  * cgroup and system-wide events are mutually exclusive
408                  */
409                 if ((a->cgrp && !(b->attach_state & PERF_ATTACH_TASK)) ||
410                     (b->cgrp && !(a->attach_state & PERF_ATTACH_TASK)))
411                         return true;
412
413                 /*
414                  * Ensure neither event is part of the other's cgroup
415                  */
416                 ac = event_to_cgroup(a);
417                 bc = event_to_cgroup(b);
418                 if (ac == bc)
419                         return true;
420
421                 /*
422                  * Must have cgroup and non-intersecting task events.
423                  */
424                 if (!ac || !bc)
425                         return false;
426
427                 /*
428                  * We have cgroup and task events, and the task belongs
429                  * to a cgroup. Check for for overlap.
430                  */
431                 if (cgroup_is_descendant(ac->css.cgroup, bc->css.cgroup) ||
432                     cgroup_is_descendant(bc->css.cgroup, ac->css.cgroup))
433                         return true;
434
435                 return false;
436         }
437 #endif
438         /*
439          * If one of them is not a task, same story as above with cgroups.
440          */
441         if (!(a->attach_state & PERF_ATTACH_TASK) ||
442             !(b->attach_state & PERF_ATTACH_TASK))
443                 return true;
444
445         /*
446          * Must be non-overlapping.
447          */
448         return false;
449 }
450
451 struct rmid_read {
452         u32 rmid;
453         u32 evt_type;
454         atomic64_t value;
455 };
456
457 static void __intel_cqm_event_count(void *info);
458 static void init_mbm_sample(u32 rmid, u32 evt_type);
459 static void __intel_mbm_event_count(void *info);
460
461 static bool is_cqm_event(int e)
462 {
463         return (e == QOS_L3_OCCUP_EVENT_ID);
464 }
465
466 static bool is_mbm_event(int e)
467 {
468         return (e >= QOS_MBM_TOTAL_EVENT_ID && e <= QOS_MBM_LOCAL_EVENT_ID);
469 }
470
471 static void cqm_mask_call(struct rmid_read *rr)
472 {
473         if (is_mbm_event(rr->evt_type))
474                 on_each_cpu_mask(&cqm_cpumask, __intel_mbm_event_count, rr, 1);
475         else
476                 on_each_cpu_mask(&cqm_cpumask, __intel_cqm_event_count, rr, 1);
477 }
478
479 /*
480  * Exchange the RMID of a group of events.
481  */
482 static u32 intel_cqm_xchg_rmid(struct perf_event *group, u32 rmid)
483 {
484         struct perf_event *event;
485         struct list_head *head = &group->hw.cqm_group_entry;
486         u32 old_rmid = group->hw.cqm_rmid;
487
488         lockdep_assert_held(&cache_mutex);
489
490         /*
491          * If our RMID is being deallocated, perform a read now.
492          */
493         if (__rmid_valid(old_rmid) && !__rmid_valid(rmid)) {
494                 struct rmid_read rr = {
495                         .rmid = old_rmid,
496                         .evt_type = group->attr.config,
497                         .value = ATOMIC64_INIT(0),
498                 };
499
500                 cqm_mask_call(&rr);
501                 local64_set(&group->count, atomic64_read(&rr.value));
502         }
503
504         raw_spin_lock_irq(&cache_lock);
505
506         group->hw.cqm_rmid = rmid;
507         list_for_each_entry(event, head, hw.cqm_group_entry)
508                 event->hw.cqm_rmid = rmid;
509
510         raw_spin_unlock_irq(&cache_lock);
511
512         /*
513          * If the allocation is for mbm, init the mbm stats.
514          * Need to check if each event in the group is mbm event
515          * because there could be multiple type of events in the same group.
516          */
517         if (__rmid_valid(rmid)) {
518                 event = group;
519                 if (is_mbm_event(event->attr.config))
520                         init_mbm_sample(rmid, event->attr.config);
521
522                 list_for_each_entry(event, head, hw.cqm_group_entry) {
523                         if (is_mbm_event(event->attr.config))
524                                 init_mbm_sample(rmid, event->attr.config);
525                 }
526         }
527
528         return old_rmid;
529 }
530
531 /*
532  * If we fail to assign a new RMID for intel_cqm_rotation_rmid because
533  * cachelines are still tagged with RMIDs in limbo, we progressively
534  * increment the threshold until we find an RMID in limbo with <=
535  * __intel_cqm_threshold lines tagged. This is designed to mitigate the
536  * problem where cachelines tagged with an RMID are not steadily being
537  * evicted.
538  *
539  * On successful rotations we decrease the threshold back towards zero.
540  *
541  * __intel_cqm_max_threshold provides an upper bound on the threshold,
542  * and is measured in bytes because it's exposed to userland.
543  */
544 static unsigned int __intel_cqm_threshold;
545 static unsigned int __intel_cqm_max_threshold;
546
547 /*
548  * Test whether an RMID has a zero occupancy value on this cpu.
549  */
550 static void intel_cqm_stable(void *arg)
551 {
552         struct cqm_rmid_entry *entry;
553
554         list_for_each_entry(entry, &cqm_rmid_limbo_lru, list) {
555                 if (entry->state != RMID_AVAILABLE)
556                         break;
557
558                 if (__rmid_read(entry->rmid) > __intel_cqm_threshold)
559                         entry->state = RMID_DIRTY;
560         }
561 }
562
563 /*
564  * If we have group events waiting for an RMID that don't conflict with
565  * events already running, assign @rmid.
566  */
567 static bool intel_cqm_sched_in_event(u32 rmid)
568 {
569         struct perf_event *leader, *event;
570
571         lockdep_assert_held(&cache_mutex);
572
573         leader = list_first_entry(&cache_groups, struct perf_event,
574                                   hw.cqm_groups_entry);
575         event = leader;
576
577         list_for_each_entry_continue(event, &cache_groups,
578                                      hw.cqm_groups_entry) {
579                 if (__rmid_valid(event->hw.cqm_rmid))
580                         continue;
581
582                 if (__conflict_event(event, leader))
583                         continue;
584
585                 intel_cqm_xchg_rmid(event, rmid);
586                 return true;
587         }
588
589         return false;
590 }
591
592 /*
593  * Initially use this constant for both the limbo queue time and the
594  * rotation timer interval, pmu::hrtimer_interval_ms.
