// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 
 | 
#include <linux/delay.h> 
 | 
#include <linux/module.h> 
 | 
#include <linux/kthread.h> 
 | 
#include <linux/trace_clock.h> 
 | 
  
 | 
#define CREATE_TRACE_POINTS 
 | 
#include "trace_benchmark.h" 
 | 
  
 | 
static struct task_struct *bm_event_thread; 
 | 
  
 | 
static char bm_str[BENCHMARK_EVENT_STRLEN] = "START"; 
 | 
  
 | 
static u64 bm_total; 
 | 
static u64 bm_totalsq; 
 | 
static u64 bm_last; 
 | 
static u64 bm_max; 
 | 
static u64 bm_min; 
 | 
static u64 bm_first; 
 | 
static u64 bm_cnt; 
 | 
static u64 bm_stddev; 
 | 
static unsigned int bm_avg; 
 | 
static unsigned int bm_std; 
 | 
  
 | 
static bool ok_to_run; 
 | 
  
 | 
/* 
 | 
 * This gets called in a loop recording the time it took to write 
 | 
 * the tracepoint. What it writes is the time statistics of the last 
 | 
 * tracepoint write. As there is nothing to write the first time 
 | 
 * it simply writes "START". As the first write is cold cache and 
 | 
 * the rest is hot, we save off that time in bm_first and it is 
 | 
 * reported as "first", which is shown in the second write to the 
 | 
 * tracepoint. The "first" field is writen within the statics from 
 | 
 * then on but never changes. 
 | 
 */ 
 | 
static void trace_do_benchmark(void) 
 | 
{ 
 | 
    u64 start; 
 | 
    u64 stop; 
 | 
    u64 delta; 
 | 
    u64 stddev; 
 | 
    u64 seed; 
 | 
    u64 last_seed; 
 | 
    unsigned int avg; 
 | 
    unsigned int std = 0; 
 | 
  
 | 
    /* Only run if the tracepoint is actually active */ 
 | 
    if (!trace_benchmark_event_enabled() || !tracing_is_on()) 
 | 
        return; 
 | 
  
 | 
    local_irq_disable(); 
 | 
    start = trace_clock_local(); 
 | 
    trace_benchmark_event(bm_str); 
 | 
    stop = trace_clock_local(); 
 | 
    local_irq_enable(); 
 | 
  
 | 
    bm_cnt++; 
 | 
  
 | 
    delta = stop - start; 
 | 
  
 | 
    /* 
 | 
     * The first read is cold cached, keep it separate from the 
 | 
     * other calculations. 
 | 
     */ 
 | 
    if (bm_cnt == 1) { 
 | 
        bm_first = delta; 
 | 
        scnprintf(bm_str, BENCHMARK_EVENT_STRLEN, 
 | 
              "first=%llu [COLD CACHED]", bm_first); 
 | 
        return; 
 | 
    } 
 | 
  
 | 
    bm_last = delta; 
 | 
  
 | 
    if (delta > bm_max) 
 | 
        bm_max = delta; 
 | 
    if (!bm_min || delta < bm_min) 
 | 
        bm_min = delta; 
 | 
  
 | 
    /* 
 | 
     * When bm_cnt is greater than UINT_MAX, it breaks the statistics 
 | 
     * accounting. Freeze the statistics when that happens. 
 | 
     * We should have enough data for the avg and stddev anyway. 
 | 
     */ 
 | 
    if (bm_cnt > UINT_MAX) { 
 | 
        scnprintf(bm_str, BENCHMARK_EVENT_STRLEN, 
 | 
            "last=%llu first=%llu max=%llu min=%llu ** avg=%u std=%d std^2=%lld", 
 | 
              bm_last, bm_first, bm_max, bm_min, bm_avg, bm_std, bm_stddev); 
 | 
        return; 
 | 
    } 
 | 
  
 | 
    bm_total += delta; 
 | 
    bm_totalsq += delta * delta; 
 | 
  
 | 
  
 | 
    if (bm_cnt > 1) { 
 | 
        /* 
 | 
         * Apply Welford's method to calculate standard deviation: 
 | 
         * s^2 = 1 / (n * (n-1)) * (n * \Sum (x_i)^2 - (\Sum x_i)^2) 
 | 
         */ 
 | 
        stddev = (u64)bm_cnt * bm_totalsq - bm_total * bm_total; 
 | 
        do_div(stddev, (u32)bm_cnt); 
 | 
        do_div(stddev, (u32)bm_cnt - 1); 
 | 
    } else 
 | 
        stddev = 0; 
 | 
  
 | 
    delta = bm_total; 
 | 
    do_div(delta, bm_cnt); 
 | 
    avg = delta; 
 | 
  
