]> asedeno.scripts.mit.edu Git - linux.git/blob - arch/x86/kernel/cpu/intel_rdt_pseudo_lock.c
Merge branch 'x86/urgent' into x86/cache, to pick up dependent fix
[linux.git] / arch / x86 / kernel / cpu / intel_rdt_pseudo_lock.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Resource Director Technology (RDT)
4  *
5  * Pseudo-locking support built on top of Cache Allocation Technology (CAT)
6  *
7  * Copyright (C) 2018 Intel Corporation
8  *
9  * Author: Reinette Chatre <reinette.chatre@intel.com>
10  */
11
12 #define pr_fmt(fmt)     KBUILD_MODNAME ": " fmt
13
14 #include <linux/cacheinfo.h>
15 #include <linux/cpu.h>
16 #include <linux/cpumask.h>
17 #include <linux/debugfs.h>
18 #include <linux/kthread.h>
19 #include <linux/mman.h>
20 #include <linux/perf_event.h>
21 #include <linux/pm_qos.h>
22 #include <linux/slab.h>
23 #include <linux/uaccess.h>
24
25 #include <asm/cacheflush.h>
26 #include <asm/intel-family.h>
27 #include <asm/intel_rdt_sched.h>
28 #include <asm/perf_event.h>
29
30 #include "../../events/perf_event.h" /* For X86_CONFIG() */
31 #include "intel_rdt.h"
32
33 #define CREATE_TRACE_POINTS
34 #include "intel_rdt_pseudo_lock_event.h"
35
36 /*
37  * MSR_MISC_FEATURE_CONTROL register enables the modification of hardware
38  * prefetcher state. Details about this register can be found in the MSR
39  * tables for specific platforms found in Intel's SDM.
40  */
41 #define MSR_MISC_FEATURE_CONTROL        0x000001a4
42
43 /*
44  * The bits needed to disable hardware prefetching varies based on the
45  * platform. During initialization we will discover which bits to use.
46  */
47 static u64 prefetch_disable_bits;
48
49 /*
50  * Major number assigned to and shared by all devices exposing
51  * pseudo-locked regions.
52  */
53 static unsigned int pseudo_lock_major;
54 static unsigned long pseudo_lock_minor_avail = GENMASK(MINORBITS, 0);
55 static struct class *pseudo_lock_class;
56
57 /**
58  * get_prefetch_disable_bits - prefetch disable bits of supported platforms
59  *
60  * Capture the list of platforms that have been validated to support
61  * pseudo-locking. This includes testing to ensure pseudo-locked regions
62  * with low cache miss rates can be created under variety of load conditions
63  * as well as that these pseudo-locked regions can maintain their low cache
64  * miss rates under variety of load conditions for significant lengths of time.
65  *
66  * After a platform has been validated to support pseudo-locking its
67  * hardware prefetch disable bits are included here as they are documented
68  * in the SDM.
69  *
70  * When adding a platform here also add support for its cache events to
71  * measure_cycles_perf_fn()
72  *
73  * Return:
74  * If platform is supported, the bits to disable hardware prefetchers, 0
75  * if platform is not supported.
76  */
77 static u64 get_prefetch_disable_bits(void)
78 {
79         if (boot_cpu_data.x86_vendor != X86_VENDOR_INTEL ||
80             boot_cpu_data.x86 != 6)
81                 return 0;
82
83         switch (boot_cpu_data.x86_model) {
84         case INTEL_FAM6_BROADWELL_X:
85                 /*
86                  * SDM defines bits of MSR_MISC_FEATURE_CONTROL register
87                  * as:
88                  * 0    L2 Hardware Prefetcher Disable (R/W)
89                  * 1    L2 Adjacent Cache Line Prefetcher Disable (R/W)
90                  * 2    DCU Hardware Prefetcher Disable (R/W)
91                  * 3    DCU IP Prefetcher Disable (R/W)
92                  * 63:4 Reserved
93                  */
94                 return 0xF;
95         case INTEL_FAM6_ATOM_GOLDMONT:
96         case INTEL_FAM6_ATOM_GEMINI_LAKE:
97                 /*
98                  * SDM defines bits of MSR_MISC_FEATURE_CONTROL register
99                  * as:
100                  * 0     L2 Hardware Prefetcher Disable (R/W)
101                  * 1     Reserved
102                  * 2     DCU Hardware Prefetcher Disable (R/W)
103                  * 63:3  Reserved
104                  */
105                 return 0x5;
106         }
107
108         return 0;
109 }
110
111 /**
112  * pseudo_lock_minor_get - Obtain available minor number
113  * @minor: Pointer to where new minor number will be stored
114  *
115  * A bitmask is used to track available minor numbers. Here the next free
116  * minor number is marked as unavailable and returned.
117  *
118  * Return: 0 on success, <0 on failure.
119  */
120 static int pseudo_lock_minor_get(unsigned int *minor)
121 {
122         unsigned long first_bit;
123
124         first_bit = find_first_bit(&pseudo_lock_minor_avail, MINORBITS);
125
126         if (first_bit == MINORBITS)
127                 return -ENOSPC;
128
129         __clear_bit(first_bit, &pseudo_lock_minor_avail);
130         *minor = first_bit;
131
132         return 0;
133 }
134
135 /**
136  * pseudo_lock_minor_release - Return minor number to available
137  * @minor: The minor number made available
138  */
139 static void pseudo_lock_minor_release(unsigned int minor)
140 {
141         __set_bit(minor, &pseudo_lock_minor_avail);
142 }
143
144 /**
145  * region_find_by_minor - Locate a pseudo-lock region by inode minor number
146  * @minor: The minor number of the device representing pseudo-locked region
147  *
148  * When the character device is accessed we need to determine which
149  * pseudo-locked region it belongs to. This is done by matching the minor
150  * number of the device to the pseudo-locked region it belongs.
151  *
152  * Minor numbers are assigned at the time a pseudo-locked region is associated
153  * with a cache instance.
154  *
155  * Return: On success return pointer to resource group owning the pseudo-locked
156  *         region, NULL on failure.
157  */
158 static struct rdtgroup *region_find_by_minor(unsigned int minor)
159 {
160         struct rdtgroup *rdtgrp, *rdtgrp_match = NULL;
161
162         list_for_each_entry(rdtgrp, &rdt_all_groups, rdtgroup_list) {
163                 if (rdtgrp->plr && rdtgrp->plr->minor == minor) {
164                         rdtgrp_match = rdtgrp;
165                         break;
166                 }
167         }
168         return rdtgrp_match;
169 }
170
171 /**
172  * pseudo_lock_pm_req - A power management QoS request list entry
173  * @list:       Entry within the @pm_reqs list for a pseudo-locked region
174  * @req:        PM QoS request
175  */
176 struct pseudo_lock_pm_req {
177         struct list_head list;
178         struct dev_pm_qos_request req;
179 };
180
181 static void pseudo_lock_cstates_relax(struct pseudo_lock_region *plr)
182 {
183         struct pseudo_lock_pm_req *pm_req, *next;
184
185         list_for_each_entry_safe(pm_req, next, &plr->pm_reqs, list) {
186                 dev_pm_qos_remove_request(&pm_req->req);
187                 list_del(&pm_req->list);
188                 kfree(pm_req);
189         }
190 }
191
192 /**
193  * pseudo_lock_cstates_constrain - Restrict cores from entering C6
194  *
195  * To prevent the cache from being affected by power management entering
196  * C6 has to be avoided. This is accomplished by requesting a latency
197  * requirement lower than lowest C6 exit latency of all supported
198  * platforms as found in the cpuidle state tables in the intel_idle driver.