595  *
596  * They don't need to be the same, but the two are related since if you
597  * rotate faster than you recycle RMIDs, you may run out of available
598  * RMIDs.
599  */
600 #define RMID_DEFAULT_QUEUE_TIME 250     /* ms */
601
602 static unsigned int __rmid_queue_time_ms = RMID_DEFAULT_QUEUE_TIME;
603
604 /*
605  * intel_cqm_rmid_stabilize - move RMIDs from limbo to free list
606  * @nr_available: number of freeable RMIDs on the limbo list
607  *
608  * Quiescent state; wait for all 'freed' RMIDs to become unused, i.e. no
609  * cachelines are tagged with those RMIDs. After this we can reuse them
610  * and know that the current set of active RMIDs is stable.
611  *
612  * Return %true or %false depending on whether stabilization needs to be
613  * reattempted.
614  *
615  * If we return %true then @nr_available is updated to indicate the
616  * number of RMIDs on the limbo list that have been queued for the
617  * minimum queue time (RMID_AVAILABLE), but whose data occupancy values
618  * are above __intel_cqm_threshold.
619  */
620 static bool intel_cqm_rmid_stabilize(unsigned int *available)
621 {
622         struct cqm_rmid_entry *entry, *tmp;
623
624         lockdep_assert_held(&cache_mutex);
625
626         *available = 0;
627         list_for_each_entry(entry, &cqm_rmid_limbo_lru, list) {
628                 unsigned long min_queue_time;
629                 unsigned long now = jiffies;
630
631                 /*
632                  * We hold RMIDs placed into limbo for a minimum queue
633                  * time. Before the minimum queue time has elapsed we do
634                  * not recycle RMIDs.
635                  *
636                  * The reasoning is that until a sufficient time has
637                  * passed since we stopped using an RMID, any RMID
638                  * placed onto the limbo list will likely still have
639                  * data tagged in the cache, which means we'll probably
640                  * fail to recycle it anyway.
641                  *
642                  * We can save ourselves an expensive IPI by skipping
643                  * any RMIDs that have not been queued for the minimum
644                  * time.
645                  */
646                 min_queue_time = entry->queue_time +
647                         msecs_to_jiffies(__rmid_queue_time_ms);
648
649                 if (time_after(min_queue_time, now))
650                         break;
651
652                 entry->state = RMID_AVAILABLE;
653                 (*available)++;
654         }
655
656         /*
657          * Fast return if none of the RMIDs on the limbo list have been
658          * sitting on the queue for the minimum queue time.
659          */
660         if (!*available)
661                 return false;
662
663         /*
664          * Test whether an RMID is free for each package.
665          */
666         on_each_cpu_mask(&cqm_cpumask, intel_cqm_stable, NULL, true);
667
668         list_for_each_entry_safe(entry, tmp, &cqm_rmid_limbo_lru, list) {
669                 /*
670                  * Exhausted all RMIDs that have waited min queue time.
671                  */
672                 if (entry->state == RMID_YOUNG)
673                         break;
674
675                 if (entry->state == RMID_DIRTY)
676                         continue;
677
678                 list_del(&entry->list); /* remove from limbo */
679
680                 /*
681                  * The rotation RMID gets priority if it's
682                  * currently invalid. In which case, skip adding
683                  * the RMID to the the free lru.
684                  */
685                 if (!__rmid_valid(intel_cqm_rotation_rmid)) {
686                         intel_cqm_rotation_rmid = entry->rmid;
687                         continue;
688                 }
689
690                 /*
691                  * If we have groups waiting for RMIDs, hand
692                  * them one now provided they don't conflict.
693                  */
694                 if (intel_cqm_sched_in_event(entry->rmid))
695                         continue;
696
697                 /*
698                  * Otherwise place it onto the free list.
699                  */
700                 list_add_tail(&entry->list, &cqm_rmid_free_lru);
701         }
702
703
704         return __rmid_valid(intel_cqm_rotation_rmid);
705 }
706
707 /*
708  * Pick a victim group and move it to the tail of the group list.
709  * @next: The first group without an RMID
710  */
711 static void __intel_cqm_pick_and_rotate(struct perf_event *next)
712 {
713         struct perf_event *rotor;
714         u32 rmid;
715
716         lockdep_assert_held(&cache_mutex);
717
718         rotor = list_first_entry(&cache_groups, struct perf_event,
719                                  hw.cqm_groups_entry);
720
721         /*
722          * The group at the front of the list should always have a valid
723          * RMID. If it doesn't then no groups have RMIDs assigned and we
724          * don't need to rotate the list.
725          */
726         if (next == rotor)
727                 return;
728
729         rmid = intel_cqm_xchg_rmid(rotor, INVALID_RMID);
730         __put_rmid(rmid);
731
732         list_rotate_left(&cache_groups);
733 }
734
735 /*
736  * Deallocate the RMIDs from any events that conflict with @event, and
737  * place them on the back of the group list.
738  */
739 static void intel_cqm_sched_out_conflicting_events(struct perf_event *event)
740 {
741         struct perf_event *group, *g;
742         u32 rmid;
743
744         lockdep_assert_held(&cache_mutex);
745
746         list_for_each_entry_safe(group, g, &cache_groups, hw.cqm_groups_entry) {
747                 if (group == event)
748                         continue;
749
750                 rmid = group->hw.cqm_rmid;
751
752                 /*
753                  * Skip events that don't have a valid RMID.
754                  */
755                 if (!__rmid_valid(rmid))
756                         continue;
757
758                 /*
759                  * No conflict? No problem! Leave the event alone.
760                  */
761                 if (!__conflict_event(group, event))
762                         continue;
763
764                 intel_cqm_xchg_rmid(group, INVALID_RMID);
765                 __put_rmid(rmid);
766         }
767 }
768
769 /*
770  * Attempt to rotate the groups and assign new RMIDs.
771  *
772  * We rotate for two reasons,
773  *   1. To handle the scheduling of conflicting events
774  *   2. To recycle RMIDs
775  *
776  * Rotating RMIDs is complicated because the hardware doesn't give us
777  * any clues.
778  *
779  * There's problems with the hardware interface; when you change the
780  * task:RMID map cachelines retain their 'old' tags, giving a skewed
781  * picture. In order to work around this, we must always keep one free
782  * RMID - intel_cqm_rotation_rmid.
