// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
/*
 *  linux/kernel/profile.c
 *  Simple profiling. Manages a direct-mapped profile hit count buffer,
 *  with configurable resolution, support for restricting the cpus on
 *  which profiling is done, and switching between cpu time and
 *  schedule() calls via kernel command line parameters passed at boot.
 *
 *  Scheduler profiling support, Arjan van de Ven and Ingo Molnar,
 * Red Hat, July 2004
 *  Consolidation of architecture support code for profiling,
 * Nadia Yvette Chambers, Oracle, July 2004
 *  Amortized hit count accounting via per-cpu open-addressed hashtables
 * to resolve timer interrupt livelocks, Nadia Yvette Chambers,
 * Oracle, 2004
 */

#include <linux/export.h>
#include <linux/profile.h>
#include <linux/memblock.h>
#include <linux/notifier.h>
#include <linux/mm.h>
#include <linux/cpumask.h>
#include <linux/cpu.h>
#include <linux/highmem.h>
#include <linux/mutex.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/vmalloc.h>
#include <linux/sched/stat.h>

#include <asm/sections.h>
#include <asm/irq_regs.h>
#include <asm/ptrace.h>

struct profile_hit {
 u32 pc, hits;
};
#define PROFILE_GRPSHIFT 3
#define PROFILE_GRPSZ  (1 << PROFILE_GRPSHIFT)
#define NR_PROFILE_HIT  (PAGE_SIZE/sizeof(struct profile_hit))
#define NR_PROFILE_GRP  (NR_PROFILE_HIT/PROFILE_GRPSZ)

static atomic_t *prof_buffer;
static unsigned long prof_len;
static unsigned short int prof_shift;

int prof_on __read_mostly;
EXPORT_SYMBOL_GPL(prof_on);

int profile_setup(char *str)
{
 static const char schedstr[] = "schedule";
 static const char kvmstr[] = "kvm";
 const char *select = NULL;
 int par;

 if (!strncmp(str, schedstr, strlen(schedstr))) {
  prof_on = SCHED_PROFILING;
  select = schedstr;
 } else if (!strncmp(str, kvmstr, strlen(kvmstr))) {
  prof_on = KVM_PROFILING;
  select = kvmstr;
 } else if (get_option(&str, &par)) {
  prof_shift = clamp(par, 0, BITS_PER_LONG - 1);
  prof_on = CPU_PROFILING;
  pr_info("kernel profiling enabled (shift: %u)\n",
   prof_shift);
 }

 if (select) {
  if (str[strlen(select)] == ',')
   str += strlen(select) + 1;
  if (get_option(&str, &par))
   prof_shift = clamp(par, 0, BITS_PER_LONG - 1);
  pr_info("kernel %s profiling enabled (shift: %u)\n",
   select, prof_shift);
 }

 return 1;
}
__setup("profile=", profile_setup);


int __ref profile_init(void)
{
 int buffer_bytes;
 if (!prof_on)
  return 0;

 /* only text is profiled */
 prof_len = (_etext - _stext) >> prof_shift;

 if (!prof_len) {
  pr_warn("profiling shift: %u too large\n", prof_shift);
  prof_on = 0;
  return -EINVAL;
 }

 buffer_bytes = prof_len*sizeof(atomic_t);

 prof_buffer = kzalloc(buffer_bytes, GFP_KERNEL|__GFP_NOWARN);
 if (prof_buffer)
  return 0;

 prof_buffer = alloc_pages_exact(buffer_bytes,
     GFP_KERNEL|__GFP_ZERO|__GFP_NOWARN);
 if (prof_buffer)
  return 0;

 prof_buffer = vzalloc(buffer_bytes);
 if (prof_buffer)
  return 0;

 return -ENOMEM;
}

static void do_profile_hits(int type, void *__pc, unsigned int nr_hits)
{
 unsigned long pc;
 pc = ((unsigned long)__pc - (unsigned long)_stext) >> prof_shift;
 if (pc < prof_len)
  atomic_add(nr_hits, &prof_buffer[pc]);
}

void profile_hits(int type, void *__pc, unsigned int nr_hits)
{
 if (prof_on != type || !prof_buffer)
  return;
 do_profile_hits(type, __pc, nr_hits);
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(profile_hits);

void profile_tick(int type)
{
 struct pt_regs *regs = get_irq_regs();

 /* This is the old kernel-only legacy profiling */
 if (!user_mode(regs))
  profile_hit(type, (void *)profile_pc(regs));
}

#ifdef CONFIG_PROC_FS
#include <linux/proc_fs.h>
#include <linux/seq_file.h>
#include <linux/uaccess.h>

/*
 * This function accesses profiling information. The returned data is
 * binary: the sampling step and the actual contents of the profile
 * buffer. Use of the program readprofile is recommended in order to
 * get meaningful info out of these data.
 */
static ssize_t
read_profile(struct file *file, char __user *buf, size_t count, loff_t *ppos)
{
 unsigned long p = *ppos;
 ssize_t read;
 char *pnt;
 unsigned long sample_step = 1UL << prof_shift;

 if (p >= (prof_len+1)*sizeof(unsigned int))
  return 0;
 if (count > (prof_len+1)*sizeof(unsigned int) - p)
  count = (prof_len+1)*sizeof(unsigned int) - p;
 read = 0;

 while (p < sizeof(unsigned int) && count > 0) {
  if (put_user(*((char *)(&sample_step)+p), buf))
   return -EFAULT;
  buf++; p++; count--; read++;
 }
 pnt = (char *)prof_buffer + p - sizeof(atomic_t);
 if (copy_to_user(buf, (void *)pnt, count))
  return -EFAULT;
 read += count;
 *ppos += read;
 return read;
}

/* default is to not implement this call */
int __weak setup_profiling_timer(unsigned mult)
{
 return -EINVAL;
}

/*
 * Writing to /proc/profile resets the counters
 *
 * Writing a 'profiling multiplier' value into it also re-sets the profiling
 * interrupt frequency, on architectures that support this.
 */
static ssize_t write_profile(struct file *file, const char __user *buf,
        size_t count, loff_t *ppos)
{
#ifdef CONFIG_SMP
 if (count == sizeof(int)) {
  unsigned int multiplier;

  if (copy_from_user(&multiplier, buf, sizeof(int)))
   return -EFAULT;

  if (setup_profiling_timer(multiplier))
   return -EINVAL;
 }
#endif
 memset(prof_buffer, 0, prof_len * sizeof(atomic_t));
 return count;
}

static const struct proc_ops profile_proc_ops = {
 .proc_read = read_profile,
 .proc_write = write_profile,
 .proc_lseek = default_llseek,
};

int __ref create_proc_profile(void)
{
 struct proc_dir_entry *entry;
 int err = 0;

 if (!prof_on)
  return 0;
 entry = proc_create("profile", S_IWUSR | S_IRUGO,
       NULL, &profile_proc_ops);
 if (entry)
  proc_set_size(entry, (1 + prof_len) * sizeof(atomic_t));
 return err;
}
subsys_initcall(create_proc_profile);
#endif /* CONFIG_PROC_FS */