199  * At this time it is possible to do so with a single latency requirement
200  * for all supported platforms.
201  *
202  * Since Goldmont is supported, which is affected by X86_BUG_MONITOR,
203  * the ACPI latencies need to be considered while keeping in mind that C2
204  * may be set to map to deeper sleep states. In this case the latency
205  * requirement needs to prevent entering C2 also.
206  */
207 static int pseudo_lock_cstates_constrain(struct pseudo_lock_region *plr)
208 {
209         struct pseudo_lock_pm_req *pm_req;
210         int cpu;
211         int ret;
212
213         for_each_cpu(cpu, &plr->d->cpu_mask) {
214                 pm_req = kzalloc(sizeof(*pm_req), GFP_KERNEL);
215                 if (!pm_req) {
216                         rdt_last_cmd_puts("fail allocating mem for PM QoS\n");
217                         ret = -ENOMEM;
218                         goto out_err;
219                 }
220                 ret = dev_pm_qos_add_request(get_cpu_device(cpu),
221                                              &pm_req->req,
222                                              DEV_PM_QOS_RESUME_LATENCY,
223                                              30);
224                 if (ret < 0) {
225                         rdt_last_cmd_printf("fail to add latency req cpu%d\n",
226                                             cpu);
227                         kfree(pm_req);
228                         ret = -1;
229                         goto out_err;
230                 }
231                 list_add(&pm_req->list, &plr->pm_reqs);
232         }
233
234         return 0;
235
236 out_err:
237         pseudo_lock_cstates_relax(plr);
238         return ret;
239 }
240
241 /**
242  * pseudo_lock_region_clear - Reset pseudo-lock region data
243  * @plr: pseudo-lock region
244  *
245  * All content of the pseudo-locked region is reset - any memory allocated
246  * freed.
247  *
248  * Return: void
249  */
250 static void pseudo_lock_region_clear(struct pseudo_lock_region *plr)
251 {
252         plr->size = 0;
253         plr->line_size = 0;
254         kfree(plr->kmem);
255         plr->kmem = NULL;
256         plr->r = NULL;
257         if (plr->d)
258                 plr->d->plr = NULL;
259         plr->d = NULL;
260         plr->cbm = 0;
261         plr->debugfs_dir = NULL;
262 }
263
264 /**
265  * pseudo_lock_region_init - Initialize pseudo-lock region information
266  * @plr: pseudo-lock region
267  *
268  * Called after user provided a schemata to be pseudo-locked. From the
269  * schemata the &struct pseudo_lock_region is on entry already initialized
270  * with the resource, domain, and capacity bitmask. Here the information
271  * required for pseudo-locking is deduced from this data and &struct
272  * pseudo_lock_region initialized further. This information includes:
273  * - size in bytes of the region to be pseudo-locked
274  * - cache line size to know the stride with which data needs to be accessed
275  *   to be pseudo-locked
276  * - a cpu associated with the cache instance on which the pseudo-locking
277  *   flow can be executed
278  *
279  * Return: 0 on success, <0 on failure. Descriptive error will be written
280  * to last_cmd_status buffer.
281  */
282 static int pseudo_lock_region_init(struct pseudo_lock_region *plr)
283 {
284         struct cpu_cacheinfo *ci;
285         int ret;
286         int i;
287
288         /* Pick the first cpu we find that is associated with the cache. */
289         plr->cpu = cpumask_first(&plr->d->cpu_mask);
290
291         if (!cpu_online(plr->cpu)) {
292                 rdt_last_cmd_printf("cpu %u associated with cache not online\n",
293                                     plr->cpu);
294                 ret = -ENODEV;
295                 goto out_region;
296         }
297
298         ci = get_cpu_cacheinfo(plr->cpu);
299
300         plr->size = rdtgroup_cbm_to_size(plr->r, plr->d, plr->cbm);
301
302         for (i = 0; i < ci->num_leaves; i++) {
303                 if (ci->info_list[i].level == plr->r->cache_level) {
304                         plr->line_size = ci->info_list[i].coherency_line_size;
305                         return 0;
306                 }
307         }
308
309         ret = -1;
310         rdt_last_cmd_puts("unable to determine cache line size\n");
311 out_region:
312         pseudo_lock_region_clear(plr);
313         return ret;
314 }
315
316 /**
317  * pseudo_lock_init - Initialize a pseudo-lock region
318  * @rdtgrp: resource group to which new pseudo-locked region will belong
319  *
320  * A pseudo-locked region is associated with a resource group. When this
321  * association is created the pseudo-locked region is initialized. The
322  * details of the pseudo-locked region are not known at this time so only
323  * allocation is done and association established.
324  *
325  * Return: 0 on success, <0 on failure
326  */
327 static int pseudo_lock_init(struct rdtgroup *rdtgrp)
328 {
329         struct pseudo_lock_region *plr;
330
331         plr = kzalloc(sizeof(*plr), GFP_KERNEL);
332         if (!plr)
333                 return -ENOMEM;
334
335         init_waitqueue_head(&plr->lock_thread_wq);
336         INIT_LIST_HEAD(&plr->pm_reqs);
337         rdtgrp->plr = plr;
338         return 0;
339 }
340
341 /**
342  * pseudo_lock_region_alloc - Allocate kernel memory that will be pseudo-locked
343  * @plr: pseudo-lock region
344  *
345  * Initialize the details required to set up the pseudo-locked region and
346  * allocate the contiguous memory that will be pseudo-locked to the cache.
347  *
348  * Return: 0 on success, <0 on failure.  Descriptive error will be written
349  * to last_cmd_status buffer.
350  */
351 static int pseudo_lock_region_alloc(struct pseudo_lock_region *plr)
352 {
353         int ret;
354
355         ret = pseudo_lock_region_init(plr);
356         if (ret < 0)
357                 return ret;
358
359         /*
360          * We do not yet support contiguous regions larger than
361          * KMALLOC_MAX_SIZE.
362          */
363         if (plr->size > KMALLOC_MAX_SIZE) {
364                 rdt_last_cmd_puts("requested region exceeds maximum size\n");
365                 ret = -E2BIG;
366                 goto out_region;
367         }
368
369         plr->kmem = kzalloc(plr->size, GFP_KERNEL);
370         if (!plr->kmem) {
371                 rdt_last_cmd_puts("unable to allocate memory\n");
372                 ret = -ENOMEM;
373                 goto out_region;
374         }
375
376         ret = 0;
377         goto out;
378 out_region:
379         pseudo_lock_region_clear(plr);
380 out:
381         return ret;
382 }
383
384 /**
385  * pseudo_lock_free - Free a pseudo-locked region
386  * @rdtgrp: resource group to which pseudo-locked region belonged
387  *
388  * The pseudo-locked region's resources have already been released, or not
389  * yet created at this point. Now it can be freed and disassociated from the
390  * resource group.
391  *
392  * Return: void
393  */
394 static void pseudo_lock_free(struct rdtgroup *rdtgrp)
395 {
396         pseudo_lock_region_clear(rdtgrp->plr);
397         kfree(rdtgrp->plr);
398         rdtgrp->plr = NULL;
399 }
400
401 /**
402  * pseudo_lock_fn - Load kernel memory into cache
403  * @_rdtgrp: resource group to which pseudo-lock region belongs
404  *
405  * This is the core pseudo-locking flow.
406  *
407  * First we ensure that the kernel memory cannot be found in the cache.