783  *
784  * Rotation works by taking away an RMID from a group (the old RMID),
785  * and assigning the free RMID to another group (the new RMID). We must
786  * then wait for the old RMID to not be used (no cachelines tagged).
787  * This ensure that all cachelines are tagged with 'active' RMIDs. At
788  * this point we can start reading values for the new RMID and treat the
789  * old RMID as the free RMID for the next rotation.
790  *
791  * Return %true or %false depending on whether we did any rotating.
792  */
793 static bool __intel_cqm_rmid_rotate(void)
794 {
795         struct perf_event *group, *start = NULL;
796         unsigned int threshold_limit;
797         unsigned int nr_needed = 0;
798         unsigned int nr_available;
799         bool rotated = false;
800
801         mutex_lock(&cache_mutex);
802
803 again:
804         /*
805          * Fast path through this function if there are no groups and no
806          * RMIDs that need cleaning.
807          */
808         if (list_empty(&cache_groups) && list_empty(&cqm_rmid_limbo_lru))
809                 goto out;
810
811         list_for_each_entry(group, &cache_groups, hw.cqm_groups_entry) {
812                 if (!__rmid_valid(group->hw.cqm_rmid)) {
813                         if (!start)
814                                 start = group;
815                         nr_needed++;
816                 }
817         }
818
819         /*
820          * We have some event groups, but they all have RMIDs assigned
821          * and no RMIDs need cleaning.
822          */
823         if (!nr_needed && list_empty(&cqm_rmid_limbo_lru))
824                 goto out;
825
826         if (!nr_needed)
827                 goto stabilize;
828
829         /*
830          * We have more event groups without RMIDs than available RMIDs,
831          * or we have event groups that conflict with the ones currently
832          * scheduled.
833          *
834          * We force deallocate the rmid of the group at the head of
835          * cache_groups. The first event group without an RMID then gets
836          * assigned intel_cqm_rotation_rmid. This ensures we always make
837          * forward progress.
838          *
839          * Rotate the cache_groups list so the previous head is now the
840          * tail.
841          */
842         __intel_cqm_pick_and_rotate(start);
843
844         /*
845          * If the rotation is going to succeed, reduce the threshold so
846          * that we don't needlessly reuse dirty RMIDs.
847          */
848         if (__rmid_valid(intel_cqm_rotation_rmid)) {
849                 intel_cqm_xchg_rmid(start, intel_cqm_rotation_rmid);
850                 intel_cqm_rotation_rmid = __get_rmid();
851
852                 intel_cqm_sched_out_conflicting_events(start);
853
854                 if (__intel_cqm_threshold)
855                         __intel_cqm_threshold--;
856         }
857
858         rotated = true;
859
860 stabilize:
861         /*
862          * We now need to stablize the RMID we freed above (if any) to
863          * ensure that the next time we rotate we have an RMID with zero
864          * occupancy value.
865          *
866          * Alternatively, if we didn't need to perform any rotation,
867          * we'll have a bunch of RMIDs in limbo that need stabilizing.
868          */
869         threshold_limit = __intel_cqm_max_threshold / cqm_l3_scale;
870
871         while (intel_cqm_rmid_stabilize(&nr_available) &&
872                __intel_cqm_threshold < threshold_limit) {
873                 unsigned int steal_limit;
874
875                 /*
876                  * Don't spin if nobody is actively waiting for an RMID,
877                  * the rotation worker will be kicked as soon as an
878                  * event needs an RMID anyway.
879                  */
880                 if (!nr_needed)
881                         break;
882
883                 /* Allow max 25% of RMIDs to be in limbo. */
884                 steal_limit = (cqm_max_rmid + 1) / 4;
885
886                 /*
887                  * We failed to stabilize any RMIDs so our rotation
888                  * logic is now stuck. In order to make forward progress
889                  * we have a few options:
890                  *
891                  *   1. rotate ("steal") another RMID
892                  *   2. increase the threshold
893                  *   3. do nothing
894                  *
895                  * We do both of 1. and 2. until we hit the steal limit.
896                  *
897                  * The steal limit prevents all RMIDs ending up on the
898                  * limbo list. This can happen if every RMID has a
899                  * non-zero occupancy above threshold_limit, and the
900                  * occupancy values aren't dropping fast enough.
901                  *
902                  * Note that there is prioritisation at work here - we'd
903                  * rather increase the number of RMIDs on the limbo list
904                  * than increase the threshold, because increasing the
905                  * threshold skews the event data (because we reuse
906                  * dirty RMIDs) - threshold bumps are a last resort.
907                  */
908                 if (nr_available < steal_limit)
909                         goto again;
910
911                 __intel_cqm_threshold++;
912         }
913
914 out:
915         mutex_unlock(&cache_mutex);
916         return rotated;
917 }
918
919 static void intel_cqm_rmid_rotate(struct work_struct *work);
920
921 static DECLARE_DELAYED_WORK(intel_cqm_rmid_work, intel_cqm_rmid_rotate);
922
923 static struct pmu intel_cqm_pmu;
924
925 static void intel_cqm_rmid_rotate(struct work_struct *work)
926 {
927         unsigned long delay;
928
929         __intel_cqm_rmid_rotate();
930
931         delay = msecs_to_jiffies(intel_cqm_pmu.hrtimer_interval_ms);
932         schedule_delayed_work(&intel_cqm_rmid_work, delay);
933 }
934
935 static u64 update_sample(unsigned int rmid, u32 evt_type, int first)
936 {
937         struct sample *mbm_current;
938         u32 vrmid = rmid_2_index(rmid);
939         u64 val, bytes, shift;
940         u32 eventid;
941
942         if (evt_type == QOS_MBM_LOCAL_EVENT_ID) {
943                 mbm_current = &mbm_local[vrmid];
944                 eventid     = QOS_MBM_LOCAL_EVENT_ID;
945         } else {
946                 mbm_current = &mbm_total[vrmid];
947                 eventid     = QOS_MBM_TOTAL_EVENT_ID;
948         }
949
950         wrmsr(MSR_IA32_QM_EVTSEL, eventid, rmid);
951         rdmsrl(MSR_IA32_QM_CTR, val);
952         if (val & (RMID_VAL_ERROR | RMID_VAL_UNAVAIL))
953                 return mbm_current->total_bytes;
954
955         if (first) {
956                 mbm_current->prev_msr = val;
957                 mbm_current->total_bytes = 0;
958                 return mbm_current->total_bytes;
959         }
960
961         /*
962          * The h/w guarantees that counters will not overflow
963          * so long as we poll them at least once per second.
