arch/x86/kernel/cpu/perf_event_intel_rapl.c

   1 /*
   2  * perf_event_intel_rapl.c: support Intel RAPL energy consumption counters
   3  * Copyright (C) 2013 Google, Inc., Stephane Eranian
   4  *
   5  * Intel RAPL interface is specified in the IA-32 Manual Vol3b
   6  * section 14.7.1 (September 2013)
   7  *
   8  * RAPL provides more controls than just reporting energy consumption
   9  * however here we only expose the 3 energy consumption free running
  10  * counters (pp0, pkg, dram).
  11  *
  12  * Each of those counters increments in a power unit defined by the
  13  * RAPL_POWER_UNIT MSR. On SandyBridge, this unit is 1/(2^16) Joules
  14  * but it can vary.
  15  *
  16  * Counter to rapl events mappings:
  17  *
  18  *  pp0 counter: consumption of all physical cores (power plane 0)
  19  *        event: rapl_energy_cores
  20  *    perf code: 0x1
  21  *
  22  *  pkg counter: consumption of the whole processor package
  23  *        event: rapl_energy_pkg
  24  *    perf code: 0x2
  25  *
  26  * dram counter: consumption of the dram domain (servers only)
  27  *        event: rapl_energy_dram
  28  *    perf code: 0x3
  29  *
  30  * dram counter: consumption of the builtin-gpu domain (client only)
  31  *        event: rapl_energy_gpu
  32  *    perf code: 0x4
  33  *
  34  * We manage those counters as free running (read-only). They may be
  35  * use simultaneously by other tools, such as turbostat.
  36  *
  37  * The events only support system-wide mode counting. There is no
  38  * sampling support because it does not make sense and is not
  39  * supported by the RAPL hardware.
  40  *
  41  * Because we want to avoid floating-point operations in the kernel,
  42  * the events are all reported in fixed point arithmetic (32.32).
  43  * Tools must adjust the counts to convert them to Watts using
  44  * the duration of the measurement. Tools may use a function such as
  45  * ldexp(raw_count, -32);
  46  */
  47 #include <linux/module.h>
  48 #include <linux/slab.h>
  49 #include <linux/perf_event.h>
  50 #include <asm/cpu_device_id.h>
  51 #include "perf_event.h"
  52
  53 /*
  54  * RAPL energy status counters
  55  */
  56 #define RAPL_IDX_PP0_NRG_STAT   0       /* all cores */
  57 #define INTEL_RAPL_PP0          0x1     /* pseudo-encoding */
  58 #define RAPL_IDX_PKG_NRG_STAT   1       /* entire package */
  59 #define INTEL_RAPL_PKG          0x2     /* pseudo-encoding */
  60 #define RAPL_IDX_RAM_NRG_STAT   2       /* DRAM */
  61 #define INTEL_RAPL_RAM          0x3     /* pseudo-encoding */
  62 #define RAPL_IDX_PP1_NRG_STAT   3       /* gpu */
  63 #define INTEL_RAPL_PP1          0x4     /* pseudo-encoding */
  64
  65 #define NR_RAPL_DOMAINS         0x4
  66 static const char *rapl_domain_names[NR_RAPL_DOMAINS] __initconst = {
  67         "pp0-core",
  68         "package",
  69         "dram",
  70         "pp1-gpu",
  71 };
  72
  73 /* Clients have PP0, PKG */
  74 #define RAPL_IDX_CLN    (1<<RAPL_IDX_PP0_NRG_STAT|\
  75                          1<<RAPL_IDX_PKG_NRG_STAT|\
  76                          1<<RAPL_IDX_PP1_NRG_STAT)
  77
  78 /* Servers have PP0, PKG, RAM */
  79 #define RAPL_IDX_SRV    (1<<RAPL_IDX_PP0_NRG_STAT|\
  80                          1<<RAPL_IDX_PKG_NRG_STAT|\
  81                          1<<RAPL_IDX_RAM_NRG_STAT)
  82
  83 /* Servers have PP0, PKG, RAM, PP1 */
  84 #define RAPL_IDX_HSW    (1<<RAPL_IDX_PP0_NRG_STAT|\
  85                          1<<RAPL_IDX_PKG_NRG_STAT|\
  86                          1<<RAPL_IDX_RAM_NRG_STAT|\
  87                          1<<RAPL_IDX_PP1_NRG_STAT)
  88
  89 /* Knights Landing has PKG, RAM */