408  * Then, while taking care that there will be as little interference as
409  * possible, the memory to be loaded is accessed while core is running
410  * with class of service set to the bitmask of the pseudo-locked region.
411  * After this is complete no future CAT allocations will be allowed to
412  * overlap with this bitmask.
413  *
414  * Local register variables are utilized to ensure that the memory region
415  * to be locked is the only memory access made during the critical locking
416  * loop.
417  *
418  * Return: 0. Waiter on waitqueue will be woken on completion.
419  */
420 static int pseudo_lock_fn(void *_rdtgrp)
421 {
422         struct rdtgroup *rdtgrp = _rdtgrp;
423         struct pseudo_lock_region *plr = rdtgrp->plr;
424         u32 rmid_p, closid_p;
425         unsigned long i;
426 #ifdef CONFIG_KASAN
427         /*
428          * The registers used for local register variables are also used
429          * when KASAN is active. When KASAN is active we use a regular
430          * variable to ensure we always use a valid pointer, but the cost
431          * is that this variable will enter the cache through evicting the
432          * memory we are trying to lock into the cache. Thus expect lower
433          * pseudo-locking success rate when KASAN is active.
434          */
435         unsigned int line_size;
436         unsigned int size;
437         void *mem_r;
438 #else
439         register unsigned int line_size asm("esi");
440         register unsigned int size asm("edi");
441 #ifdef CONFIG_X86_64
442         register void *mem_r asm("rbx");
443 #else
444         register void *mem_r asm("ebx");
445 #endif /* CONFIG_X86_64 */
446 #endif /* CONFIG_KASAN */
447
448         /*
449          * Make sure none of the allocated memory is cached. If it is we
450          * will get a cache hit in below loop from outside of pseudo-locked
451          * region.
452          * wbinvd (as opposed to clflush/clflushopt) is required to
453          * increase likelihood that allocated cache portion will be filled
454          * with associated memory.
455          */
456         native_wbinvd();
457
458         /*
459          * Always called with interrupts enabled. By disabling interrupts
460          * ensure that we will not be preempted during this critical section.
461          */
462         local_irq_disable();
463
464         /*
465          * Call wrmsr and rdmsr as directly as possible to avoid tracing
466          * clobbering local register variables or affecting cache accesses.
467          *
468          * Disable the hardware prefetcher so that when the end of the memory
469          * being pseudo-locked is reached the hardware will not read beyond
470          * the buffer and evict pseudo-locked memory read earlier from the
471          * cache.
472          */
473         __wrmsr(MSR_MISC_FEATURE_CONTROL, prefetch_disable_bits, 0x0);
474         closid_p = this_cpu_read(pqr_state.cur_closid);
475         rmid_p = this_cpu_read(pqr_state.cur_rmid);
476         mem_r = plr->kmem;
477         size = plr->size;
478         line_size = plr->line_size;
479         /*
480          * Critical section begin: start by writing the closid associated
481          * with the capacity bitmask of the cache region being
482          * pseudo-locked followed by reading of kernel memory to load it
483          * into the cache.
484          */
485         __wrmsr(IA32_PQR_ASSOC, rmid_p, rdtgrp->closid);
486         /*
487          * Cache was flushed earlier. Now access kernel memory to read it
488          * into cache region associated with just activated plr->closid.
489          * Loop over data twice:
490          * - In first loop the cache region is shared with the page walker
491          *   as it populates the paging structure caches (including TLB).
492          * - In the second loop the paging structure caches are used and
493          *   cache region is populated with the memory being referenced.
494          */
495         for (i = 0; i < size; i += PAGE_SIZE) {
496                 /*
497                  * Add a barrier to prevent speculative execution of this
498                  * loop reading beyond the end of the buffer.
499                  */
500                 rmb();
501                 asm volatile("mov (%0,%1,1), %%eax\n\t"
502                         :
503                         : "r" (mem_r), "r" (i)
504                         : "%eax", "memory");
505         }
506         for (i = 0; i < size; i += line_size) {
507                 /*
508                  * Add a barrier to prevent speculative execution of this
509                  * loop reading beyond the end of the buffer.
510                  */
511                 rmb();
512                 asm volatile("mov (%0,%1,1), %%eax\n\t"
513                         :
514                         : "r" (mem_r), "r" (i)
515                         : "%eax", "memory");
516         }
517         /*
518          * Critical section end: restore closid with capacity bitmask that
519          * does not overlap with pseudo-locked region.
520          */
521         __wrmsr(IA32_PQR_ASSOC, rmid_p, closid_p);
522
523         /* Re-enable the hardware prefetcher(s) */
524         wrmsr(MSR_MISC_FEATURE_CONTROL, 0x0, 0x0);
525         local_irq_enable();
526
527         plr->thread_done = 1;
528         wake_up_interruptible(&plr->lock_thread_wq);
529         return 0;
530 }
531
532 /**
533  * rdtgroup_monitor_in_progress - Test if monitoring in progress
534  * @r: resource group being queried
535  *
536  * Return: 1 if monitor groups have been created for this resource
537  * group, 0 otherwise.
538  */
539 static int rdtgroup_monitor_in_progress(struct rdtgroup *rdtgrp)
540 {
541         return !list_empty(&rdtgrp->mon.crdtgrp_list);
542 }
543
544 /**
545  * rdtgroup_locksetup_user_restrict - Restrict user access to group
546  * @rdtgrp: resource group needing access restricted
547  *
548  * A resource group used for cache pseudo-locking cannot have cpus or tasks
549  * assigned to it. This is communicated to the user by restricting access
550  * to all the files that can be used to make such changes.
551  *
552  * Permissions restored with rdtgroup_locksetup_user_restore()
553  *
554  * Return: 0 on success, <0 on failure. If a failure occurs during the
555  * restriction of access an attempt will be made to restore permissions but
556  * the state of the mode of these files will be uncertain when a failure
557  * occurs.
558  */
559 static int rdtgroup_locksetup_user_restrict(struct rdtgroup *rdtgrp)
560 {
561         int ret;
562
563         ret = rdtgroup_kn_mode_restrict(rdtgrp, "tasks");
564         if (ret)
565                 return ret;
566
567         ret = rdtgroup_kn_mode_restrict(rdtgrp, "cpus");
568         if (ret)
569                 goto err_tasks;
570
571         ret = rdtgroup_kn_mode_restrict(rdtgrp, "cpus_list");
572         if (ret)
573                 goto err_cpus;
574
575         if (rdt_mon_capable) {
576                 ret = rdtgroup_kn_mode_restrict(rdtgrp, "mon_groups");
577                 if (ret)
578                         goto err_cpus_list;
579         }
580
581         ret = 0;
582         goto out;
583
584 err_cpus_list:
585         rdtgroup_kn_mode_restore(rdtgrp, "cpus_list", 0777);
586 err_cpus:
587         rdtgroup_kn_mode_restore(rdtgrp, "cpus", 0777);
588 err_tasks:
589         rdtgroup_kn_mode_restore(rdtgrp, "tasks", 0777);
590 out:
591         return ret;
592 }
593
594 /**
595  * rdtgroup_locksetup_user_restore - Restore user access to group
596  * @rdtgrp: resource group needing access restored
597  *
598  * Restore all file access previously removed using
599  * rdtgroup_locksetup_user_restrict()
600  *
601  * Return: 0 on success, <0 on failure.  If a failure occurs during the
602  * restoration of access an attempt will be made to restrict permissions
603  * again but the state of the mode of these files will be uncertain when
604  * a failure occurs.