964          */
965         shift = 64 - MBM_CNTR_WIDTH;
966         bytes = (val << shift) - (mbm_current->prev_msr << shift);
967         bytes >>= shift;
968
969         bytes *= cqm_l3_scale;
970
971         mbm_current->total_bytes += bytes;
972         mbm_current->prev_msr = val;
973
974         return mbm_current->total_bytes;
975 }
976
977 static u64 rmid_read_mbm(unsigned int rmid, u32 evt_type)
978 {
979         return update_sample(rmid, evt_type, 0);
980 }
981
982 static void __intel_mbm_event_init(void *info)
983 {
984         struct rmid_read *rr = info;
985
986         update_sample(rr->rmid, rr->evt_type, 1);
987 }
988
989 static void init_mbm_sample(u32 rmid, u32 evt_type)
990 {
991         struct rmid_read rr = {
992                 .rmid = rmid,
993                 .evt_type = evt_type,
994                 .value = ATOMIC64_INIT(0),
995         };
996
997         /* on each socket, init sample */
998         on_each_cpu_mask(&cqm_cpumask, __intel_mbm_event_init, &rr, 1);
999 }
1000
1001 /*
1002  * Find a group and setup RMID.
1003  *
1004  * If we're part of a group, we use the group's RMID.
1005  */
1006 static void intel_cqm_setup_event(struct perf_event *event,
1007                                   struct perf_event **group)
1008 {
1009         struct perf_event *iter;
1010         bool conflict = false;
1011         u32 rmid;
1012
1013         event->hw.is_group_event = false;
1014         list_for_each_entry(iter, &cache_groups, hw.cqm_groups_entry) {
1015                 rmid = iter->hw.cqm_rmid;
1016
1017                 if (__match_event(iter, event)) {
1018                         /* All tasks in a group share an RMID */
1019                         event->hw.cqm_rmid = rmid;
1020                         *group = iter;
1021                         if (is_mbm_event(event->attr.config) && __rmid_valid(rmid))
1022                                 init_mbm_sample(rmid, event->attr.config);
1023                         return;
1024                 }
1025
1026                 /*
1027                  * We only care about conflicts for events that are
1028                  * actually scheduled in (and hence have a valid RMID).
1029                  */
1030                 if (__conflict_event(iter, event) && __rmid_valid(rmid))
1031                         conflict = true;
1032         }
1033
1034         if (conflict)
1035                 rmid = INVALID_RMID;
1036         else
1037                 rmid = __get_rmid();
1038
1039         if (is_mbm_event(event->attr.config) && __rmid_valid(rmid))
1040                 init_mbm_sample(rmid, event->attr.config);
1041
1042         event->hw.cqm_rmid = rmid;
1043 }
1044
1045 static void intel_cqm_event_read(struct perf_event *event)
1046 {
1047         unsigned long flags;
1048         u32 rmid;
1049         u64 val;
1050
1051         /*
1052          * Task events are handled by intel_cqm_event_count().
1053          */
1054         if (event->cpu == -1)
1055                 return;
1056
1057         raw_spin_lock_irqsave(&cache_lock, flags);
1058         rmid = event->hw.cqm_rmid;
1059
1060         if (!__rmid_valid(rmid))
1061                 goto out;
1062
1063         if (is_mbm_event(event->attr.config))
1064                 val = rmid_read_mbm(rmid, event->attr.config);
1065         else
1066                 val = __rmid_read(rmid);
1067
1068         /*
1069          * Ignore this reading on error states and do not update the value.
1070          */
1071         if (val & (RMID_VAL_ERROR | RMID_VAL_UNAVAIL))
1072                 goto out;
1073
1074         local64_set(&event->count, val);
1075 out:
1076         raw_spin_unlock_irqrestore(&cache_lock, flags);
1077 }
1078
1079 static void __intel_cqm_event_count(void *info)
1080 {
1081         struct rmid_read *rr = info;
1082         u64 val;
1083
1084         val = __rmid_read(rr->rmid);
1085
1086         if (val & (RMID_VAL_ERROR | RMID_VAL_UNAVAIL))
1087                 return;
1088
1089         atomic64_add(val, &rr->value);
1090 }
1091
1092 static inline bool cqm_group_leader(struct perf_event *event)
1093 {
1094         return !list_empty(&event->hw.cqm_groups_entry);
1095 }
1096
1097 static void __intel_mbm_event_count(void *info)
1098 {
1099         struct rmid_read *rr = info;
1100         u64 val;
1101
1102         val = rmid_read_mbm(rr->rmid, rr->evt_type);
1103         if (val & (RMID_VAL_ERROR | RMID_VAL_UNAVAIL))
1104                 return;
1105         atomic64_add(val, &rr->value);
1106 }
1107
1108 static enum hrtimer_restart mbm_hrtimer_handle(struct hrtimer *hrtimer)
1109 {
1110         struct perf_event *iter, *iter1;
1111         int ret = HRTIMER_RESTART;
1112         struct list_head *head;
1113         unsigned long flags;
1114         u32 grp_rmid;
1115
1116         /*
1117          * Need to cache_lock as the timer Event Select MSR reads
1118          * can race with the mbm/cqm count() and mbm_init() reads.
