xref: /linux/arch/s390/kernel/cache.c (revision 881730ad365130f64b5c70c40904b04eb3b79de3)
1*881730adSHeiko Carstens /*
2*881730adSHeiko Carstens  * Extract CPU cache information and expose them via sysfs.
3*881730adSHeiko Carstens  *
4*881730adSHeiko Carstens  *    Copyright IBM Corp. 2012
5*881730adSHeiko Carstens  *    Author(s): Heiko Carstens <heiko.carstens@de.ibm.com>
6*881730adSHeiko Carstens  */
7*881730adSHeiko Carstens 
8*881730adSHeiko Carstens #include <linux/notifier.h>
9*881730adSHeiko Carstens #include <linux/init.h>
10*881730adSHeiko Carstens #include <linux/list.h>
11*881730adSHeiko Carstens #include <linux/slab.h>
12*881730adSHeiko Carstens #include <linux/cpu.h>
13*881730adSHeiko Carstens #include <asm/facility.h>
14*881730adSHeiko Carstens 
15*881730adSHeiko Carstens struct cache {
16*881730adSHeiko Carstens 	unsigned long size;
17*881730adSHeiko Carstens 	unsigned int line_size;
18*881730adSHeiko Carstens 	unsigned int associativity;
19*881730adSHeiko Carstens 	unsigned int nr_sets;
20*881730adSHeiko Carstens 	int level;
21*881730adSHeiko Carstens 	int type;
22*881730adSHeiko Carstens 	struct list_head list;
23*881730adSHeiko Carstens };
24*881730adSHeiko Carstens 
25*881730adSHeiko Carstens struct cache_dir {
26*881730adSHeiko Carstens 	struct kobject *kobj;
27*881730adSHeiko Carstens 	struct cache_index_dir *index;
28*881730adSHeiko Carstens };
29*881730adSHeiko Carstens 
30*881730adSHeiko Carstens struct cache_index_dir {
31*881730adSHeiko Carstens 	struct kobject kobj;
32*881730adSHeiko Carstens 	int cpu;
33*881730adSHeiko Carstens 	struct cache *cache;
34*881730adSHeiko Carstens 	struct cache_index_dir *next;
35*881730adSHeiko Carstens };
36*881730adSHeiko Carstens 
37*881730adSHeiko Carstens enum {
38*881730adSHeiko Carstens 	CACHE_SCOPE_NOTEXISTS,
39*881730adSHeiko Carstens 	CACHE_SCOPE_PRIVATE,
40*881730adSHeiko Carstens 	CACHE_SCOPE_SHARED,
41*881730adSHeiko Carstens 	CACHE_SCOPE_RESERVED,
42*881730adSHeiko Carstens };
43*881730adSHeiko Carstens 
44*881730adSHeiko Carstens enum {
45*881730adSHeiko Carstens 	CACHE_TYPE_SEPARATE,
46*881730adSHeiko Carstens 	CACHE_TYPE_DATA,
47*881730adSHeiko Carstens 	CACHE_TYPE_INSTRUCTION,
48*881730adSHeiko Carstens 	CACHE_TYPE_UNIFIED,
49*881730adSHeiko Carstens };
50*881730adSHeiko Carstens 
51*881730adSHeiko Carstens enum {
52*881730adSHeiko Carstens 	EXTRACT_TOPOLOGY,
53*881730adSHeiko Carstens 	EXTRACT_LINE_SIZE,
54*881730adSHeiko Carstens 	EXTRACT_SIZE,
55*881730adSHeiko Carstens 	EXTRACT_ASSOCIATIVITY,
56*881730adSHeiko Carstens };
57*881730adSHeiko Carstens 
58*881730adSHeiko Carstens enum {
59*881730adSHeiko Carstens 	CACHE_TI_UNIFIED = 0,
60*881730adSHeiko Carstens 	CACHE_TI_INSTRUCTION = 0,
61*881730adSHeiko Carstens 	CACHE_TI_DATA,
62*881730adSHeiko Carstens };