605  */
606 static int rdtgroup_locksetup_user_restore(struct rdtgroup *rdtgrp)
607 {
608         int ret;
609
610         ret = rdtgroup_kn_mode_restore(rdtgrp, "tasks", 0777);
611         if (ret)
612                 return ret;
613
614         ret = rdtgroup_kn_mode_restore(rdtgrp, "cpus", 0777);
615         if (ret)
616                 goto err_tasks;
617
618         ret = rdtgroup_kn_mode_restore(rdtgrp, "cpus_list", 0777);
619         if (ret)
620                 goto err_cpus;
621
622         if (rdt_mon_capable) {
623                 ret = rdtgroup_kn_mode_restore(rdtgrp, "mon_groups", 0777);
624                 if (ret)
625                         goto err_cpus_list;
626         }
627
628         ret = 0;
629         goto out;
630
631 err_cpus_list:
632         rdtgroup_kn_mode_restrict(rdtgrp, "cpus_list");
633 err_cpus:
634         rdtgroup_kn_mode_restrict(rdtgrp, "cpus");
635 err_tasks:
636         rdtgroup_kn_mode_restrict(rdtgrp, "tasks");
637 out:
638         return ret;
639 }
640
641 /**
642  * rdtgroup_locksetup_enter - Resource group enters locksetup mode
643  * @rdtgrp: resource group requested to enter locksetup mode
644  *
645  * A resource group enters locksetup mode to reflect that it would be used
646  * to represent a pseudo-locked region and is in the process of being set
647  * up to do so. A resource group used for a pseudo-locked region would
648  * lose the closid associated with it so we cannot allow it to have any
649  * tasks or cpus assigned nor permit tasks or cpus to be assigned in the
650  * future. Monitoring of a pseudo-locked region is not allowed either.
651  *
652  * The above and more restrictions on a pseudo-locked region are checked
653  * for and enforced before the resource group enters the locksetup mode.
654  *
655  * Returns: 0 if the resource group successfully entered locksetup mode, <0
656  * on failure. On failure the last_cmd_status buffer is updated with text to
657  * communicate details of failure to the user.
658  */
659 int rdtgroup_locksetup_enter(struct rdtgroup *rdtgrp)
660 {
661         int ret;
662
663         /*
664          * The default resource group can neither be removed nor lose the
665          * default closid associated with it.
666          */
667         if (rdtgrp == &rdtgroup_default) {
668                 rdt_last_cmd_puts("cannot pseudo-lock default group\n");
669                 return -EINVAL;
670         }
671
672         /*
673          * Cache Pseudo-locking not supported when CDP is enabled.
674          *
675          * Some things to consider if you would like to enable this
676          * support (using L3 CDP as example):
677          * - When CDP is enabled two separate resources are exposed,
678          *   L3DATA and L3CODE, but they are actually on the same cache.
679          *   The implication for pseudo-locking is that if a
680          *   pseudo-locked region is created on a domain of one
681          *   resource (eg. L3CODE), then a pseudo-locked region cannot
682          *   be created on that same domain of the other resource
683          *   (eg. L3DATA). This is because the creation of a
684          *   pseudo-locked region involves a call to wbinvd that will
685          *   affect all cache allocations on particular domain.
686          * - Considering the previous, it may be possible to only
687          *   expose one of the CDP resources to pseudo-locking and
688          *   hide the other. For example, we could consider to only
689          *   expose L3DATA and since the L3 cache is unified it is
690          *   still possible to place instructions there are execute it.
691          * - If only one region is exposed to pseudo-locking we should
692          *   still keep in mind that availability of a portion of cache
693          *   for pseudo-locking should take into account both resources.
694          *   Similarly, if a pseudo-locked region is created in one
695          *   resource, the portion of cache used by it should be made
696          *   unavailable to all future allocations from both resources.
697          */
698         if (rdt_resources_all[RDT_RESOURCE_L3DATA].alloc_enabled ||
699             rdt_resources_all[RDT_RESOURCE_L2DATA].alloc_enabled) {
700                 rdt_last_cmd_puts("CDP enabled\n");
701                 return -EINVAL;
702         }
703
704         /*
705          * Not knowing the bits to disable prefetching implies that this
706          * platform does not support Cache Pseudo-Locking.
707          */
708         prefetch_disable_bits = get_prefetch_disable_bits();
709         if (prefetch_disable_bits == 0) {
710                 rdt_last_cmd_puts("pseudo-locking not supported\n");
711                 return -EINVAL;
712         }
713
714         if (rdtgroup_monitor_in_progress(rdtgrp)) {
715                 rdt_last_cmd_puts("monitoring in progress\n");
716                 return -EINVAL;
717         }
718
719         if (rdtgroup_tasks_assigned(rdtgrp)) {
720                 rdt_last_cmd_puts("tasks assigned to resource group\n");
721                 return -EINVAL;
722         }
723
724         if (!cpumask_empty(&rdtgrp->cpu_mask)) {
725                 rdt_last_cmd_puts("CPUs assigned to resource group\n");
726                 return -EINVAL;
727         }
728
729         if (rdtgroup_locksetup_user_restrict(rdtgrp)) {
730                 rdt_last_cmd_puts("unable to modify resctrl permissions\n");
731                 return -EIO;
732         }
733
734         ret = pseudo_lock_init(rdtgrp);
735         if (ret) {
736                 rdt_last_cmd_puts("unable to init pseudo-lock region\n");
737                 goto out_release;
738         }
739
740         /*
741          * If this system is capable of monitoring a rmid would have been
742          * allocated when the control group was created. This is not needed
743          * anymore when this group would be used for pseudo-locking. This
744          * is safe to call on platforms not capable of monitoring.
745          */
746         free_rmid(rdtgrp->mon.rmid);
747
748         ret = 0;
749         goto out;
750
751 out_release:
752         rdtgroup_locksetup_user_restore(rdtgrp);
753 out:
754         return ret;
755 }
756
757 /**
758  * rdtgroup_locksetup_exit - resource group exist locksetup mode
759  * @rdtgrp: resource group
760  *
761  * When a resource group exits locksetup mode the earlier restrictions are
762  * lifted.
763  *
764  * Return: 0 on success, <0 on failure
765  */
766 int rdtgroup_locksetup_exit(struct rdtgroup *rdtgrp)
767 {
768         int ret;
769
770         if (rdt_mon_capable) {
771                 ret = alloc_rmid();
772                 if (ret < 0) {
773                         rdt_last_cmd_puts("out of RMIDs\n");
774                         return ret;
775                 }
776                 rdtgrp->mon.rmid = ret;
777         }
778
779         ret = rdtgroup_locksetup_user_restore(rdtgrp);
780         if (ret) {
781                 free_rmid(rdtgrp->mon.rmid);
782                 return ret;
783         }
784
785         pseudo_lock_free(rdtgrp);
786         return 0;
787 }
788
789 /**
790  * rdtgroup_cbm_overlaps_pseudo_locked - Test if CBM or portion is pseudo-locked
791  * @d: RDT domain
792  * @cbm: CBM to test
793  *
794  * @d represents a cache instance and @cbm a capacity bitmask that is
795  * considered for it. Determine if @cbm overlaps with any existing
796  * pseudo-locked region on @d.
797  *
798  * @cbm is unsigned long, even if only 32 bits are used, to make the
799  * bitmap functions work correctly.
800  *
801  * Return: true if @cbm overlaps with pseudo-locked region on @d, false
802  * otherwise.