  90 #define RAPL_IDX_KNL    (1<<RAPL_IDX_PKG_NRG_STAT|\
  91                          1<<RAPL_IDX_RAM_NRG_STAT)
  92
  93 /*
  94  * event code: LSB 8 bits, passed in attr->config
  95  * any other bit is reserved
  96  */
  97 #define RAPL_EVENT_MASK 0xFFULL
  98
  99 #define DEFINE_RAPL_FORMAT_ATTR(_var, _name, _format)           \
 100 static ssize_t __rapl_##_var##_show(struct kobject *kobj,       \
 101                                 struct kobj_attribute *attr,    \
 102                                 char *page)                     \
 103 {                                                               \
 104         BUILD_BUG_ON(sizeof(_format) >= PAGE_SIZE);             \
 105         return sprintf(page, _format "\n");                     \
 106 }                                                               \
 107 static struct kobj_attribute format_attr_##_var =               \
 108         __ATTR(_name, 0444, __rapl_##_var##_show, NULL)
 109
 110 #define RAPL_EVENT_DESC(_name, _config)                         \
 111 {                                                               \
 112         .attr   = __ATTR(_name, 0444, rapl_event_show, NULL),   \
 113         .config = _config,                                      \
 114 }
 115
 116 #define RAPL_CNTR_WIDTH 32 /* 32-bit rapl counters */
 117
 118 #define RAPL_EVENT_ATTR_STR(_name, v, str)                              \
 119 static struct perf_pmu_events_attr event_attr_##v = {                   \
 120         .attr           = __ATTR(_name, 0444, rapl_sysfs_show, NULL),   \
 121         .id             = 0,                                            \
 122         .event_str      = str,                                          \
 123 };
 124
 125 struct rapl_pmu {
 126         spinlock_t       lock;
 127         int              n_active; /* number of active events */
 128         struct list_head active_list;
 129         struct pmu       *pmu; /* pointer to rapl_pmu_class */
 130         ktime_t          timer_interval; /* in ktime_t unit */
 131         struct hrtimer   hrtimer;
 132 };
 133
 134 static int rapl_hw_unit[NR_RAPL_DOMAINS] __read_mostly;  /* 1/2^hw_unit Joule */
 135 static struct pmu rapl_pmu_class;
 136 static cpumask_t rapl_cpu_mask;
 137 static int rapl_cntr_mask;
 138
 139 static DEFINE_PER_CPU(struct rapl_pmu *, rapl_pmu);
 140 static DEFINE_PER_CPU(struct rapl_pmu *, rapl_pmu_to_free);
 141
 142 static struct x86_pmu_quirk *rapl_quirks;
 143 static inline u64 rapl_read_counter(struct perf_event *event)
 144 {
 145         u64 raw;
 146         rdmsrl(event->hw.event_base, raw);
 147         return raw;
 148 }
 149
 150 #define rapl_add_quirk(func_)                                           \
 151 do {                                                                    \
 152         static struct x86_pmu_quirk __quirk __initdata = {              \
 153                 .func = func_,                                          \
 154         };                                                              \
 155         __quirk.next = rapl_quirks;                                     \
 156         rapl_quirks = &__quirk;                                         \
 157 } while (0)
 158
 159 static inline u64 rapl_scale(u64 v, int cfg)
 160 {
 161         if (cfg > NR_RAPL_DOMAINS) {
 162                 pr_warn("invalid domain %d, failed to scale data\n", cfg);
 163                 return v;
 164         }
 165         /*
 166          * scale delta to smallest unit (1/2^32)
 167          * users must then scale back: count * 1/(1e9*2^32) to get Joules
 168          * or use ldexp(count, -32).