63*881730adSHeiko Carstens 
64*881730adSHeiko Carstens struct cache_info {
65*881730adSHeiko Carstens 	unsigned char	    : 4;
66*881730adSHeiko Carstens 	unsigned char scope : 2;
67*881730adSHeiko Carstens 	unsigned char type  : 2;
68*881730adSHeiko Carstens };
69*881730adSHeiko Carstens 
70*881730adSHeiko Carstens #define CACHE_MAX_LEVEL 8
71*881730adSHeiko Carstens 
72*881730adSHeiko Carstens union cache_topology {
73*881730adSHeiko Carstens 	struct cache_info ci[CACHE_MAX_LEVEL];
74*881730adSHeiko Carstens 	unsigned long long raw;
75*881730adSHeiko Carstens };
76*881730adSHeiko Carstens 
77*881730adSHeiko Carstens static const char * const cache_type_string[] = {
78*881730adSHeiko Carstens 	"Data",
79*881730adSHeiko Carstens 	"Instruction",
80*881730adSHeiko Carstens 	"Unified",
81*881730adSHeiko Carstens };
82*881730adSHeiko Carstens 
83*881730adSHeiko Carstens static struct cache_dir *cache_dir_cpu[NR_CPUS];
84*881730adSHeiko Carstens static LIST_HEAD(cache_list);
85*881730adSHeiko Carstens 
86*881730adSHeiko Carstens static inline unsigned long ecag(int ai, int li, int ti)
87*881730adSHeiko Carstens {
88*881730adSHeiko Carstens 	unsigned long cmd, val;
89*881730adSHeiko Carstens 
90*881730adSHeiko Carstens 	cmd = ai << 4 | li << 1 | ti;
91*881730adSHeiko Carstens 	asm volatile(".insn	rsy,0xeb000000004c,%0,0,0(%1)" /* ecag */
92*881730adSHeiko Carstens 		     : "=d" (val) : "a" (cmd));
93*881730adSHeiko Carstens 	return val;
94*881730adSHeiko Carstens }
95*881730adSHeiko Carstens 
96*881730adSHeiko Carstens static int __init cache_add(int level, int type)
97*881730adSHeiko Carstens {
98*881730adSHeiko Carstens 	struct cache *cache;
99*881730adSHeiko Carstens 	int ti;
100*881730adSHeiko Carstens 
101*881730adSHeiko Carstens 	cache = kzalloc(sizeof(*cache), GFP_KERNEL);
102*881730adSHeiko Carstens 	if (!cache)
103*881730adSHeiko Carstens 		return -ENOMEM;
104*881730adSHeiko Carstens 	ti = type == CACHE_TYPE_DATA ? CACHE_TI_DATA : CACHE_TI_UNIFIED;
105*881730adSHeiko Carstens 	cache->size = ecag(EXTRACT_SIZE, level, ti);
106*881730adSHeiko Carstens 	cache->line_size = ecag(EXTRACT_LINE_SIZE, level, ti);
107*881730adSHeiko Carstens 	cache->associativity = ecag(EXTRACT_ASSOCIATIVITY, level, ti);
108*881730adSHeiko Carstens 	cache->nr_sets = cache->size / cache->associativity;
109*881730adSHeiko Carstens 	cache->nr_sets /= cache->line_size;
110*881730adSHeiko Carstens 	cache->level = level + 1;
111*881730adSHeiko Carstens 	cache->type = type;
112*881730adSHeiko Carstens 	list_add_tail(&cache->list, &cache_list);
113*881730adSHeiko Carstens 	return 0;
114*881730adSHeiko Carstens }
115*881730adSHeiko Carstens 
116*881730adSHeiko Carstens static void __init cache_build_info(void)
117*881730adSHeiko Carstens {
118*881730adSHeiko Carstens 	struct cache *cache, *next;