803  */
804 bool rdtgroup_cbm_overlaps_pseudo_locked(struct rdt_domain *d, unsigned long cbm)
805 {
806         unsigned int cbm_len;
807         unsigned long cbm_b;
808
809         if (d->plr) {
810                 cbm_len = d->plr->r->cache.cbm_len;
811                 cbm_b = d->plr->cbm;
812                 if (bitmap_intersects(&cbm, &cbm_b, cbm_len))
813                         return true;
814         }
815         return false;
816 }
817
818 /**
819  * rdtgroup_pseudo_locked_in_hierarchy - Pseudo-locked region in cache hierarchy
820  * @d: RDT domain under test
821  *
822  * The setup of a pseudo-locked region affects all cache instances within
823  * the hierarchy of the region. It is thus essential to know if any
824  * pseudo-locked regions exist within a cache hierarchy to prevent any
825  * attempts to create new pseudo-locked regions in the same hierarchy.
826  *
827  * Return: true if a pseudo-locked region exists in the hierarchy of @d or
828  *         if it is not possible to test due to memory allocation issue,
829  *         false otherwise.
830  */
831 bool rdtgroup_pseudo_locked_in_hierarchy(struct rdt_domain *d)
832 {
833         cpumask_var_t cpu_with_psl;
834         struct rdt_resource *r;
835         struct rdt_domain *d_i;
836         bool ret = false;
837
838         if (!zalloc_cpumask_var(&cpu_with_psl, GFP_KERNEL))
839                 return true;
840
841         /*
842          * First determine which cpus have pseudo-locked regions
843          * associated with them.
844          */
845         for_each_alloc_enabled_rdt_resource(r) {
846                 list_for_each_entry(d_i, &r->domains, list) {
847                         if (d_i->plr)
848                                 cpumask_or(cpu_with_psl, cpu_with_psl,
849                                            &d_i->cpu_mask);
850                 }
851         }
852
853         /*
854          * Next test if new pseudo-locked region would intersect with
855          * existing region.
856          */
857         if (cpumask_intersects(&d->cpu_mask, cpu_with_psl))
858                 ret = true;
859
860         free_cpumask_var(cpu_with_psl);
861         return ret;
862 }
863
864 /**
865  * measure_cycles_lat_fn - Measure cycle latency to read pseudo-locked memory
866  * @_plr: pseudo-lock region to measure
867  *
868  * There is no deterministic way to test if a memory region is cached. One
869  * way is to measure how long it takes to read the memory, the speed of
870  * access is a good way to learn how close to the cpu the data was. Even
871  * more, if the prefetcher is disabled and the memory is read at a stride
872  * of half the cache line, then a cache miss will be easy to spot since the
873  * read of the first half would be significantly slower than the read of
874  * the second half.
875  *
876  * Return: 0. Waiter on waitqueue will be woken on completion.
877  */
878 static int measure_cycles_lat_fn(void *_plr)
879 {
880         struct pseudo_lock_region *plr = _plr;
881         unsigned long i;
882         u64 start, end;
883         void *mem_r;
884
885         local_irq_disable();
886         /*
887          * Disable hardware prefetchers.
888          */
889         wrmsr(MSR_MISC_FEATURE_CONTROL, prefetch_disable_bits, 0x0);
890         mem_r = READ_ONCE(plr->kmem);
891         /*
892          * Dummy execute of the time measurement to load the needed
893          * instructions into the L1 instruction cache.
894          */
895         start = rdtsc_ordered();
896         for (i = 0; i < plr->size; i += 32) {
897                 start = rdtsc_ordered();
898                 asm volatile("mov (%0,%1,1), %%eax\n\t"
899                              :
900                              : "r" (mem_r), "r" (i)
901                              : "%eax", "memory");
902                 end = rdtsc_ordered();
903                 trace_pseudo_lock_mem_latency((u32)(end - start));
904         }
905         wrmsr(MSR_MISC_FEATURE_CONTROL, 0x0, 0x0);
906         local_irq_enable();
907         plr->thread_done = 1;
908         wake_up_interruptible(&plr->lock_thread_wq);
909         return 0;
910 }
911
912 /*
913  * Create a perf_event_attr for the hit and miss perf events that will
914  * be used during the performance measurement. A perf_event maintains
915  * a pointer to its perf_event_attr so a unique attribute structure is
916  * created for each perf_event.
917  *
918  * The actual configuration of the event is set right before use in order
919  * to use the X86_CONFIG macro.
920  */
921 static struct perf_event_attr perf_miss_attr = {
922         .type           = PERF_TYPE_RAW,
923         .size           = sizeof(struct perf_event_attr),
924         .pinned         = 1,
925         .disabled       = 0,
926         .exclude_user   = 1,
927 };
928
929 static struct perf_event_attr perf_hit_attr = {
930         .type           = PERF_TYPE_RAW,
931         .size           = sizeof(struct perf_event_attr),
932         .pinned         = 1,
933         .disabled       = 0,
934         .exclude_user   = 1,
935 };
936
937 struct residency_counts {
938         u64 miss_before, hits_before;
939         u64 miss_after,  hits_after;
940 };
941
942 static int measure_residency_fn(struct perf_event_attr *miss_attr,
943                                 struct perf_event_attr *hit_attr,
944                                 struct pseudo_lock_region *plr,
945                                 struct residency_counts *counts)
946 {
947         u64 hits_before = 0, hits_after = 0, miss_before = 0, miss_after = 0;
948         struct perf_event *miss_event, *hit_event;
949         int hit_pmcnum, miss_pmcnum;
950         unsigned int line_size;
951         unsigned int size;
952         unsigned long i;
953         void *mem_r;
954         u64 tmp;
955
956         miss_event = perf_event_create_kernel_counter(miss_attr, plr->cpu,
957                                                       NULL, NULL, NULL);
958         if (IS_ERR(miss_event))
959                 goto out;
960
961         hit_event = perf_event_create_kernel_counter(hit_attr, plr->cpu,
962                                                      NULL, NULL, NULL);
963         if (IS_ERR(hit_event))
964                 goto out_miss;
965
966         local_irq_disable();
967         /*
968          * Check any possible error state of events used by performing
969          * one local read.
970          */
971         if (perf_event_read_local(miss_event, &tmp, NULL, NULL)) {
972                 local_irq_enable();
973                 goto out_hit;
974         }
975         if (perf_event_read_local(hit_event, &tmp, NULL, NULL)) {
976                 local_irq_enable();
977                 goto out_hit;
978         }
979
980         /*
981          * Disable hardware prefetchers.
982          */
983         wrmsr(MSR_MISC_FEATURE_CONTROL, prefetch_disable_bits, 0x0);
984
985         /* Initialize rest of local variables */
986         /*
987          * Performance event has been validated right before this with
988          * interrupts disabled - it is thus safe to read the counter index.
989          */
990         miss_pmcnum = x86_perf_rdpmc_index(miss_event);
991         hit_pmcnum = x86_perf_rdpmc_index(hit_event);
992         line_size = READ_ONCE(plr->line_size);
993         mem_r = READ_ONCE(plr->kmem);
994         size = READ_ONCE(plr->size);
995
996         /*
997          * Read counter variables twice - first to load the instructions
998          * used in L1 cache, second to capture accurate value that does not
999          * include cache misses incurred because of instruction loads.
1000          */
1001         rdpmcl(hit_pmcnum, hits_before);
1002         rdpmcl(miss_pmcnum, miss_before);
1003         /*
1004          * From SDM: Performing back-to-back fast reads are not guaranteed
1005          * to be monotonic.
1006          * Use LFENCE to ensure all previous instructions are retired
1007          * before proceeding.