 169          * Watts = Joules/Time delta
 170          */
 171         return v << (32 - rapl_hw_unit[cfg - 1]);
 172 }
 173
 174 static u64 rapl_event_update(struct perf_event *event)
 175 {
 176         struct hw_perf_event *hwc = &event->hw;
 177         u64 prev_raw_count, new_raw_count;
 178         s64 delta, sdelta;
 179         int shift = RAPL_CNTR_WIDTH;
 180
 181 again:
 182         prev_raw_count = local64_read(&hwc->prev_count);
 183         rdmsrl(event->hw.event_base, new_raw_count);
 184
 185         if (local64_cmpxchg(&hwc->prev_count, prev_raw_count,
 186                             new_raw_count) != prev_raw_count) {
 187                 cpu_relax();
 188                 goto again;
 189         }
 190
 191         /*
 192          * Now we have the new raw value and have updated the prev
 193          * timestamp already. We can now calculate the elapsed delta
 194          * (event-)time and add that to the generic event.
 195          *
 196          * Careful, not all hw sign-extends above the physical width
 197          * of the count.
 198          */
 199         delta = (new_raw_count << shift) - (prev_raw_count << shift);
 200         delta >>= shift;
 201
 202         sdelta = rapl_scale(delta, event->hw.config);
 203
 204         local64_add(sdelta, &event->count);
 205
 206         return new_raw_count;
 207 }
 208
 209 static void rapl_start_hrtimer(struct rapl_pmu *pmu)
 210 {
 211        hrtimer_start(&pmu->hrtimer, pmu->timer_interval,
 212                      HRTIMER_MODE_REL_PINNED);
 213 }
 214
 215 static void rapl_stop_hrtimer(struct rapl_pmu *pmu)
 216 {
 217         hrtimer_cancel(&pmu->hrtimer);
 218 }
 219
 220 static enum hrtimer_restart rapl_hrtimer_handle(struct hrtimer *hrtimer)
 221 {
 222         struct rapl_pmu *pmu = __this_cpu_read(rapl_pmu);
 223         struct perf_event *event;
 224         unsigned long flags;
 225
 226         if (!pmu->n_active)
 227                 return HRTIMER_NORESTART;
 228
 229         spin_lock_irqsave(&pmu->lock, flags);
 230
 231         list_for_each_entry(event, &pmu->active_list, active_entry) {
 232                 rapl_event_update(event);
 233         }
 234
 235         spin_unlock_irqrestore(&pmu->lock, flags);
 236
 237         hrtimer_forward_now(hrtimer, pmu->timer_interval);
 238
 239         return HRTIMER_RESTART;
 240 }
 241
 242 static void rapl_hrtimer_init(struct rapl_pmu *pmu)
 243 {
 244         struct hrtimer *hr = &pmu->hrtimer;
 245
 246         hrtimer_init(hr, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
 247         hr->function = rapl_hrtimer_handle;
 248 }
 249
 250 static void __rapl_pmu_event_start(struct rapl_pmu *pmu,
 251                                    struct perf_event *event)
 252 {
 253         if (WARN_ON_ONCE(!(event->hw.state & PERF_HES_STOPPED)))
 254                 return;
 255
 256         event->hw.state = 0;
 257
 258         list_add_tail(&event->active_entry, &pmu->active_list);
 259
 260         local64_set(&event->hw.prev_count, rapl_read_counter(event));
 261
 262         pmu->n_active++;
 263         if (pmu->n_active == 1)
 264                 rapl_start_hrtimer(pmu);
 265 }
 266
 267 static void rapl_pmu_event_start(struct perf_event *event, int mode)
 268 {
 269         struct rapl_pmu *pmu = __this_cpu_read(rapl_pmu);
 270         unsigned long flags;
 271
 272         spin_lock_irqsave(&pmu->lock, flags);
 273         __rapl_pmu_event_start(pmu, event);
 274         spin_unlock_irqrestore(&pmu->lock, flags);
 275 }
 276
 277 static void rapl_pmu_event_stop(struct perf_event *event, int mode)
 278 {
 279         struct rapl_pmu *pmu = __this_cpu_read(rapl_pmu);