119*881730adSHeiko Carstens 	union cache_topology ct;
120*881730adSHeiko Carstens 	int level, rc;
121*881730adSHeiko Carstens 
122*881730adSHeiko Carstens 	ct.raw = ecag(EXTRACT_TOPOLOGY, 0, 0);
123*881730adSHeiko Carstens 	for (level = 0; level < CACHE_MAX_LEVEL; level++) {
124*881730adSHeiko Carstens 		switch (ct.ci[level].scope) {
125*881730adSHeiko Carstens 		case CACHE_SCOPE_NOTEXISTS:
126*881730adSHeiko Carstens 		case CACHE_SCOPE_RESERVED:
127*881730adSHeiko Carstens 		case CACHE_SCOPE_SHARED:
128*881730adSHeiko Carstens 			return;
129*881730adSHeiko Carstens 		case CACHE_SCOPE_PRIVATE:
130*881730adSHeiko Carstens 			break;
131*881730adSHeiko Carstens 		}
132*881730adSHeiko Carstens 		if (ct.ci[level].type == CACHE_TYPE_SEPARATE) {
133*881730adSHeiko Carstens 			rc  = cache_add(level, CACHE_TYPE_DATA);
134*881730adSHeiko Carstens 			rc |= cache_add(level, CACHE_TYPE_INSTRUCTION);
135*881730adSHeiko Carstens 		} else {
136*881730adSHeiko Carstens 			rc = cache_add(level, ct.ci[level].type);
137*881730adSHeiko Carstens 		}
138*881730adSHeiko Carstens 		if (rc)
139*881730adSHeiko Carstens 			goto error;
140*881730adSHeiko Carstens 	}
141*881730adSHeiko Carstens 	return;
142*881730adSHeiko Carstens error:
143*881730adSHeiko Carstens 	list_for_each_entry_safe(cache, next, &cache_list, list) {
144*881730adSHeiko Carstens 		list_del(&cache->list);
145*881730adSHeiko Carstens 		kfree(cache);
146*881730adSHeiko Carstens 	}
147*881730adSHeiko Carstens }
148*881730adSHeiko Carstens 
149*881730adSHeiko Carstens static struct cache_dir *__cpuinit cache_create_cache_dir(int cpu)
150*881730adSHeiko Carstens {
151*881730adSHeiko Carstens 	struct cache_dir *cache_dir;
152*881730adSHeiko Carstens 	struct kobject *kobj = NULL;
153*881730adSHeiko Carstens 	struct device *dev;
154*881730adSHeiko Carstens 
155*881730adSHeiko Carstens 	dev = get_cpu_device(cpu);
156*881730adSHeiko Carstens 	if (!dev)
157*881730adSHeiko Carstens 		goto out;
158*881730adSHeiko Carstens 	kobj = kobject_create_and_add("cache", &dev->kobj);
159*881730adSHeiko Carstens 	if (!kobj)
160*881730adSHeiko Carstens 		goto out;
161*881730adSHeiko Carstens 	cache_dir = kzalloc(sizeof(*cache_dir), GFP_KERNEL);
162*881730adSHeiko Carstens 	if (!cache_dir)
163*881730adSHeiko Carstens 		goto out;
164*881730adSHeiko Carstens 	cache_dir->kobj = kobj;
165*881730adSHeiko Carstens 	cache_dir_cpu[cpu] = cache_dir;
166*881730adSHeiko Carstens 	return cache_dir;
167*881730adSHeiko Carstens out:
168*881730adSHeiko Carstens 	kobject_put(kobj);
169*881730adSHeiko Carstens 	return NULL;
170*881730adSHeiko Carstens }
171*881730adSHeiko Carstens 
172*881730adSHeiko Carstens static struct cache_index_dir *kobj_to_cache_index_dir(struct kobject *kobj)
173*881730adSHeiko Carstens {