1119          */
1120         raw_spin_lock_irqsave(&cache_lock, flags);
1121
1122         if (list_empty(&cache_groups)) {
1123                 ret = HRTIMER_NORESTART;
1124                 goto out;
1125         }
1126
1127         list_for_each_entry(iter, &cache_groups, hw.cqm_groups_entry) {
1128                 grp_rmid = iter->hw.cqm_rmid;
1129                 if (!__rmid_valid(grp_rmid))
1130                         continue;
1131                 if (is_mbm_event(iter->attr.config))
1132                         update_sample(grp_rmid, iter->attr.config, 0);
1133
1134                 head = &iter->hw.cqm_group_entry;
1135                 if (list_empty(head))
1136                         continue;
1137                 list_for_each_entry(iter1, head, hw.cqm_group_entry) {
1138                         if (!iter1->hw.is_group_event)
1139                                 break;
1140                         if (is_mbm_event(iter1->attr.config))
1141                                 update_sample(iter1->hw.cqm_rmid,
1142                                               iter1->attr.config, 0);
1143                 }
1144         }
1145
1146         hrtimer_forward_now(hrtimer, ms_to_ktime(MBM_CTR_OVERFLOW_TIME));
1147 out:
1148         raw_spin_unlock_irqrestore(&cache_lock, flags);
1149
1150         return ret;
1151 }
1152
1153 static void __mbm_start_timer(void *info)
1154 {
1155         hrtimer_start(&mbm_timers[pkg_id], ms_to_ktime(MBM_CTR_OVERFLOW_TIME),
1156                              HRTIMER_MODE_REL_PINNED);
1157 }
1158
1159 static void __mbm_stop_timer(void *info)
1160 {
1161         hrtimer_cancel(&mbm_timers[pkg_id]);
1162 }
1163
1164 static void mbm_start_timers(void)
1165 {
1166         on_each_cpu_mask(&cqm_cpumask, __mbm_start_timer, NULL, 1);
1167 }
1168
1169 static void mbm_stop_timers(void)
1170 {
1171         on_each_cpu_mask(&cqm_cpumask, __mbm_stop_timer, NULL, 1);
1172 }
1173
1174 static void mbm_hrtimer_init(void)
1175 {
1176         struct hrtimer *hr;
1177         int i;
1178
1179         for (i = 0; i < mbm_socket_max; i++) {
1180                 hr = &mbm_timers[i];
1181                 hrtimer_init(hr, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
1182                 hr->function = mbm_hrtimer_handle;
1183         }
1184 }
1185
1186 static u64 intel_cqm_event_count(struct perf_event *event)
1187 {
1188         unsigned long flags;
1189         struct rmid_read rr = {
1190                 .evt_type = event->attr.config,
1191                 .value = ATOMIC64_INIT(0),
1192         };
1193
1194         /*
1195          * We only need to worry about task events. System-wide events
1196          * are handled like usual, i.e. entirely with
1197          * intel_cqm_event_read().
1198          */
1199         if (event->cpu != -1)
1200                 return __perf_event_count(event);
1201
1202         /*
1203          * Only the group leader gets to report values except in case of
1204          * multiple events in the same group, we still need to read the
1205          * other events.This stops us
1206          * reporting duplicate values to userspace, and gives us a clear
1207          * rule for which task gets to report the values.
1208          *
1209          * Note that it is impossible to attribute these values to
1210          * specific packages - we forfeit that ability when we create
1211          * task events.
1212          */
1213         if (!cqm_group_leader(event) && !event->hw.is_group_event)
1214                 return 0;
1215
1216         /*
1217          * Getting up-to-date values requires an SMP IPI which is not
1218          * possible if we're being called in interrupt context. Return
1219          * the cached values instead.
1220          */
1221         if (unlikely(in_interrupt()))
1222                 goto out;
1223
1224         /*
1225          * Notice that we don't perform the reading of an RMID
1226          * atomically, because we can't hold a spin lock across the
1227          * IPIs.
1228          *
1229          * Speculatively perform the read, since @event might be
1230          * assigned a different (possibly invalid) RMID while we're
1231          * busying performing the IPI calls. It's therefore necessary to
1232          * check @event's RMID afterwards, and if it has changed,
1233          * discard the result of the read.
1234          */
1235         rr.rmid = ACCESS_ONCE(event->hw.cqm_rmid);
1236
1237         if (!__rmid_valid(rr.rmid))
1238                 goto out;
1239
1240         cqm_mask_call(&rr);
1241
1242         raw_spin_lock_irqsave(&cache_lock, flags);
1243         if (event->hw.cqm_rmid == rr.rmid)
1244                 local64_set(&event->count, atomic64_read(&rr.value));
1245         raw_spin_unlock_irqrestore(&cache_lock, flags);
1246 out:
1247         return __perf_event_count(event);
1248 }
1249
1250 static void intel_cqm_event_start(struct perf_event *event, int mode)
1251 {
1252         struct intel_pqr_state *state = this_cpu_ptr(&pqr_state);
1253         u32 rmid = event->hw.cqm_rmid;
1254
1255         if (!(event->hw.cqm_state & PERF_HES_STOPPED))
1256                 return;
1257
1258         event->hw.cqm_state &= ~PERF_HES_STOPPED;
1259
1260         if (state->rmid_usecnt++) {
1261                 if (!WARN_ON_ONCE(state->rmid != rmid))
1262                         return;
1263         } else {
1264                 WARN_ON_ONCE(state->rmid);
1265         }
1266
1267         state->rmid = rmid;
1268         wrmsr(MSR_IA32_PQR_ASSOC, rmid, state->closid);
1269 }
1270
1271 static void intel_cqm_event_stop(struct perf_event *event, int mode)
1272 {
1273         struct intel_pqr_state *state = this_cpu_ptr(&pqr_state);
1274
1275         if (event->hw.cqm_state & PERF_HES_STOPPED)
1276                 return;
1277
1278         event->hw.cqm_state |= PERF_HES_STOPPED;
1279
1280         intel_cqm_event_read(event);
1281
1282         if (!--state->rmid_usecnt) {
1283                 state->rmid = 0;
1284                 wrmsr(MSR_IA32_PQR_ASSOC, 0, state->closid);
1285         } else {
1286                 WARN_ON_ONCE(!state->rmid);
1287         }
1288 }
1289
1290 static int intel_cqm_event_add(struct perf_event *event, int mode)
1291 {
1292         unsigned long flags;
1293         u32 rmid;
1294
1295         raw_spin_lock_irqsave(&cache_lock, flags);
1296
1297         event->hw.cqm_state = PERF_HES_STOPPED;
1298         rmid = event->hw.cqm_rmid;
1299
1300         if (__rmid_valid(rmid) && (mode & PERF_EF_START))
1301                 intel_cqm_event_start(event, mode);
1302
1303         raw_spin_unlock_irqrestore(&cache_lock, flags);
1304
1305         return 0;
1306 }
1307
1308 static void intel_cqm_event_destroy(struct perf_event *event)
1309 {
1310         struct perf_event *group_other = NULL;
1311         unsigned long flags;
1312
1313         mutex_lock(&cache_mutex);
1314         /*
1315         * Hold the cache_lock as mbm timer handlers could be
1316         * scanning the list of events.