1008          */
1009         rmb();
1010         rdpmcl(hit_pmcnum, hits_before);
1011         rdpmcl(miss_pmcnum, miss_before);
1012         /*
1013          * Use LFENCE to ensure all previous instructions are retired
1014          * before proceeding.
1015          */
1016         rmb();
1017         for (i = 0; i < size; i += line_size) {
1018                 /*
1019                  * Add a barrier to prevent speculative execution of this
1020                  * loop reading beyond the end of the buffer.
1021                  */
1022                 rmb();
1023                 asm volatile("mov (%0,%1,1), %%eax\n\t"
1024                              :
1025                              : "r" (mem_r), "r" (i)
1026                              : "%eax", "memory");
1027         }
1028         /*
1029          * Use LFENCE to ensure all previous instructions are retired
1030          * before proceeding.
1031          */
1032         rmb();
1033         rdpmcl(hit_pmcnum, hits_after);
1034         rdpmcl(miss_pmcnum, miss_after);
1035         /*
1036          * Use LFENCE to ensure all previous instructions are retired
1037          * before proceeding.
1038          */
1039         rmb();
1040         /* Re-enable hardware prefetchers */
1041         wrmsr(MSR_MISC_FEATURE_CONTROL, 0x0, 0x0);
1042         local_irq_enable();
1043 out_hit:
1044         perf_event_release_kernel(hit_event);
1045 out_miss:
1046         perf_event_release_kernel(miss_event);
1047 out:
1048         /*
1049          * All counts will be zero on failure.
1050          */
1051         counts->miss_before = miss_before;
1052         counts->hits_before = hits_before;
1053         counts->miss_after  = miss_after;
1054         counts->hits_after  = hits_after;
1055         return 0;
1056 }
1057
1058 static int measure_l2_residency(void *_plr)
1059 {
1060         struct pseudo_lock_region *plr = _plr;
1061         struct residency_counts counts = {0};
1062
1063         /*
1064          * Non-architectural event for the Goldmont Microarchitecture
1065          * from Intel x86 Architecture Software Developer Manual (SDM):
1066          * MEM_LOAD_UOPS_RETIRED D1H (event number)
1067          * Umask values:
1068          *     L2_HIT   02H
1069          *     L2_MISS  10H
1070          */
1071         switch (boot_cpu_data.x86_model) {
1072         case INTEL_FAM6_ATOM_GOLDMONT:
1073         case INTEL_FAM6_ATOM_GEMINI_LAKE:
1074                 perf_miss_attr.config = X86_CONFIG(.event = 0xd1,
1075                                                    .umask = 0x10);
1076                 perf_hit_attr.config = X86_CONFIG(.event = 0xd1,
1077                                                   .umask = 0x2);
1078                 break;
1079         default:
1080                 goto out;
1081         }
1082
1083         measure_residency_fn(&perf_miss_attr, &perf_hit_attr, plr, &counts);
1084         /*
1085          * If a failure prevented the measurements from succeeding
1086          * tracepoints will still be written and all counts will be zero.
1087          */
1088         trace_pseudo_lock_l2(counts.hits_after - counts.hits_before,
1089                              counts.miss_after - counts.miss_before);
1090 out:
1091         plr->thread_done = 1;
1092         wake_up_interruptible(&plr->lock_thread_wq);
1093         return 0;
1094 }
1095
1096 static int measure_l3_residency(void *_plr)
1097 {
1098         struct pseudo_lock_region *plr = _plr;
1099         struct residency_counts counts = {0};
1100
1101         /*
1102          * On Broadwell Microarchitecture the MEM_LOAD_UOPS_RETIRED event
1103          * has two "no fix" errata associated with it: BDM35 and BDM100. On
1104          * this platform the following events are used instead:
1105          * LONGEST_LAT_CACHE 2EH (Documented in SDM)
1106          *       REFERENCE 4FH
1107          *       MISS      41H
1108          */
1109
1110         switch (boot_cpu_data.x86_model) {
1111         case INTEL_FAM6_BROADWELL_X:
1112                 /* On BDW the hit event counts references, not hits */
1113                 perf_hit_attr.config = X86_CONFIG(.event = 0x2e,
1114                                                   .umask = 0x4f);
1115                 perf_miss_attr.config = X86_CONFIG(.event = 0x2e,
1116                                                    .umask = 0x41);
1117                 break;
1118         default:
1119                 goto out;
1120         }
1121
1122         measure_residency_fn(&perf_miss_attr, &perf_hit_attr, plr, &counts);
1123         /*
1124          * If a failure prevented the measurements from succeeding
1125          * tracepoints will still be written and all counts will be zero.
1126          */
1127
1128         counts.miss_after -= counts.miss_before;
1129         if (boot_cpu_data.x86_model == INTEL_FAM6_BROADWELL_X) {
1130                 /*
1131                  * On BDW references and misses are counted, need to adjust.
1132                  * Sometimes the "hits" counter is a bit more than the
1133                  * references, for example, x references but x + 1 hits.
1134                  * To not report invalid hit values in this case we treat
1135                  * that as misses equal to references.
1136                  */
1137                 /* First compute the number of cache references measured */
1138                 counts.hits_after -= counts.hits_before;
1139                 /* Next convert references to cache hits */
1140                 counts.hits_after -= min(counts.miss_after, counts.hits_after);
1141         } else {
1142                 counts.hits_after -= counts.hits_before;
1143         }
1144
1145         trace_pseudo_lock_l3(counts.hits_after, counts.miss_after);
1146 out:
1147         plr->thread_done = 1;
1148         wake_up_interruptible(&plr->lock_thread_wq);
1149         return 0;
1150 }
1151
1152 /**
1153  * pseudo_lock_measure_cycles - Trigger latency measure to pseudo-locked region
1154  *
1155  * The measurement of latency to access a pseudo-locked region should be
1156  * done from a cpu that is associated with that pseudo-locked region.
1157  * Determine which cpu is associated with this region and start a thread on
1158  * that cpu to perform the measurement, wait for that thread to complete.