174*881730adSHeiko Carstens 	return container_of(kobj, struct cache_index_dir, kobj);
175*881730adSHeiko Carstens }
176*881730adSHeiko Carstens 
177*881730adSHeiko Carstens static void cache_index_release(struct kobject *kobj)
178*881730adSHeiko Carstens {
179*881730adSHeiko Carstens 	struct cache_index_dir *index;
180*881730adSHeiko Carstens 
181*881730adSHeiko Carstens 	index = kobj_to_cache_index_dir(kobj);
182*881730adSHeiko Carstens 	kfree(index);
183*881730adSHeiko Carstens }
184*881730adSHeiko Carstens 
185*881730adSHeiko Carstens static ssize_t cache_index_show(struct kobject *kobj,
186*881730adSHeiko Carstens 				struct attribute *attr, char *buf)
187*881730adSHeiko Carstens {
188*881730adSHeiko Carstens 	struct kobj_attribute *kobj_attr;
189*881730adSHeiko Carstens 
190*881730adSHeiko Carstens 	kobj_attr = container_of(attr, struct kobj_attribute, attr);
191*881730adSHeiko Carstens 	return kobj_attr->show(kobj, kobj_attr, buf);
192*881730adSHeiko Carstens }
193*881730adSHeiko Carstens 
194*881730adSHeiko Carstens #define DEFINE_CACHE_ATTR(_name, _format, _value)			\
195*881730adSHeiko Carstens static ssize_t cache_##_name##_show(struct kobject *kobj,		\
196*881730adSHeiko Carstens 				    struct kobj_attribute *attr,	\
197*881730adSHeiko Carstens 				    char *buf)				\
198*881730adSHeiko Carstens {									\
199*881730adSHeiko Carstens 	struct cache_index_dir *index;					\
200*881730adSHeiko Carstens 									\
201*881730adSHeiko Carstens 	index = kobj_to_cache_index_dir(kobj);				\
202*881730adSHeiko Carstens 	return sprintf(buf, _format, _value);				\
203*881730adSHeiko Carstens }									\
204*881730adSHeiko Carstens static struct kobj_attribute cache_##_name##_attr =			\
205*881730adSHeiko Carstens 	__ATTR(_name, 0444, cache_##_name##_show, NULL);
206*881730adSHeiko Carstens 
207*881730adSHeiko Carstens DEFINE_CACHE_ATTR(size, "%luK\n", index->cache->size >> 10);
208*881730adSHeiko Carstens DEFINE_CACHE_ATTR(coherency_line_size, "%u\n", index->cache->line_size);
209*881730adSHeiko Carstens DEFINE_CACHE_ATTR(number_of_sets, "%u\n", index->cache->nr_sets);
210*881730adSHeiko Carstens DEFINE_CACHE_ATTR(ways_of_associativity, "%u\n", index->cache->associativity);
211*881730adSHeiko Carstens DEFINE_CACHE_ATTR(type, "%s\n", cache_type_string[index->cache->type - 1]);
212*881730adSHeiko Carstens DEFINE_CACHE_ATTR(level, "%d\n", index->cache->level);
213*881730adSHeiko Carstens 
214*881730adSHeiko Carstens static ssize_t shared_cpu_map_func(struct kobject *kobj, int type, char *buf)
215*881730adSHeiko Carstens {
216*881730adSHeiko Carstens 	struct cache_index_dir *index;
217*881730adSHeiko Carstens 	int len;
218*881730adSHeiko Carstens 
219*881730adSHeiko Carstens 	index = kobj_to_cache_index_dir(kobj);
220*881730adSHeiko Carstens 	len = type ?