 | 
    if (stddev > 0) { 
 | 
        int i = 0; 
 | 
        /* 
 | 
         * stddev is the square of standard deviation but 
 | 
         * we want the actualy number. Use the average 
 | 
         * as our seed to find the std. 
 | 
         * 
 | 
         * The next try is: 
 | 
         *  x = (x + N/x) / 2 
 | 
         * 
 | 
         * Where N is the squared number to find the square 
 | 
         * root of. 
 | 
         */ 
 | 
        seed = avg; 
 | 
        do { 
 | 
            last_seed = seed; 
 | 
            seed = stddev; 
 | 
            if (!last_seed) 
 | 
                break; 
 | 
            do_div(seed, last_seed); 
 | 
            seed += last_seed; 
 | 
            do_div(seed, 2); 
 | 
        } while (i++ < 10 && last_seed != seed); 
 | 
  
 | 
        std = seed; 
 | 
    } 
 | 
  
 | 
    scnprintf(bm_str, BENCHMARK_EVENT_STRLEN, 
 | 
          "last=%llu first=%llu max=%llu min=%llu avg=%u std=%d std^2=%lld", 
 | 
          bm_last, bm_first, bm_max, bm_min, avg, std, stddev); 
 | 
  
 | 
    bm_std = std; 
 | 
    bm_avg = avg; 
 | 
    bm_stddev = stddev; 
 | 
} 
 | 
  
 | 
static int benchmark_event_kthread(void *arg) 
 | 
{ 
 | 
    /* sleep a bit to make sure the tracepoint gets activated */ 
 | 
    msleep(100); 
 | 
  
 | 
    while (!kthread_should_stop()) { 
 | 
  
 | 
        trace_do_benchmark(); 
 | 
  
 | 
        /* 
 | 
         * We don't go to sleep, but let others run as well. 
 | 
         * This is bascially a "yield()" to let any task that 
 | 
         * wants to run, schedule in, but if the CPU is idle, 
 | 
         * we'll keep burning cycles. 
 | 
         * 
 | 
         * Note the tasks_rcu_qs() version of cond_resched() will 
 | 
         * notify synchronize_rcu_tasks() that this thread has 
 | 
         * passed a quiescent state for rcu_tasks. Otherwise 
 | 
         * this thread will never voluntarily schedule which would 
 | 
         * block synchronize_rcu_tasks() indefinitely. 
 | 
         */ 
 | 
        cond_resched_tasks_rcu_qs(); 
 | 
    } 
 | 
  
 | 
    return 0; 
 | 
} 
 | 
  
 | 
/* 
 | 
 * When the benchmark tracepoint is enabled, it calls this 
 | 
 * function and the thread that calls the tracepoint is created. 
 | 
 */ 
 | 
int trace_benchmark_reg(void) 
 | 
{ 
 | 
    if (!ok_to_run) { 
 | 
        pr_warn("trace benchmark cannot be started via kernel command line\n"); 
 | 
        return -EBUSY; 
 | 
    } 
 | 
  
 | 
    bm_event_thread = kthread_run(benchmark_event_kthread, 
 | 
                      NULL, "event_benchmark"); 
 | 
    if (IS_ERR(bm_event_thread)) { 
 | 
        pr_warn("trace benchmark failed to create kernel thread\n"); 
 | 
        return PTR_ERR(bm_event_thread); 
 | 
    } 
 | 
  
 | 
    return 0; 
 | 
} 
 | 
  
 | 
/* 
 | 
 * When the benchmark tracepoint is disabled, it calls this 
 | 
 * function and the thread that calls the tracepoint is deleted 
 | 
 * and all the numbers are reset. 
 | 
 */ 
 | 
void trace_benchmark_unreg(void) 
 | 
{ 
 | 
    if (!bm_event_thread) 
 | 
        return; 
 | 
  
 | 
    kthread_stop(bm_event_thread); 
 | 
    bm_event_thread = NULL; 
 | 
  
 | 
    strcpy(bm_str, "START"); 
 | 
    bm_total = 0; 
 | 
    bm_totalsq = 0; 
 | 
    bm_last = 0; 
 | 
    bm_max = 0; 
 | 
    bm_min = 0; 
 | 
    bm_cnt = 0; 
 | 
    /* These don't need to be reset but reset them anyway */ 
 | 
    bm_first = 0; 
 | 
    bm_std = 0; 
 | 
    bm_avg = 0; 
 | 
    bm_stddev = 0; 
 | 
} 
 | 
  
 | 
static __init int ok_to_run_trace_benchmark(void) 
 | 
{ 
 | 
    ok_to_run = true; 
 | 
  
 | 
    return 0; 
 | 
} 
 | 
  
 | 
early_initcall(ok_to_run_trace_benchmark); 
 |