1159  *
1160  * Return: 0 on success, <0 on failure
1161  */
1162 static int pseudo_lock_measure_cycles(struct rdtgroup *rdtgrp, int sel)
1163 {
1164         struct pseudo_lock_region *plr = rdtgrp->plr;
1165         struct task_struct *thread;
1166         unsigned int cpu;
1167         int ret = -1;
1168
1169         cpus_read_lock();
1170         mutex_lock(&rdtgroup_mutex);
1171
1172         if (rdtgrp->flags & RDT_DELETED) {
1173                 ret = -ENODEV;
1174                 goto out;
1175         }
1176
1177         plr->thread_done = 0;
1178         cpu = cpumask_first(&plr->d->cpu_mask);
1179         if (!cpu_online(cpu)) {
1180                 ret = -ENODEV;
1181                 goto out;
1182         }
1183
1184         plr->cpu = cpu;
1185
1186         if (sel == 1)
1187                 thread = kthread_create_on_node(measure_cycles_lat_fn, plr,
1188                                                 cpu_to_node(cpu),
1189                                                 "pseudo_lock_measure/%u",
1190                                                 cpu);
1191         else if (sel == 2)
1192                 thread = kthread_create_on_node(measure_l2_residency, plr,
1193                                                 cpu_to_node(cpu),
1194                                                 "pseudo_lock_measure/%u",
1195                                                 cpu);
1196         else if (sel == 3)
1197                 thread = kthread_create_on_node(measure_l3_residency, plr,
1198                                                 cpu_to_node(cpu),
1199                                                 "pseudo_lock_measure/%u",
1200                                                 cpu);
1201         else
1202                 goto out;
1203
1204         if (IS_ERR(thread)) {
1205                 ret = PTR_ERR(thread);
1206                 goto out;
1207         }
1208         kthread_bind(thread, cpu);
1209         wake_up_process(thread);
1210
1211         ret = wait_event_interruptible(plr->lock_thread_wq,
1212                                        plr->thread_done == 1);
1213         if (ret < 0)
1214                 goto out;
1215
1216         ret = 0;
1217
1218 out:
1219         mutex_unlock(&rdtgroup_mutex);
1220         cpus_read_unlock();
1221         return ret;
1222 }
1223
1224 static ssize_t pseudo_lock_measure_trigger(struct file *file,
1225                                            const char __user *user_buf,
1226                                            size_t count, loff_t *ppos)
1227 {
1228         struct rdtgroup *rdtgrp = file->private_data;
1229         size_t buf_size;
1230         char buf[32];
1231         int ret;
1232         int sel;
1233
1234         buf_size = min(count, (sizeof(buf) - 1));
1235         if (copy_from_user(buf, user_buf, buf_size))
1236                 return -EFAULT;
1237
1238         buf[buf_size] = '\0';
1239         ret = kstrtoint(buf, 10, &sel);
1240         if (ret == 0) {
1241                 if (sel != 1 && sel != 2 && sel != 3)
1242                         return -EINVAL;
1243                 ret = debugfs_file_get(file->f_path.dentry);
1244                 if (ret)
1245                         return ret;
1246                 ret = pseudo_lock_measure_cycles(rdtgrp, sel);
1247                 if (ret == 0)
1248                         ret = count;
1249                 debugfs_file_put(file->f_path.dentry);
1250         }
1251
1252         return ret;
1253 }
1254
1255 static const struct file_operations pseudo_measure_fops = {
1256         .write = pseudo_lock_measure_trigger,
1257         .open = simple_open,
1258         .llseek = default_llseek,
1259 };
1260
1261 /**
1262  * rdtgroup_pseudo_lock_create - Create a pseudo-locked region
1263  * @rdtgrp: resource group to which pseudo-lock region belongs
1264  *
1265  * Called when a resource group in the pseudo-locksetup mode receives a
1266  * valid schemata that should be pseudo-locked. Since the resource group is
1267  * in pseudo-locksetup mode the &struct pseudo_lock_region has already been
1268  * allocated and initialized with the essential information. If a failure
1269  * occurs the resource group remains in the pseudo-locksetup mode with the
1270  * &struct pseudo_lock_region associated with it, but cleared from all
1271  * information and ready for the user to re-attempt pseudo-locking by
1272  * writing the schemata again.
1273  *
1274  * Return: 0 if the pseudo-locked region was successfully pseudo-locked, <0
1275  * on failure. Descriptive error will be written to last_cmd_status buffer.
1276  */
1277 int rdtgroup_pseudo_lock_create(struct rdtgroup *rdtgrp)
1278 {
1279         struct pseudo_lock_region *plr = rdtgrp->plr;
1280         struct task_struct *thread;
1281         unsigned int new_minor;
1282         struct device *dev;
1283         int ret;
1284
1285         ret = pseudo_lock_region_alloc(plr);
1286         if (ret < 0)
1287                 return ret;
1288
1289         ret = pseudo_lock_cstates_constrain(plr);
1290         if (ret < 0) {
1291                 ret = -EINVAL;
1292                 goto out_region;
1293         }
1294
1295         plr->thread_done = 0;
1296
1297         thread = kthread_create_on_node(pseudo_lock_fn, rdtgrp,
1298                                         cpu_to_node(plr->cpu),
1299                                         "pseudo_lock/%u", plr->cpu);
1300         if (IS_ERR(thread)) {
1301                 ret = PTR_ERR(thread);
1302                 rdt_last_cmd_printf("locking thread returned error %d\n", ret);
1303                 goto out_cstates;
1304         }
1305
1306         kthread_bind(thread, plr->cpu);
1307         wake_up_process(thread);
1308
1309         ret = wait_event_interruptible(plr->lock_thread_wq,
1310                                        plr->thread_done == 1);
1311         if (ret < 0) {
1312                 /*
1313                  * If the thread does not get on the CPU for whatever
1314                  * reason and the process which sets up the region is
1315                  * interrupted then this will leave the thread in runnable
1316                  * state and once it gets on the CPU it will derefence
1317                  * the cleared, but not freed, plr struct resulting in an
1318                  * empty pseudo-locking loop.
1319                  */
1320                 rdt_last_cmd_puts("locking thread interrupted\n");
1321                 goto out_cstates;
1322         }
1323
1324         ret = pseudo_lock_minor_get(&new_minor);
1325         if (ret < 0) {
1326                 rdt_last_cmd_puts("unable to obtain a new minor number\n");
1327                 goto out_cstates;
1328         }
1329
1330         /*
1331          * Unlock access but do not release the reference. The
1332          * pseudo-locked region will still be here on return.
1333          *
1334          * The mutex has to be released temporarily to avoid a potential
1335          * deadlock with the mm->mmap_sem semaphore which is obtained in
1336          * the device_create() and debugfs_create_dir() callpath below
1337          * as well as before the mmap() callback is called.
1338          */
1339         mutex_unlock(&rdtgroup_mutex);
1340
1341         if (!IS_ERR_OR_NULL(debugfs_resctrl)) {
1342                 plr->debugfs_dir = debugfs_create_dir(rdtgrp->kn->name,
1343                                                       debugfs_resctrl);
1344                 if (!IS_ERR_OR_NULL(plr->debugfs_dir))
1345                         debugfs_create_file("pseudo_lock_measure", 0200,
1346                                             plr->debugfs_dir, rdtgrp,
1347                                             &pseudo_measure_fops);
1348         }
1349
1350         dev = device_create(pseudo_lock_class, NULL,
1351                             MKDEV(pseudo_lock_major, new_minor),
1352                             rdtgrp, "%s", rdtgrp->kn->name);
1353
1354         mutex_lock(&rdtgroup_mutex);
1355
1356         if (IS_ERR(dev)) {
1357                 ret = PTR_ERR(dev);
1358                 rdt_last_cmd_printf("failed to create character device: %d\n",
1359                                     ret);
1360                 goto out_debugfs;
1361         }
1362
1363         /* We released the mutex - check if group was removed while we did so */
1364         if (rdtgrp->flags & RDT_DELETED) {
1365                 ret = -ENODEV;
1366                 goto out_device;
1367         }
1368
1369         plr->minor = new_minor;
1370
1371         rdtgrp->mode = RDT_MODE_PSEUDO_LOCKED;
1372         closid_free(rdtgrp->closid);
1373         rdtgroup_kn_mode_restore(rdtgrp, "cpus", 0444);
1374         rdtgroup_kn_mode_restore(rdtgrp, "cpus_list", 0444);
1375
1376         ret = 0;
1377         goto out;
1378
1379 out_device:
1380         device_destroy(pseudo_lock_class, MKDEV(pseudo_lock_major, new_minor));
1381 out_debugfs:
1382         debugfs_remove_recursive(plr->debugfs_dir);
1383         pseudo_lock_minor_release(new_minor);
1384 out_cstates:
1385         pseudo_lock_cstates_relax(plr);
1386 out_region:
1387         pseudo_lock_region_clear(plr);
1388 out:
1389         return ret;
1390 }
1391
1392 /**
1393  * rdtgroup_pseudo_lock_remove - Remove a pseudo-locked region
1394  * @rdtgrp: resource group to which the pseudo-locked region belongs
1395  *
1396  * The removal of a pseudo-locked region can be initiated when the resource
1397  * group is removed from user space via a "rmdir" from userspace or the
1398  * unmount of the resctrl filesystem. On removal the resource group does
1399  * not go back to pseudo-locksetup mode before it is removed, instead it is
1400  * removed directly. There is thus assymmetry with the creation where the
1401  * &struct pseudo_lock_region is removed here while it was not created in
1402  * rdtgroup_pseudo_lock_create().