221*881730adSHeiko Carstens 		cpulist_scnprintf(buf, PAGE_SIZE - 2, cpumask_of(index->cpu)) :
222*881730adSHeiko Carstens 		cpumask_scnprintf(buf, PAGE_SIZE - 2, cpumask_of(index->cpu));
223*881730adSHeiko Carstens 	len += sprintf(&buf[len], "\n");
224*881730adSHeiko Carstens 	return len;
225*881730adSHeiko Carstens }
226*881730adSHeiko Carstens 
227*881730adSHeiko Carstens static ssize_t shared_cpu_map_show(struct kobject *kobj,
228*881730adSHeiko Carstens 				   struct kobj_attribute *attr, char *buf)
229*881730adSHeiko Carstens {
230*881730adSHeiko Carstens 	return shared_cpu_map_func(kobj, 0, buf);
231*881730adSHeiko Carstens }
232*881730adSHeiko Carstens static struct kobj_attribute cache_shared_cpu_map_attr =
233*881730adSHeiko Carstens 	__ATTR(shared_cpu_map, 0444, shared_cpu_map_show, NULL);
234*881730adSHeiko Carstens 
235*881730adSHeiko Carstens static ssize_t shared_cpu_list_show(struct kobject *kobj,
236*881730adSHeiko Carstens 				    struct kobj_attribute *attr, char *buf)
237*881730adSHeiko Carstens {
238*881730adSHeiko Carstens 	return shared_cpu_map_func(kobj, 1, buf);
239*881730adSHeiko Carstens }
240*881730adSHeiko Carstens static struct kobj_attribute cache_shared_cpu_list_attr =
241*881730adSHeiko Carstens 	__ATTR(shared_cpu_list, 0444, shared_cpu_list_show, NULL);
242*881730adSHeiko Carstens 
243*881730adSHeiko Carstens static struct attribute *cache_index_default_attrs[] = {
244*881730adSHeiko Carstens 	&cache_type_attr.attr,
245*881730adSHeiko Carstens 	&cache_size_attr.attr,
246*881730adSHeiko Carstens 	&cache_number_of_sets_attr.attr,
247*881730adSHeiko Carstens 	&cache_ways_of_associativity_attr.attr,
248*881730adSHeiko Carstens 	&cache_level_attr.attr,
249*881730adSHeiko Carstens 	&cache_coherency_line_size_attr.attr,
250*881730adSHeiko Carstens 	&cache_shared_cpu_map_attr.attr,
251*881730adSHeiko Carstens 	&cache_shared_cpu_list_attr.attr,
252*881730adSHeiko Carstens 	NULL,
253*881730adSHeiko Carstens };
254*881730adSHeiko Carstens 
255*881730adSHeiko Carstens static const struct sysfs_ops cache_index_ops = {
256*881730adSHeiko Carstens 	.show = cache_index_show,
257*881730adSHeiko Carstens };
258*881730adSHeiko Carstens 
259*881730adSHeiko Carstens static struct kobj_type cache_index_type = {
260*881730adSHeiko Carstens 	.sysfs_ops = &cache_index_ops,
261*881730adSHeiko Carstens 	.release = cache_index_release,
262*881730adSHeiko Carstens 	.default_attrs = cache_index_default_attrs,
263*881730adSHeiko Carstens };
264*881730adSHeiko Carstens 
265*881730adSHeiko Carstens static int __cpuinit cache_create_index_dir(struct cache_dir *cache_dir,
266*881730adSHeiko Carstens 					    struct cache *cache, int index,
267*881730adSHeiko Carstens 					    int cpu)
268*881730adSHeiko Carstens {
269*881730adSHeiko Carstens 	struct cache_index_dir *index_dir;
270*881730adSHeiko Carstens 	int rc;
271*881730adSHeiko Carstens 
272*881730adSHeiko Carstens 	index_dir = kzalloc(sizeof(*index_dir), GFP_KERNEL);
273*881730adSHeiko Carstens 	if (!index_dir)
274*881730adSHeiko Carstens 		return -ENOMEM;
275*881730adSHeiko Carstens 	index_dir->cache = cache;
276*881730adSHeiko Carstens 	index_dir->cpu = cpu;
277*881730adSHeiko Carstens 	rc = kobject_init_and_add(&index_dir->kobj, &cache_index_type,
278*881730adSHeiko Carstens 				  cache_dir->kobj, "index%d", index);
279*881730adSHeiko Carstens 	if (rc)
280*881730adSHeiko Carstens 		goto out;
281*881730adSHeiko Carstens 	index_dir->next = cache_dir->index;
282*881730adSHeiko Carstens 	cache_dir->index = index_dir;
283*881730adSHeiko Carstens 	return 0;
284*881730adSHeiko Carstens out:
