#define __SANE_USERSPACE_TYPES__ // Use ll64
#include <fcntl.h>
#include <errno.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <dirent.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <sys/mman.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/types.h>
#include <pthread.h>
#include <assert.h>
#include <mm/gup_test.h>
#include "../kselftest.h"
#include "vm_util.h"

#define MB (1UL << 20)

/* Just the flags we need, copied from mm.h: */
#define FOLL_WRITE 0x01 /* check pte is writable */
#define FOLL_TOUCH 0x02 /* mark page accessed */

#define GUP_TEST_FILE "/sys/kernel/debug/gup_test"

static unsigned long cmd = GUP_FAST_BENCHMARK;
static int gup_fd, repeats = 1;
static unsigned long size = 128 * MB;
/* Serialize prints */
static pthread_mutex_t print_mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;

static char *cmd_to_str(unsigned long cmd)
{
 switch (cmd) {
 case GUP_FAST_BENCHMARK:
  return "GUP_FAST_BENCHMARK";
 case PIN_FAST_BENCHMARK:
  return "PIN_FAST_BENCHMARK";
 case PIN_LONGTERM_BENCHMARK:
  return "PIN_LONGTERM_BENCHMARK";
 case GUP_BASIC_TEST:
  return "GUP_BASIC_TEST";
 case PIN_BASIC_TEST:
  return "PIN_BASIC_TEST";
 case DUMP_USER_PAGES_TEST:
  return "DUMP_USER_PAGES_TEST";
 }
 return "Unknown command";
}

void *gup_thread(void *data)
{
 struct gup_test gup = *(struct gup_test *)data;
 int i, status;

 /* Only report timing information on the *_BENCHMARK commands: */
 if ((cmd == PIN_FAST_BENCHMARK) || (cmd == GUP_FAST_BENCHMARK) ||
      (cmd == PIN_LONGTERM_BENCHMARK)) {
  for (i = 0; i < repeats; i++) {
   gup.size = size;
   status = ioctl(gup_fd, cmd, &gup);
   if (status)
    break;

   pthread_mutex_lock(&print_mutex);
   ksft_print_msg("%s: Time: get:%lld put:%lld us",
           cmd_to_str(cmd), gup.get_delta_usec,
           gup.put_delta_usec);
   if (gup.size != size)
    ksft_print_msg(", truncated (size: %lld)", gup.size);
   ksft_print_msg("\n");
   pthread_mutex_unlock(&print_mutex);
  }
 } else {
  gup.size = size;
  status = ioctl(gup_fd, cmd, &gup);
  if (status)
   goto return_;

  pthread_mutex_lock(&print_mutex);
  ksft_print_msg("%s: done\n", cmd_to_str(cmd));
  if (gup.size != size)
   ksft_print_msg("Truncated (size: %lld)\n", gup.size);
  pthread_mutex_unlock(&print_mutex);
 }

return_:
 ksft_test_result(!status, "ioctl status %d\n", status);
 return NULL;
}

int main(int argc, char **argv)
{
 struct gup_test gup = { 0 };
 int filed, i, opt, nr_pages = 1, thp = -1, write = 1, nthreads = 1, ret;
 int flags = MAP_PRIVATE, touch = 0;
 char *file = "/dev/zero";
 pthread_t *tid;
 char *p;