 280         struct hw_perf_event *hwc = &event->hw;
 281         unsigned long flags;
 282
 283         spin_lock_irqsave(&pmu->lock, flags);
 284
 285         /* mark event as deactivated and stopped */
 286         if (!(hwc->state & PERF_HES_STOPPED)) {
 287                 WARN_ON_ONCE(pmu->n_active <= 0);
 288                 pmu->n_active--;
 289                 if (pmu->n_active == 0)
 290                         rapl_stop_hrtimer(pmu);
 291
 292                 list_del(&event->active_entry);
 293
 294                 WARN_ON_ONCE(hwc->state & PERF_HES_STOPPED);
 295                 hwc->state |= PERF_HES_STOPPED;
 296         }
 297
 298         /* check if update of sw counter is necessary */
 299         if ((mode & PERF_EF_UPDATE) && !(hwc->state & PERF_HES_UPTODATE)) {
 300                 /*
 301                  * Drain the remaining delta count out of a event
 302                  * that we are disabling:
 303                  */
 304                 rapl_event_update(event);
 305                 hwc->state |= PERF_HES_UPTODATE;
 306         }
 307
 308         spin_unlock_irqrestore(&pmu->lock, flags);
 309 }
 310
 311 static int rapl_pmu_event_add(struct perf_event *event, int mode)
 312 {
 313         struct rapl_pmu *pmu = __this_cpu_read(rapl_pmu);
 314         struct hw_perf_event *hwc = &event->hw;
 315         unsigned long flags;
 316
 317         spin_lock_irqsave(&pmu->lock, flags);
 318
 319         hwc->state = PERF_HES_UPTODATE | PERF_HES_STOPPED;
 320
 321         if (mode & PERF_EF_START)
 322                 __rapl_pmu_event_start(pmu, event);
 323
 324         spin_unlock_irqrestore(&pmu->lock, flags);
 325
 326         return 0;
 327 }
 328
 329 static void rapl_pmu_event_del(struct perf_event *event, int flags)
 330 {
 331         rapl_pmu_event_stop(event, PERF_EF_UPDATE);
 332 }
 333
 334 static int rapl_pmu_event_init(struct perf_event *event)
 335 {
 336         u64 cfg = event->attr.config & RAPL_EVENT_MASK;
 337         int bit, msr, ret = 0;
 338
 339         /* only look at RAPL events */
 340         if (event->attr.type != rapl_pmu_class.type)
 341                 return -ENOENT;
 342
 343         /* check only supported bits are set */
 344         if (event->attr.config & ~RAPL_EVENT_MASK)
 345                 return -EINVAL;
 346
 347         /*
 348          * check event is known (determines counter)
 349          */
 350         switch (cfg) {
 351         case INTEL_RAPL_PP0:
 352                 bit = RAPL_IDX_PP0_NRG_STAT;
 353                 msr = MSR_PP0_ENERGY_STATUS;
 354                 break;
 355         case INTEL_RAPL_PKG:
 356                 bit = RAPL_IDX_PKG_NRG_STAT;
 357                 msr = MSR_PKG_ENERGY_STATUS;
 358                 break;
 359         case INTEL_RAPL_RAM:
 360                 bit = RAPL_IDX_RAM_NRG_STAT;
 361                 msr = MSR_DRAM_ENERGY_STATUS;
 362                 break;
 363         case INTEL_RAPL_PP1:
 364                 bit = RAPL_IDX_PP1_NRG_STAT;
 365                 msr = MSR_PP1_ENERGY_STATUS;
 366                 break;
 367         default:
 368                 return -EINVAL;
 369         }
 370         /* check event supported */
 371         if (!(rapl_cntr_mask & (1 << bit)))
 372                 return -EINVAL;
 373
 374         /* unsupported modes and filters */
 375         if (event->attr.exclude_user   ||
 376             event->attr.exclude_kernel ||
 377             event->attr.exclude_hv     ||
 378             event->attr.exclude_idle   ||
 379             event->attr.exclude_host   ||
 380             event->attr.exclude_guest  ||
