]> rtime.felk.cvut.cz Git - zynq/linux.git/commitdiff
hwlatdetect.patch
authorCarsten Emde <C.Emde@osadl.org>
Tue, 19 Jul 2011 12:53:12 +0000 (13:53 +0100)
committerMichal Sojka <sojka@merica.cz>
Sun, 13 Sep 2015 07:47:06 +0000 (09:47 +0200)
Jon Masters developed this wonderful SMI detector. For details please
consult Documentation/hwlat_detector.txt. It could be ported to Linux
3.0 RT without any major change.

Signed-off-by: Carsten Emde <C.Emde@osadl.org>
Documentation/hwlat_detector.txt [new file with mode: 0644]
drivers/misc/Kconfig
drivers/misc/Makefile
drivers/misc/hwlat_detector.c [new file with mode: 0644]

diff --git a/Documentation/hwlat_detector.txt b/Documentation/hwlat_detector.txt
new file mode 100644 (file)
index 0000000..cb61516
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,64 @@
+Introduction:
+-------------
+
+The module hwlat_detector is a special purpose kernel module that is used to
+detect large system latencies induced by the behavior of certain underlying
+hardware or firmware, independent of Linux itself. The code was developed
+originally to detect SMIs (System Management Interrupts) on x86 systems,
+however there is nothing x86 specific about this patchset. It was
+originally written for use by the "RT" patch since the Real Time
+kernel is highly latency sensitive.
+
+SMIs are usually not serviced by the Linux kernel, which typically does not
+even know that they are occuring. SMIs are instead are set up by BIOS code
+and are serviced by BIOS code, usually for "critical" events such as
+management of thermal sensors and fans. Sometimes though, SMIs are used for
+other tasks and those tasks can spend an inordinate amount of time in the
+handler (sometimes measured in milliseconds). Obviously this is a problem if
+you are trying to keep event service latencies down in the microsecond range.
+
+The hardware latency detector works by hogging all of the cpus for configurable
+amounts of time (by calling stop_machine()), polling the CPU Time Stamp Counter
+for some period, then looking for gaps in the TSC data. Any gap indicates a
+time when the polling was interrupted and since the machine is stopped and
+interrupts turned off the only thing that could do that would be an SMI.
+
+Note that the SMI detector should *NEVER* be used in a production environment.
+It is intended to be run manually to determine if the hardware platform has a
+problem with long system firmware service routines.
+
+Usage:
+------
+
+Loading the module hwlat_detector passing the parameter "enabled=1" (or by
+setting the "enable" entry in "hwlat_detector" debugfs toggled on) is the only
+step required to start the hwlat_detector. It is possible to redefine the
+threshold in microseconds (us) above which latency spikes will be taken
+into account (parameter "threshold=").
+
+Example:
+
+       # modprobe hwlat_detector enabled=1 threshold=100
+
+After the module is loaded, it creates a directory named "hwlat_detector" under
+the debugfs mountpoint, "/debug/hwlat_detector" for this text. It is necessary
+to have debugfs mounted, which might be on /sys/debug on your system.
+
+The /debug/hwlat_detector interface contains the following files:
+
+count                  - number of latency spikes observed since last reset
+enable                 - a global enable/disable toggle (0/1), resets count
+max                    - maximum hardware latency actually observed (usecs)
+sample                 - a pipe from which to read current raw sample data
+                         in the format <timestamp> <latency observed usecs>
+                         (can be opened O_NONBLOCK for a single sample)
+threshold              - minimum latency value to be considered (usecs)
+width                  - time period to sample with CPUs held (usecs)
+                         must be less than the total window size (enforced)
+window                 - total period of sampling, width being inside (usecs)
+
+By default we will set width to 500,000 and window to 1,000,000, meaning that
+we will sample every 1,000,000 usecs (1s) for 500,000 usecs (0.5s). If we
+observe any latencies that exceed the threshold (initially 100 usecs),
+then we write to a global sample ring buffer of 8K samples, which is
+consumed by reading from the "sample" (pipe) debugfs file interface.
index 77f3ab66f13a7e0293200e19e188cdd2b17aa7fe..6c89459a21272025f95b28d22128a63b06a2ff30 100644 (file)
@@ -121,6 +121,35 @@ config IBM_ASM
          for information on the specific driver level and support statement
          for your IBM server.
 