1317         */
1318         raw_spin_lock_irqsave(&cache_lock, flags);
1319
1320         /*
1321          * If there's another event in this group...
1322          */
1323         if (!list_empty(&event->hw.cqm_group_entry)) {
1324                 group_other = list_first_entry(&event->hw.cqm_group_entry,
1325                                                struct perf_event,
1326                                                hw.cqm_group_entry);
1327                 list_del(&event->hw.cqm_group_entry);
1328         }
1329
1330         /*
1331          * And we're the group leader..
1332          */
1333         if (cqm_group_leader(event)) {
1334                 /*
1335                  * If there was a group_other, make that leader, otherwise
1336                  * destroy the group and return the RMID.
1337                  */
1338                 if (group_other) {
1339                         list_replace(&event->hw.cqm_groups_entry,
1340                                      &group_other->hw.cqm_groups_entry);
1341                 } else {
1342                         u32 rmid = event->hw.cqm_rmid;
1343
1344                         if (__rmid_valid(rmid))
1345                                 __put_rmid(rmid);
1346                         list_del(&event->hw.cqm_groups_entry);
1347                 }
1348         }
1349
1350         raw_spin_unlock_irqrestore(&cache_lock, flags);
1351
1352         /*
1353          * Stop the mbm overflow timers when the last event is destroyed.
1354         */
1355         if (mbm_enabled && list_empty(&cache_groups))
1356                 mbm_stop_timers();
1357
1358         mutex_unlock(&cache_mutex);
1359 }
1360
1361 static int intel_cqm_event_init(struct perf_event *event)
1362 {
1363         struct perf_event *group = NULL;
1364         bool rotate = false;
1365         unsigned long flags;
1366
1367         if (event->attr.type != intel_cqm_pmu.type)
1368                 return -ENOENT;
1369
1370         if ((event->attr.config < QOS_L3_OCCUP_EVENT_ID) ||
1371              (event->attr.config > QOS_MBM_LOCAL_EVENT_ID))
1372                 return -EINVAL;
1373
1374         if ((is_cqm_event(event->attr.config) && !cqm_enabled) ||
1375             (is_mbm_event(event->attr.config) && !mbm_enabled))
1376                 return -EINVAL;
1377
1378         /* unsupported modes and filters */
1379         if (event->attr.exclude_user   ||
1380             event->attr.exclude_kernel ||
1381             event->attr.exclude_hv     ||
1382             event->attr.exclude_idle   ||
1383             event->attr.exclude_host   ||
1384             event->attr.exclude_guest  ||
1385             event->attr.sample_period) /* no sampling */
1386                 return -EINVAL;
1387
1388         INIT_LIST_HEAD(&event->hw.cqm_group_entry);
1389         INIT_LIST_HEAD(&event->hw.cqm_groups_entry);
1390
1391         event->destroy = intel_cqm_event_destroy;
1392
1393         mutex_lock(&cache_mutex);
1394
1395         /*
1396          * Start the mbm overflow timers when the first event is created.
1397         */
1398         if (mbm_enabled && list_empty(&cache_groups))
1399                 mbm_start_timers();
1400
1401         /* Will also set rmid */
1402         intel_cqm_setup_event(event, &group);
1403
1404         /*
1405         * Hold the cache_lock as mbm timer handlers be
1406         * scanning the list of events.
1407         */
1408         raw_spin_lock_irqsave(&cache_lock, flags);
1409
1410         if (group) {
1411                 list_add_tail(&event->hw.cqm_group_entry,
1412                               &group->hw.cqm_group_entry);
1413         } else {
1414                 list_add_tail(&event->hw.cqm_groups_entry,
1415                               &cache_groups);
1416
1417                 /*
1418                  * All RMIDs are either in use or have recently been
1419                  * used. Kick the rotation worker to clean/free some.
1420                  *
1421                  * We only do this for the group leader, rather than for
1422                  * every event in a group to save on needless work.
1423                  */
1424                 if (!__rmid_valid(event->hw.cqm_rmid))
1425                         rotate = true;
1426         }
1427
1428         raw_spin_unlock_irqrestore(&cache_lock, flags);
1429         mutex_unlock(&cache_mutex);
1430
1431         if (rotate)
1432                 schedule_delayed_work(&intel_cqm_rmid_work, 0);
1433
1434         return 0;
1435 }
1436
1437 EVENT_ATTR_STR(llc_occupancy, intel_cqm_llc, "event=0x01");
1438 EVENT_ATTR_STR(llc_occupancy.per-pkg, intel_cqm_llc_pkg, "1");
1439 EVENT_ATTR_STR(llc_occupancy.unit, intel_cqm_llc_unit, "Bytes");
1440 EVENT_ATTR_STR(llc_occupancy.scale, intel_cqm_llc_scale, NULL);
1441 EVENT_ATTR_STR(llc_occupancy.snapshot, intel_cqm_llc_snapshot, "1");
1442
1443 EVENT_ATTR_STR(total_bytes, intel_cqm_total_bytes, "event=0x02");
1444 EVENT_ATTR_STR(total_bytes.per-pkg, intel_cqm_total_bytes_pkg, "1");
1445 EVENT_ATTR_STR(total_bytes.unit, intel_cqm_total_bytes_unit, "MB");
1446 EVENT_ATTR_STR(total_bytes.scale, intel_cqm_total_bytes_scale, "1e-6");
1447
1448 EVENT_ATTR_STR(local_bytes, intel_cqm_local_bytes, "event=0x03");
1449 EVENT_ATTR_STR(local_bytes.per-pkg, intel_cqm_local_bytes_pkg, "1");
1450 EVENT_ATTR_STR(local_bytes.unit, intel_cqm_local_bytes_unit, "MB");
1451 EVENT_ATTR_STR(local_bytes.scale, intel_cqm_local_bytes_scale, "1e-6");
1452
1453 static struct attribute *intel_cqm_events_attr[] = {
1454         EVENT_PTR(intel_cqm_llc),
1455         EVENT_PTR(intel_cqm_llc_pkg),
1456         EVENT_PTR(intel_cqm_llc_unit),