 381             event->attr.sample_period) /* no sampling */
 382                 return -EINVAL;
 383
 384         /* must be done before validate_group */
 385         event->hw.event_base = msr;
 386         event->hw.config = cfg;
 387         event->hw.idx = bit;
 388
 389         return ret;
 390 }
 391
 392 static void rapl_pmu_event_read(struct perf_event *event)
 393 {
 394         rapl_event_update(event);
 395 }
 396
 397 static ssize_t rapl_get_attr_cpumask(struct device *dev,
 398                                 struct device_attribute *attr, char *buf)
 399 {
 400         return cpumap_print_to_pagebuf(true, buf, &rapl_cpu_mask);
 401 }
 402
 403 static DEVICE_ATTR(cpumask, S_IRUGO, rapl_get_attr_cpumask, NULL);
 404
 405 static struct attribute *rapl_pmu_attrs[] = {
 406         &dev_attr_cpumask.attr,
 407         NULL,
 408 };
 409
 410 static struct attribute_group rapl_pmu_attr_group = {
 411         .attrs = rapl_pmu_attrs,
 412 };
 413
 414 static ssize_t rapl_sysfs_show(struct device *dev,
 415                                struct device_attribute *attr,
 416                                char *page)
 417 {
 418         struct perf_pmu_events_attr *pmu_attr = \
 419                 container_of(attr, struct perf_pmu_events_attr, attr);
 420
 421         if (pmu_attr->event_str)
 422                 return sprintf(page, "%s", pmu_attr->event_str);
 423
 424         return 0;
 425 }
 426
 427 RAPL_EVENT_ATTR_STR(energy-cores, rapl_cores, "event=0x01");
 428 RAPL_EVENT_ATTR_STR(energy-pkg  ,   rapl_pkg, "event=0x02");
 429 RAPL_EVENT_ATTR_STR(energy-ram  ,   rapl_ram, "event=0x03");
 430 RAPL_EVENT_ATTR_STR(energy-gpu  ,   rapl_gpu, "event=0x04");
 431
 432 RAPL_EVENT_ATTR_STR(energy-cores.unit, rapl_cores_unit, "Joules");
 433 RAPL_EVENT_ATTR_STR(energy-pkg.unit  ,   rapl_pkg_unit, "Joules");
 434 RAPL_EVENT_ATTR_STR(energy-ram.unit  ,   rapl_ram_unit, "Joules");
 435 RAPL_EVENT_ATTR_STR(energy-gpu.unit  ,   rapl_gpu_unit, "Joules");
 436
 437 /*
 438  * we compute in 0.23 nJ increments regardless of MSR
 439  */
 440 RAPL_EVENT_ATTR_STR(energy-cores.scale, rapl_cores_scale, "2.3283064365386962890625e-10");
 441 RAPL_EVENT_ATTR_STR(energy-pkg.scale,     rapl_pkg_scale, "2.3283064365386962890625e-10");
 442 RAPL_EVENT_ATTR_STR(energy-ram.scale,     rapl_ram_scale, "2.3283064365386962890625e-10");
 443 RAPL_EVENT_ATTR_STR(energy-gpu.scale,     rapl_gpu_scale, "2.3283064365386962890625e-10");
 444
 445 static struct attribute *rapl_events_srv_attr[] = {
 446         EVENT_PTR(rapl_cores),
 447         EVENT_PTR(rapl_pkg),
 448         EVENT_PTR(rapl_ram),
 449
 450         EVENT_PTR(rapl_cores_unit),
 451         EVENT_PTR(rapl_pkg_unit),
 452         EVENT_PTR(rapl_ram_unit),
 453
 454         EVENT_PTR(rapl_cores_scale),
 455         EVENT_PTR(rapl_pkg_scale),
 456         EVENT_PTR(rapl_ram_scale),
 457         NULL,
 458 };
 459
 460 static struct attribute *rapl_events_cln_attr[] = {
 461         EVENT_PTR(rapl_cores),
 462         EVENT_PTR(rapl_pkg),
 463         EVENT_PTR(rapl_gpu),
 464
 465         EVENT_PTR(rapl_cores_unit),
 466         EVENT_PTR(rapl_pkg_unit),
 467         EVENT_PTR(rapl_gpu_unit),
 468
 469         EVENT_PTR(rapl_cores_scale),
 470         EVENT_PTR(rapl_pkg_scale),
 471         EVENT_PTR(rapl_gpu_scale),
 472         NULL,
 473 };
 474
 475 static struct attribute *rapl_events_hsw_attr[] = {
 476         EVENT_PTR(rapl_cores),
 477         EVENT_PTR(rapl_pkg),
 478         EVENT_PTR(rapl_gpu),
 479         EVENT_PTR(rapl_ram),
 480
 481         EVENT_PTR(rapl_cores_unit),
 482         EVENT_PTR(rapl_pkg_unit),
 483         EVENT_PTR(rapl_gpu_unit),