1403  *
1404  * Return: void
1405  */
1406 void rdtgroup_pseudo_lock_remove(struct rdtgroup *rdtgrp)
1407 {
1408         struct pseudo_lock_region *plr = rdtgrp->plr;
1409
1410         if (rdtgrp->mode == RDT_MODE_PSEUDO_LOCKSETUP) {
1411                 /*
1412                  * Default group cannot be a pseudo-locked region so we can
1413                  * free closid here.
1414                  */
1415                 closid_free(rdtgrp->closid);
1416                 goto free;
1417         }
1418
1419         pseudo_lock_cstates_relax(plr);
1420         debugfs_remove_recursive(rdtgrp->plr->debugfs_dir);
1421         device_destroy(pseudo_lock_class, MKDEV(pseudo_lock_major, plr->minor));
1422         pseudo_lock_minor_release(plr->minor);
1423
1424 free:
1425         pseudo_lock_free(rdtgrp);
1426 }
1427
1428 static int pseudo_lock_dev_open(struct inode *inode, struct file *filp)
1429 {
1430         struct rdtgroup *rdtgrp;
1431
1432         mutex_lock(&rdtgroup_mutex);
1433
1434         rdtgrp = region_find_by_minor(iminor(inode));
1435         if (!rdtgrp) {
1436                 mutex_unlock(&rdtgroup_mutex);
1437                 return -ENODEV;
1438         }
1439
1440         filp->private_data = rdtgrp;
1441         atomic_inc(&rdtgrp->waitcount);
1442         /* Perform a non-seekable open - llseek is not supported */
1443         filp->f_mode &= ~(FMODE_LSEEK | FMODE_PREAD | FMODE_PWRITE);
1444
1445         mutex_unlock(&rdtgroup_mutex);
1446
1447         return 0;
1448 }
1449
1450 static int pseudo_lock_dev_release(struct inode *inode, struct file *filp)
1451 {
1452         struct rdtgroup *rdtgrp;
1453
1454         mutex_lock(&rdtgroup_mutex);
1455         rdtgrp = filp->private_data;
1456         WARN_ON(!rdtgrp);
1457         if (!rdtgrp) {
1458                 mutex_unlock(&rdtgroup_mutex);
1459                 return -ENODEV;
1460         }
1461         filp->private_data = NULL;
1462         atomic_dec(&rdtgrp->waitcount);
1463         mutex_unlock(&rdtgroup_mutex);
1464         return 0;
1465 }
1466
1467 static int pseudo_lock_dev_mremap(struct vm_area_struct *area)
1468 {
1469         /* Not supported */
1470         return -EINVAL;
1471 }
1472
1473 static const struct vm_operations_struct pseudo_mmap_ops = {
1474         .mremap = pseudo_lock_dev_mremap,
1475 };
1476
1477 static int pseudo_lock_dev_mmap(struct file *filp, struct vm_area_struct *vma)
1478 {
1479         unsigned long vsize = vma->vm_end - vma->vm_start;
1480         unsigned long off = vma->vm_pgoff << PAGE_SHIFT;
1481         struct pseudo_lock_region *plr;
1482         struct rdtgroup *rdtgrp;
1483         unsigned long physical;
1484         unsigned long psize;
1485
1486         mutex_lock(&rdtgroup_mutex);
1487
1488         rdtgrp = filp->private_data;
1489         WARN_ON(!rdtgrp);
1490         if (!rdtgrp) {
1491                 mutex_unlock(&rdtgroup_mutex);
1492                 return -ENODEV;
1493         }
1494
1495         plr = rdtgrp->plr;
1496
1497         /*
1498          * Task is required to run with affinity to the cpus associated
1499          * with the pseudo-locked region. If this is not the case the task
1500          * may be scheduled elsewhere and invalidate entries in the
1501          * pseudo-locked region.
1502          */
1503         if (!cpumask_subset(&current->cpus_allowed, &plr->d->cpu_mask)) {
1504                 mutex_unlock(&rdtgroup_mutex);
1505                 return -EINVAL;
1506         }
1507
1508         physical = __pa(plr->kmem) >> PAGE_SHIFT;
1509         psize = plr->size - off;
1510
1511         if (off > plr->size) {
1512                 mutex_unlock(&rdtgroup_mutex);
1513                 return -ENOSPC;
1514         }
1515
1516         /*
1517          * Ensure changes are carried directly to the memory being mapped,
1518          * do not allow copy-on-write mapping.
1519          */
1520         if (!(vma->vm_flags & VM_SHARED)) {
1521                 mutex_unlock(&rdtgroup_mutex);
1522                 return -EINVAL;
1523         }
1524
1525         if (vsize > psize) {
1526                 mutex_unlock(&rdtgroup_mutex);
1527                 return -ENOSPC;
1528         }
1529
1530         memset(plr->kmem + off, 0, vsize);
1531
1532         if (remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, physical + vma->vm_pgoff,
1533                             vsize, vma->vm_page_prot)) {
1534                 mutex_unlock(&rdtgroup_mutex);
1535                 return -EAGAIN;
1536         }
1537         vma->vm_ops = &pseudo_mmap_ops;
1538         mutex_unlock(&rdtgroup_mutex);
1539         return 0;
1540 }
1541
1542 static const struct file_operations pseudo_lock_dev_fops = {
1543         .owner =        THIS_MODULE,
1544         .llseek =       no_llseek,
1545         .read =         NULL,
1546         .write =        NULL,
1547         .open =         pseudo_lock_dev_open,
1548         .release =      pseudo_lock_dev_release,
1549         .mmap =         pseudo_lock_dev_mmap,
1550 };
1551
1552 static char *pseudo_lock_devnode(struct device *dev, umode_t *mode)
1553 {
1554         struct rdtgroup *rdtgrp;
1555
1556         rdtgrp = dev_get_drvdata(dev);
1557         if (mode)
1558                 *mode = 0600;
1559         return kasprintf(GFP_KERNEL, "pseudo_lock/%s", rdtgrp->kn->name);
1560 }
1561
1562 int rdt_pseudo_lock_init(void)
1563 {
1564         int ret;
1565
1566         ret = register_chrdev(0, "pseudo_lock", &pseudo_lock_dev_fops);
1567         if (ret < 0)
1568                 return ret;
1569
1570         pseudo_lock_major = ret;
1571
1572         pseudo_lock_class = class_create(THIS_MODULE, "pseudo_lock");
1573         if (IS_ERR(pseudo_lock_class)) {
1574                 ret = PTR_ERR(pseudo_lock_class);
1575                 unregister_chrdev(pseudo_lock_major, "pseudo_lock");
1576                 return ret;
1577         }
1578
1579         pseudo_lock_class->devnode = pseudo_lock_devnode;
1580         return 0;
1581 }
1582
1583 void rdt_pseudo_lock_release(void)
1584 {
1585         class_destroy(pseudo_lock_class);
1586         pseudo_lock_class = NULL;
1587         unregister_chrdev(pseudo_lock_major, "pseudo_lock");
1588         pseudo_lock_major = 0;
1589 }