 while ((opt = getopt(argc, argv, "m:r:n:F:f:abcj:tTLUuwWSHpz")) != -1) {
  switch (opt) {
  case 'a':
   cmd = PIN_FAST_BENCHMARK;
   break;
  case 'b':
   cmd = PIN_BASIC_TEST;
   break;
  case 'L':
   cmd = PIN_LONGTERM_BENCHMARK;
   break;
  case 'c':
   cmd = DUMP_USER_PAGES_TEST;
   /*
    * Dump page 0 (index 1). May be overridden later, by
    * user's non-option arguments.
    *
    * .which_pages is zero-based, so that zero can mean "do
    * nothing".
 */
   gup.which_pages[0] = 1;
   break;
  case 'p':
   /* works only with DUMP_USER_PAGES_TEST */
   gup.test_flags |= GUP_TEST_FLAG_DUMP_PAGES_USE_PIN;
   break;
  case 'F':
   /* strtol, so you can pass flags in hex form */
   gup.gup_flags = strtol(optarg, 0, 0);
   break;
  case 'j':
   nthreads = atoi(optarg);
   break;
  case 'm':
   size = atoi(optarg) * MB;
   break;
  case 'r':
   repeats = atoi(optarg);
   break;
  case 'n':
   nr_pages = atoi(optarg);
   break;
  case 't':
   thp = 1;
   break;
  case 'T':
   thp = 0;
   break;
  case 'U':
   cmd = GUP_BASIC_TEST;
   break;
  case 'u':
   cmd = GUP_FAST_BENCHMARK;
   break;
  case 'w':
   write = 1;
   break;
  case 'W':
   write = 0;
   break;
  case 'f':
   file = optarg;
   break;
  case 'S':
   flags &= ~MAP_PRIVATE;
   flags |= MAP_SHARED;
   break;
  case 'H':
   flags |= (MAP_HUGETLB | MAP_ANONYMOUS);
   break;
  case 'z':
   /* fault pages in gup, do not fault in userland */
   touch = 1;
   break;
  default:
   ksft_exit_fail_msg("Wrong argument\n");
  }
 }

 if (optind < argc) {
  int extra_arg_count = 0;
  /*
   * For example:
   *
   *   ./gup_test -c 0 1 0x1001
   *
   * ...to dump pages 0, 1, and 4097
 */

  while ((optind < argc) &&
         (extra_arg_count < GUP_TEST_MAX_PAGES_TO_DUMP)) {
   /*
    * Do the 1-based indexing here, so that the user can
    * use normal 0-based indexing on the command line.
 */
   long page_index = strtol(argv[optind], 0, 0) + 1;

   gup.which_pages[extra_arg_count] = page_index;
   extra_arg_count++;
   optind++;
  }
 }

 ksft_print_header();
 ksft_set_plan(nthreads);

 filed = open(file, O_RDWR|O_CREAT, 0664);
 if (filed < 0)
  ksft_exit_fail_msg("Unable to open %s: %s\n", file, strerror(errno));

 gup.nr_pages_per_call = nr_pages;
 if (write)
  gup.gup_flags |= FOLL_WRITE;

 gup_fd = open(GUP_TEST_FILE, O_RDWR);
 if (gup_fd == -1) {
  switch (errno) {
  case EACCES:
   if (getuid())
    ksft_print_msg("Please run this test as root\n");
   break;
  case ENOENT:
   if (opendir("/sys/kernel/debug") == NULL)
    ksft_print_msg("mount debugfs at /sys/kernel/debug\n");
   ksft_print_msg("check if CONFIG_GUP_TEST is enabled in kernel config\n");
   break;
  default:
   ksft_print_msg("failed to open %s: %s\n", GUP_TEST_FILE, strerror(errno));
   break;
  }
  ksft_test_result_skip("Please run this test as root\n");
  ksft_exit_pass();
 }

 p = mmap(NULL, size, PROT_READ | PROT_WRITE, flags, filed, 0);
 if (p == MAP_FAILED)
  ksft_exit_fail_msg("mmap: %s\n", strerror(errno));
 gup.addr = (unsigned long)p;

 if (thp == 1)
  madvise(p, size, MADV_HUGEPAGE);
 else if (thp == 0)
  madvise(p, size, MADV_NOHUGEPAGE);

 /*
  * FOLL_TOUCH, in gup_test, is used as an either/or case: either
  * fault pages in from the kernel via FOLL_TOUCH, or fault them
  * in here, from user space. This allows comparison of performance
  * between those two cases.
 */
 if (touch) {
  gup.gup_flags |= FOLL_TOUCH;
 } else {
  for (; (unsigned long)p < gup.addr + size; p += psize())
   p[0] = 0;
 }

 tid = malloc(sizeof(pthread_t) * nthreads);
 assert(tid);
 for (i = 0; i < nthreads; i++) {
  ret = pthread_create(&tid[i], NULL, gup_thread, &gup);
  assert(ret == 0);
 }
 for (i = 0; i < nthreads; i++) {
  ret = pthread_join(tid[i], NULL);
  assert(ret == 0);
 }

 free(tid);

 ksft_exit_pass();
}