 484         EVENT_PTR(rapl_ram_unit),
 485
 486         EVENT_PTR(rapl_cores_scale),
 487         EVENT_PTR(rapl_pkg_scale),
 488         EVENT_PTR(rapl_gpu_scale),
 489         EVENT_PTR(rapl_ram_scale),
 490         NULL,
 491 };
 492
 493 static struct attribute *rapl_events_knl_attr[] = {
 494         EVENT_PTR(rapl_pkg),
 495         EVENT_PTR(rapl_ram),
 496
 497         EVENT_PTR(rapl_pkg_unit),
 498         EVENT_PTR(rapl_ram_unit),
 499
 500         EVENT_PTR(rapl_pkg_scale),
 501         EVENT_PTR(rapl_ram_scale),
 502         NULL,
 503 };
 504
 505 static struct attribute_group rapl_pmu_events_group = {
 506         .name = "events",
 507         .attrs = NULL, /* patched at runtime */
 508 };
 509
 510 DEFINE_RAPL_FORMAT_ATTR(event, event, "config:0-7");
 511 static struct attribute *rapl_formats_attr[] = {
 512         &format_attr_event.attr,
 513         NULL,
 514 };
 515
 516 static struct attribute_group rapl_pmu_format_group = {
 517         .name = "format",
 518         .attrs = rapl_formats_attr,
 519 };
 520
 521 const struct attribute_group *rapl_attr_groups[] = {
 522         &rapl_pmu_attr_group,
 523         &rapl_pmu_format_group,
 524         &rapl_pmu_events_group,
 525         NULL,
 526 };
 527
 528 static struct pmu rapl_pmu_class = {
 529         .attr_groups    = rapl_attr_groups,
 530         .task_ctx_nr    = perf_invalid_context, /* system-wide only */
 531         .event_init     = rapl_pmu_event_init,
 532         .add            = rapl_pmu_event_add, /* must have */
 533         .del            = rapl_pmu_event_del, /* must have */
 534         .start          = rapl_pmu_event_start,
 535         .stop           = rapl_pmu_event_stop,
 536         .read           = rapl_pmu_event_read,
 537 };
 538
 539 static void rapl_cpu_exit(int cpu)
 540 {
 541         struct rapl_pmu *pmu = per_cpu(rapl_pmu, cpu);
 542         int i, phys_id = topology_physical_package_id(cpu);
 543         int target = -1;
 544
 545         /* find a new cpu on same package */
 546         for_each_online_cpu(i) {
 547                 if (i == cpu)
 548                         continue;
 549                 if (phys_id == topology_physical_package_id(i)) {
 550                         target = i;
 551                         break;
 552                 }
 553         }
 554         /*
 555          * clear cpu from cpumask
 556          * if was set in cpumask and still some cpu on package,
 557          * then move to new cpu
 558          */
 559         if (cpumask_test_and_clear_cpu(cpu, &rapl_cpu_mask) && target >= 0)
 560                 cpumask_set_cpu(target, &rapl_cpu_mask);
 561
 562         WARN_ON(cpumask_empty(&rapl_cpu_mask));
 563         /*
 564          * migrate events and context to new cpu
 565          */
 566         if (target >= 0)
 567                 perf_pmu_migrate_context(pmu->pmu, cpu, target);
 568
 569         /* cancel overflow polling timer for CPU */
 570         rapl_stop_hrtimer(pmu);
 571 }
 572
 573 static void rapl_cpu_init(int cpu)
 574 {
 575         int i, phys_id = topology_physical_package_id(cpu);
 576
 577         /* check if phys_is is already covered */
 578         for_each_cpu(i, &rapl_cpu_mask) {
 579                 if (phys_id == topology_physical_package_id(i))
 580                         return;
 581         }
 582         /* was not found, so add it */
 583         cpumask_set_cpu(cpu, &rapl_cpu_mask);
 584 }
 585
 586 static __init void rapl_hsw_server_quirk(void)
 587 {
 588         /*
 589          * DRAM domain on HSW server has fixed energy unit which can be
 590          * different than the unit from power unit MSR.