1457         EVENT_PTR(intel_cqm_llc_scale),
1458         EVENT_PTR(intel_cqm_llc_snapshot),
1459         NULL,
1460 };
1461
1462 static struct attribute *intel_mbm_events_attr[] = {
1463         EVENT_PTR(intel_cqm_total_bytes),
1464         EVENT_PTR(intel_cqm_local_bytes),
1465         EVENT_PTR(intel_cqm_total_bytes_pkg),
1466         EVENT_PTR(intel_cqm_local_bytes_pkg),
1467         EVENT_PTR(intel_cqm_total_bytes_unit),
1468         EVENT_PTR(intel_cqm_local_bytes_unit),
1469         EVENT_PTR(intel_cqm_total_bytes_scale),
1470         EVENT_PTR(intel_cqm_local_bytes_scale),
1471         NULL,
1472 };
1473
1474 static struct attribute *intel_cmt_mbm_events_attr[] = {
1475         EVENT_PTR(intel_cqm_llc),
1476         EVENT_PTR(intel_cqm_total_bytes),
1477         EVENT_PTR(intel_cqm_local_bytes),
1478         EVENT_PTR(intel_cqm_llc_pkg),
1479         EVENT_PTR(intel_cqm_total_bytes_pkg),
1480         EVENT_PTR(intel_cqm_local_bytes_pkg),
1481         EVENT_PTR(intel_cqm_llc_unit),
1482         EVENT_PTR(intel_cqm_total_bytes_unit),
1483         EVENT_PTR(intel_cqm_local_bytes_unit),
1484         EVENT_PTR(intel_cqm_llc_scale),
1485         EVENT_PTR(intel_cqm_total_bytes_scale),
1486         EVENT_PTR(intel_cqm_local_bytes_scale),
1487         EVENT_PTR(intel_cqm_llc_snapshot),
1488         NULL,
1489 };
1490
1491 static struct attribute_group intel_cqm_events_group = {
1492         .name = "events",
1493         .attrs = NULL,
1494 };
1495
1496 PMU_FORMAT_ATTR(event, "config:0-7");
1497 static struct attribute *intel_cqm_formats_attr[] = {
1498         &format_attr_event.attr,
1499         NULL,
1500 };
1501
1502 static struct attribute_group intel_cqm_format_group = {
1503         .name = "format",
1504         .attrs = intel_cqm_formats_attr,
1505 };
1506
1507 static ssize_t
1508 max_recycle_threshold_show(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
1509                            char *page)
1510 {
1511         ssize_t rv;
1512
1513         mutex_lock(&cache_mutex);
1514         rv = snprintf(page, PAGE_SIZE-1, "%u\n", __intel_cqm_max_threshold);
1515         mutex_unlock(&cache_mutex);
1516
1517         return rv;
1518 }
1519
1520 static ssize_t
1521 max_recycle_threshold_store(struct device *dev,
1522                             struct device_attribute *attr,
1523                             const char *buf, size_t count)
1524 {
1525         unsigned int bytes, cachelines;
1526         int ret;
1527
1528         ret = kstrtouint(buf, 0, &bytes);
1529         if (ret)
1530                 return ret;
1531
1532         mutex_lock(&cache_mutex);
1533
1534         __intel_cqm_max_threshold = bytes;
1535         cachelines = bytes / cqm_l3_scale;
1536
1537         /*
1538          * The new maximum takes effect immediately.
1539          */
1540         if (__intel_cqm_threshold > cachelines)
1541                 __intel_cqm_threshold = cachelines;
1542
1543         mutex_unlock(&cache_mutex);
1544
1545         return count;
1546 }
1547
1548 static DEVICE_ATTR_RW(max_recycle_threshold);
1549
1550 static struct attribute *intel_cqm_attrs[] = {
1551         &dev_attr_max_recycle_threshold.attr,
1552         NULL,
1553 };
1554
1555 static const struct attribute_group intel_cqm_group = {
1556         .attrs = intel_cqm_attrs,
1557 };
1558
1559 static const struct attribute_group *intel_cqm_attr_groups[] = {
1560         &intel_cqm_events_group,
1561         &intel_cqm_format_group,
1562         &intel_cqm_group,
1563         NULL,
1564 };
1565
1566 static struct pmu intel_cqm_pmu = {
1567         .hrtimer_interval_ms = RMID_DEFAULT_QUEUE_TIME,
1568         .attr_groups         = intel_cqm_attr_groups,
1569         .task_ctx_nr         = perf_sw_context,
1570         .event_init          = intel_cqm_event_init,
1571         .add                 = intel_cqm_event_add,
1572         .del                 = intel_cqm_event_stop,
1573         .start               = intel_cqm_event_start,
1574         .stop                = intel_cqm_event_stop,
1575         .read                = intel_cqm_event_read,
1576         .count               = intel_cqm_event_count,
1577 };
1578
1579 static inline void cqm_pick_event_reader(int cpu)
1580 {
1581         int reader;
1582
1583         /* First online cpu in package becomes the reader */
1584         reader = cpumask_any_and(&cqm_cpumask, topology_core_cpumask(cpu));
1585         if (reader >= nr_cpu_ids)
1586                 cpumask_set_cpu(cpu, &cqm_cpumask);
1587 }
1588
1589 static int intel_cqm_cpu_starting(unsigned int cpu)
1590 {
1591         struct intel_pqr_state *state = &per_cpu(pqr_state, cpu);
1592         struct cpuinfo_x86 *c = &cpu_data(cpu);
1593
1594         state->rmid = 0;
1595         state->closid = 0;
1596         state->rmid_usecnt = 0;
1597
1598         WARN_ON(c->x86_cache_max_rmid != cqm_max_rmid);
1599         WARN_ON(c->x86_cache_occ_scale != cqm_l3_scale);
1600
1601         cqm_pick_event_reader(cpu);
1602         return 0;
1603 }
1604
1605 static int intel_cqm_cpu_exit(unsigned int cpu)
1606 {
1607         int target;
1608
1609         /* Is @cpu the current cqm reader for this package ? */
1610         if (!cpumask_test_and_clear_cpu(cpu, &cqm_cpumask))
1611                 return 0;
1612
1613         /* Find another online reader in this package */
1614         target = cpumask_any_but(topology_core_cpumask(cpu), cpu);
1615
1616         if (target < nr_cpu_ids)
1617                 cpumask_set_cpu(target, &cqm_cpumask);
1618
1619         return 0;
1620 }
1621
1622 static const struct x86_cpu_id intel_cqm_match[] = {