285*881730adSHeiko Carstens 	kfree(index_dir);
286*881730adSHeiko Carstens 	return rc;
287*881730adSHeiko Carstens }
288*881730adSHeiko Carstens 
289*881730adSHeiko Carstens static int __cpuinit cache_add_cpu(int cpu)
290*881730adSHeiko Carstens {
291*881730adSHeiko Carstens 	struct cache_dir *cache_dir;
292*881730adSHeiko Carstens 	struct cache *cache;
293*881730adSHeiko Carstens 	int rc, index = 0;
294*881730adSHeiko Carstens 
295*881730adSHeiko Carstens 	if (list_empty(&cache_list))
296*881730adSHeiko Carstens 		return 0;
297*881730adSHeiko Carstens 	cache_dir = cache_create_cache_dir(cpu);
298*881730adSHeiko Carstens 	if (!cache_dir)
299*881730adSHeiko Carstens 		return -ENOMEM;
300*881730adSHeiko Carstens 	list_for_each_entry(cache, &cache_list, list) {
301*881730adSHeiko Carstens 		rc = cache_create_index_dir(cache_dir, cache, index, cpu);
302*881730adSHeiko Carstens 		if (rc)
303*881730adSHeiko Carstens 			return rc;
304*881730adSHeiko Carstens 		index++;
305*881730adSHeiko Carstens 	}
306*881730adSHeiko Carstens 	return 0;
307*881730adSHeiko Carstens }
308*881730adSHeiko Carstens 
309*881730adSHeiko Carstens static void __cpuinit cache_remove_cpu(int cpu)
310*881730adSHeiko Carstens {
311*881730adSHeiko Carstens 	struct cache_index_dir *index, *next;
312*881730adSHeiko Carstens 	struct cache_dir *cache_dir;
313*881730adSHeiko Carstens 
314*881730adSHeiko Carstens 	cache_dir = cache_dir_cpu[cpu];
315*881730adSHeiko Carstens 	if (!cache_dir)
316*881730adSHeiko Carstens 		return;
317*881730adSHeiko Carstens 	index = cache_dir->index;
318*881730adSHeiko Carstens 	while (index) {
319*881730adSHeiko Carstens 		next = index->next;
320*881730adSHeiko Carstens 		kobject_put(&index->kobj);
321*881730adSHeiko Carstens 		index = next;
322*881730adSHeiko Carstens 	}
323*881730adSHeiko Carstens 	kobject_put(cache_dir->kobj);
324*881730adSHeiko Carstens 	kfree(cache_dir);
325*881730adSHeiko Carstens 	cache_dir_cpu[cpu] = NULL;
326*881730adSHeiko Carstens }
327*881730adSHeiko Carstens 
328*881730adSHeiko Carstens static int __cpuinit cache_hotplug(struct notifier_block *nfb,
329*881730adSHeiko Carstens 				   unsigned long action, void *hcpu)
330*881730adSHeiko Carstens {
331*881730adSHeiko Carstens 	int cpu = (long)hcpu;
332*881730adSHeiko Carstens 	int rc = 0;
333*881730adSHeiko Carstens 
334*881730adSHeiko Carstens 	switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
335*881730adSHeiko Carstens 	case CPU_ONLINE:
336*881730adSHeiko Carstens 		rc = cache_add_cpu(cpu);
337*881730adSHeiko Carstens 		if (rc)
338*881730adSHeiko Carstens 			cache_remove_cpu(cpu);
339*881730adSHeiko Carstens 		break;
340*881730adSHeiko Carstens 	case CPU_DEAD:
341*881730adSHeiko Carstens 		cache_remove_cpu(cpu);
342*881730adSHeiko Carstens 		break;
343*881730adSHeiko Carstens 	}
344*881730adSHeiko Carstens 	return rc ? NOTIFY_BAD : NOTIFY_OK;
345*881730adSHeiko Carstens }
346*881730adSHeiko Carstens 
347*881730adSHeiko Carstens static int __init cache_init(void)
348*881730adSHeiko Carstens {
349*881730adSHeiko Carstens 	int cpu;
350*881730adSHeiko Carstens 
351*881730adSHeiko Carstens 	if (!test_facility(34))
352*881730adSHeiko Carstens 		return 0;
353*881730adSHeiko Carstens 	cache_build_info();
354*881730adSHeiko Carstens 	for_each_online_cpu(cpu)
355*881730adSHeiko Carstens 		cache_add_cpu(cpu);
356*881730adSHeiko Carstens 	hotcpu_notifier(cache_hotplug, 0);
357*881730adSHeiko Carstens 	return 0;
358*881730adSHeiko Carstens }
359*881730adSHeiko Carstens device_initcall(cache_init);
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