 591          * "Intel Xeon Processor E5-1600 and E5-2600 v3 Product Families, V2
 592          * of 2. Datasheet, September 2014, Reference Number: 330784-001 "
 593          */
 594         rapl_hw_unit[RAPL_IDX_RAM_NRG_STAT] = 16;
 595 }
 596
 597 static int rapl_cpu_prepare(int cpu)
 598 {
 599         struct rapl_pmu *pmu = per_cpu(rapl_pmu, cpu);
 600         int phys_id = topology_physical_package_id(cpu);
 601         u64 ms;
 602
 603         if (pmu)
 604                 return 0;
 605
 606         if (phys_id < 0)
 607                 return -1;
 608
 609         pmu = kzalloc_node(sizeof(*pmu), GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
 610         if (!pmu)
 611                 return -1;
 612         spin_lock_init(&pmu->lock);
 613
 614         INIT_LIST_HEAD(&pmu->active_list);
 615
 616         pmu->pmu = &rapl_pmu_class;
 617
 618         /*
 619          * use reference of 200W for scaling the timeout
 620          * to avoid missing counter overflows.
 621          * 200W = 200 Joules/sec
 622          * divide interval by 2 to avoid lockstep (2 * 100)
 623          * if hw unit is 32, then we use 2 ms 1/200/2
 624          */
 625         if (rapl_hw_unit[0] < 32)
 626                 ms = (1000 / (2 * 100)) * (1ULL << (32 - rapl_hw_unit[0] - 1));
 627         else
 628                 ms = 2;
 629
 630         pmu->timer_interval = ms_to_ktime(ms);
 631
 632         rapl_hrtimer_init(pmu);
 633
 634         /* set RAPL pmu for this cpu for now */
 635         per_cpu(rapl_pmu, cpu) = pmu;
 636         per_cpu(rapl_pmu_to_free, cpu) = NULL;
 637
 638         return 0;
 639 }
 640
 641 static void rapl_cpu_kfree(int cpu)
 642 {
 643         struct rapl_pmu *pmu = per_cpu(rapl_pmu_to_free, cpu);
 644
 645         kfree(pmu);
 646
 647         per_cpu(rapl_pmu_to_free, cpu) = NULL;
 648 }
 649
 650 static int rapl_cpu_dying(int cpu)
 651 {
 652         struct rapl_pmu *pmu = per_cpu(rapl_pmu, cpu);
 653
 654         if (!pmu)
 655                 return 0;
 656
 657         per_cpu(rapl_pmu, cpu) = NULL;
 658
 659         per_cpu(rapl_pmu_to_free, cpu) = pmu;
 660
 661         return 0;
 662 }
 663
 664 static int rapl_cpu_notifier(struct notifier_block *self,
 665                              unsigned long action, void *hcpu)
 666 {
 667         unsigned int cpu = (long)hcpu;
 668
 669         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
 670         case CPU_UP_PREPARE:
 671                 rapl_cpu_prepare(cpu);
 672                 break;
 673         case CPU_STARTING:
 674                 rapl_cpu_init(cpu);
 675                 break;
 676         case CPU_UP_CANCELED:
 677         case CPU_DYING:
 678                 rapl_cpu_dying(cpu);
 679                 break;
 680         case CPU_ONLINE:
 681         case CPU_DEAD:
 682                 rapl_cpu_kfree(cpu);
 683                 break;
 684         case CPU_DOWN_PREPARE:
 685                 rapl_cpu_exit(cpu);
 686                 break;
 687         default:
 688                 break;
 689         }
 690
 691         return NOTIFY_OK;
 692 }
 693
 694 static int rapl_check_hw_unit(void)
 695 {
 696         u64 msr_rapl_power_unit_bits;
 697         int i;
 698
 699         /* protect rdmsrl() to handle virtualization */
 700         if (rdmsrl_safe(MSR_RAPL_POWER_UNIT, &msr_rapl_power_unit_bits))
 701                 return -1;
 702         for (i = 0; i < NR_RAPL_DOMAINS; i++)
 703                 rapl_hw_unit[i] = (msr_rapl_power_unit_bits >> 8) & 0x1FULL;
 704
 705         return 0;
 706 }