1623         { .vendor = X86_VENDOR_INTEL, .feature = X86_FEATURE_CQM_OCCUP_LLC },
1624         {}
1625 };
1626
1627 static void mbm_cleanup(void)
1628 {
1629         if (!mbm_enabled)
1630                 return;
1631
1632         kfree(mbm_local);
1633         kfree(mbm_total);
1634         mbm_enabled = false;
1635 }
1636
1637 static const struct x86_cpu_id intel_mbm_local_match[] = {
1638         { .vendor = X86_VENDOR_INTEL, .feature = X86_FEATURE_CQM_MBM_LOCAL },
1639         {}
1640 };
1641
1642 static const struct x86_cpu_id intel_mbm_total_match[] = {
1643         { .vendor = X86_VENDOR_INTEL, .feature = X86_FEATURE_CQM_MBM_TOTAL },
1644         {}
1645 };
1646
1647 static int intel_mbm_init(void)
1648 {
1649         int ret = 0, array_size, maxid = cqm_max_rmid + 1;
1650
1651         mbm_socket_max = topology_max_packages();
1652         array_size = sizeof(struct sample) * maxid * mbm_socket_max;
1653         mbm_local = kmalloc(array_size, GFP_KERNEL);
1654         if (!mbm_local)
1655                 return -ENOMEM;
1656
1657         mbm_total = kmalloc(array_size, GFP_KERNEL);
1658         if (!mbm_total) {
1659                 ret = -ENOMEM;
1660                 goto out;
1661         }
1662
1663         array_size = sizeof(struct hrtimer) * mbm_socket_max;
1664         mbm_timers = kmalloc(array_size, GFP_KERNEL);
1665         if (!mbm_timers) {
1666                 ret = -ENOMEM;
1667                 goto out;
1668         }
1669         mbm_hrtimer_init();
1670
1671 out:
1672         if (ret)
1673                 mbm_cleanup();
1674
1675         return ret;
1676 }
1677
1678 static int __init intel_cqm_init(void)
1679 {
1680         char *str = NULL, scale[20];
1681         int cpu, ret;
1682
1683         if (x86_match_cpu(intel_cqm_match))
1684                 cqm_enabled = true;
1685
1686         if (x86_match_cpu(intel_mbm_local_match) &&
1687              x86_match_cpu(intel_mbm_total_match))
1688                 mbm_enabled = true;
1689
1690         if (!cqm_enabled && !mbm_enabled)
1691                 return -ENODEV;
1692
1693         cqm_l3_scale = boot_cpu_data.x86_cache_occ_scale;
1694
1695         /*
1696          * It's possible that not all resources support the same number
1697          * of RMIDs. Instead of making scheduling much more complicated
1698          * (where we have to match a task's RMID to a cpu that supports
1699          * that many RMIDs) just find the minimum RMIDs supported across
1700          * all cpus.
1701          *
1702          * Also, check that the scales match on all cpus.
1703          */
1704         get_online_cpus();
1705         for_each_online_cpu(cpu) {
1706                 struct cpuinfo_x86 *c = &cpu_data(cpu);
1707
1708                 if (c->x86_cache_max_rmid < cqm_max_rmid)
1709                         cqm_max_rmid = c->x86_cache_max_rmid;
1710
1711                 if (c->x86_cache_occ_scale != cqm_l3_scale) {
1712                         pr_err("Multiple LLC scale values, disabling\n");
1713                         ret = -EINVAL;
1714                         goto out;
1715                 }
1716         }
1717
1718         /*
1719          * A reasonable upper limit on the max threshold is the number
1720          * of lines tagged per RMID if all RMIDs have the same number of
1721          * lines tagged in the LLC.
1722          *
1723          * For a 35MB LLC and 56 RMIDs, this is ~1.8% of the LLC.
1724          */
1725         __intel_cqm_max_threshold =
1726                 boot_cpu_data.x86_cache_size * 1024 / (cqm_max_rmid + 1);
1727
1728         snprintf(scale, sizeof(scale), "%u", cqm_l3_scale);
1729         str = kstrdup(scale, GFP_KERNEL);
1730         if (!str) {
1731                 ret = -ENOMEM;
1732                 goto out;
1733         }
1734
1735         event_attr_intel_cqm_llc_scale.event_str = str;
1736
1737         ret = intel_cqm_setup_rmid_cache();
1738         if (ret)
1739                 goto out;
1740
1741         if (mbm_enabled)
1742                 ret = intel_mbm_init();
1743         if (ret && !cqm_enabled)
1744                 goto out;
1745
1746         if (cqm_enabled && mbm_enabled)
1747                 intel_cqm_events_group.attrs = intel_cmt_mbm_events_attr;
1748         else if (!cqm_enabled && mbm_enabled)
1749                 intel_cqm_events_group.attrs = intel_mbm_events_attr;
1750         else if (cqm_enabled && !mbm_enabled)
1751                 intel_cqm_events_group.attrs = intel_cqm_events_attr;
1752
1753         ret = perf_pmu_register(&intel_cqm_pmu, "intel_cqm", -1);
1754         if (ret) {
1755                 pr_err("Intel CQM perf registration failed: %d\n", ret);
1756                 goto out;
1757         }
1758
1759         if (cqm_enabled)
1760                 pr_info("Intel CQM monitoring enabled\n");
1761         if (mbm_enabled)
1762                 pr_info("Intel MBM enabled\n");
1763
1764         /*
1765          * Setup the hot cpu notifier once we are sure cqm
1766          * is enabled to avoid notifier leak.
1767          */
1768         cpuhp_setup_state(CPUHP_AP_PERF_X86_CQM_STARTING,
1769                           "AP_PERF_X86_CQM_STARTING",
1770                           intel_cqm_cpu_starting, NULL);
1771         cpuhp_setup_state(CPUHP_AP_PERF_X86_CQM_ONLINE, "AP_PERF_X86_CQM_ONLINE",
1772                           NULL, intel_cqm_cpu_exit);
1773
1774 out:
1775         put_online_cpus();
1776
1777         if (ret) {
1778                 kfree(str);
1779                 cqm_cleanup();
1780                 mbm_cleanup();
1781         }
1782
1783         return ret;
1784 }
1785 device_initcall(intel_cqm_init);