 707
 708 static const struct x86_cpu_id rapl_cpu_match[] = {
 709         [0] = { .vendor = X86_VENDOR_INTEL, .family = 6 },
 710         [1] = {},
 711 };
 712
 713 static int __init rapl_pmu_init(void)
 714 {
 715         struct rapl_pmu *pmu;
 716         int cpu, ret;
 717         struct x86_pmu_quirk *quirk;
 718         int i;
 719
 720         /*
 721          * check for Intel processor family 6
 722          */
 723         if (!x86_match_cpu(rapl_cpu_match))
 724                 return 0;
 725
 726         /* check supported CPU */
 727         switch (boot_cpu_data.x86_model) {
 728         case 42: /* Sandy Bridge */
 729         case 58: /* Ivy Bridge */
 730                 rapl_cntr_mask = RAPL_IDX_CLN;
 731                 rapl_pmu_events_group.attrs = rapl_events_cln_attr;
 732                 break;
 733         case 63: /* Haswell-Server */
 734                 rapl_add_quirk(rapl_hsw_server_quirk);
 735                 rapl_cntr_mask = RAPL_IDX_SRV;
 736                 rapl_pmu_events_group.attrs = rapl_events_srv_attr;
 737                 break;
 738         case 60: /* Haswell */
 739         case 69: /* Haswell-Celeron */
 740         case 61: /* Broadwell */
 741                 rapl_cntr_mask = RAPL_IDX_HSW;
 742                 rapl_pmu_events_group.attrs = rapl_events_hsw_attr;
 743                 break;
 744         case 45: /* Sandy Bridge-EP */
 745         case 62: /* IvyTown */
 746                 rapl_cntr_mask = RAPL_IDX_SRV;
 747                 rapl_pmu_events_group.attrs = rapl_events_srv_attr;
 748                 break;
 749         case 87: /* Knights Landing */
 750                 rapl_add_quirk(rapl_hsw_server_quirk);
 751                 rapl_cntr_mask = RAPL_IDX_KNL;
 752                 rapl_pmu_events_group.attrs = rapl_events_knl_attr;
 753
 754         default:
 755                 /* unsupported */
 756                 return 0;
 757         }
 758         ret = rapl_check_hw_unit();
 759         if (ret)
 760                 return ret;
 761
 762         /* run cpu model quirks */
 763         for (quirk = rapl_quirks; quirk; quirk = quirk->next)
 764                 quirk->func();
 765         cpu_notifier_register_begin();
 766
 767         for_each_online_cpu(cpu) {
 768                 ret = rapl_cpu_prepare(cpu);
 769                 if (ret)
 770                         goto out;
 771                 rapl_cpu_init(cpu);
 772         }
 773
 774         __perf_cpu_notifier(rapl_cpu_notifier);
 775
 776         ret = perf_pmu_register(&rapl_pmu_class, "power", -1);
 777         if (WARN_ON(ret)) {
 778                 pr_info("RAPL PMU detected, registration failed (%d), RAPL PMU disabled\n", ret);
 779                 cpu_notifier_register_done();
 780                 return -1;
 781         }
 782
 783         pmu = __this_cpu_read(rapl_pmu);
 784
 785         pr_info("RAPL PMU detected,"
 786                 " API unit is 2^-32 Joules,"
 787                 " %d fixed counters"
 788                 " %llu ms ovfl timer\n",
 789                 hweight32(rapl_cntr_mask),
 790                 ktime_to_ms(pmu->timer_interval));
 791         for (i = 0; i < NR_RAPL_DOMAINS; i++) {
 792                 if (rapl_cntr_mask & (1 << i)) {
 793                         pr_info("hw unit of domain %s 2^-%d Joules\n",
 794                                 rapl_domain_names[i], rapl_hw_unit[i]);
 795                 }
 796         }
 797 out:
 798         cpu_notifier_register_done();
 799
 800         return 0;
 801 }
 802 device_initcall(rapl_pmu_init);