+config HWLAT_DETECTOR
+       tristate "Testing module to detect hardware-induced latencies"
+       depends on DEBUG_FS
+       depends on RING_BUFFER
+       default m
+       ---help---
+         A simple hardware latency detector. Use this module to detect
+         large latencies introduced by the behavior of the underlying
+         system firmware external to Linux. We do this using periodic
+         use of stop_machine to grab all available CPUs and measure
+         for unexplainable gaps in the CPU timestamp counter(s). By
+         default, the module is not enabled until the "enable" file
+         within the "hwlat_detector" debugfs directory is toggled.
+
+         This module is often used to detect SMI (System Management
+         Interrupts) on x86 systems, though is not x86 specific. To
+         this end, we default to using a sample window of 1 second,
+         during which we will sample for 0.5 seconds. If an SMI or
+         similar event occurs during that time, it is recorded
+         into an 8K samples global ring buffer until retreived.
+
+         WARNING: This software should never be enabled (it can be built
+         but should not be turned on after it is loaded) in a production
+         environment where high latencies are a concern since the
+         sampling mechanism actually introduces latencies for
+         regular tasks while the CPU(s) are being held.
+
+         If unsure, say N
+
 config PHANTOM
        tristate "Sensable PHANToM (PCI)"
        depends on PCI
index 7d5c4cd118c44fbf052425d2d61e3ec3cc1ae455..6a8e39388cf9ca611152ca594221c9a1085fc9cd 100644 (file)
@@ -38,6 +38,7 @@ obj-$(CONFIG_C2PORT)          += c2port/
 obj-$(CONFIG_HMC6352)          += hmc6352.o
 obj-y                          += eeprom/
 obj-y                          += cb710/
+obj-$(CONFIG_HWLAT_DETECTOR)   += hwlat_detector.o
 obj-$(CONFIG_SPEAR13XX_PCIE_GADGET)    += spear13xx_pcie_gadget.o
 obj-$(CONFIG_VMWARE_BALLOON)   += vmw_balloon.o
 obj-$(CONFIG_ARM_CHARLCD)      += arm-charlcd.o
diff --git a/drivers/misc/hwlat_detector.c b/drivers/misc/hwlat_detector.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..6864f3c
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,1212 @@
+/*
+ * hwlat_detector.c - A simple Hardware Latency detector.
+ *
+ * Use this module to detect large system latencies induced by the behavior of
+ * certain underlying system hardware or firmware, independent of Linux itself.
+ * The code was developed originally to detect the presence of SMIs on Intel
+ * and AMD systems, although there is no dependency upon x86 herein.
+ *
+ * The classical example usage of this module is in detecting the presence of
+ * SMIs or System Management Interrupts on Intel and AMD systems. An SMI is a
+ * somewhat special form of hardware interrupt spawned from earlier CPU debug
+ * modes in which the (BIOS/EFI/etc.) firmware arranges for the South Bridge
+ * LPC (or other device) to generate a special interrupt under certain
+ * circumstances, for example, upon expiration of a special SMI timer device,
+ * due to certain external thermal readings, on certain I/O address accesses,
+ * and other situations. An SMI hits a special CPU pin, triggers a special
+ * SMI mode (complete with special memory map), and the OS is unaware.
+ *
+ * Although certain hardware-inducing latencies are necessary (for example,
+ * a modern system often requires an SMI handler for correct thermal control
+ * and remote management) they can wreak havoc upon any OS-level performance
+ * guarantees toward low-latency, especially when the OS is not even made
+ * aware of the presence of these interrupts. For this reason, we need a
+ * somewhat brute force mechanism to detect these interrupts. In this case,
+ * we do it by hogging all of the CPU(s) for configurable timer intervals,
+ * sampling the built-in CPU timer, looking for discontiguous readings.
+ *
+ * WARNING: This implementation necessarily introduces latencies. Therefore,
+ *          you should NEVER use this module in a production environment
+ *          requiring any kind of low-latency performance guarantee(s).
+ *
+ * Copyright (C) 2008-2009 Jon Masters, Red Hat, Inc. <jcm@redhat.com>
+ *
+ * Includes useful feedback from Clark Williams <clark@redhat.com>
+ *
+ * This file is licensed under the terms of the GNU General Public
+ * License version 2. This program is licensed "as is" without any
+ * warranty of any kind, whether express or implied.
+ */
+
+#include <linux/module.h>
+#include <linux/init.h>
+#include <linux/ring_buffer.h>
+#include <linux/stop_machine.h>
+#include <linux/time.h>
+#include <linux/hrtimer.h>
+#include <linux/kthread.h>
+#include <linux/debugfs.h>
+#include <linux/seq_file.h>
+#include <linux/uaccess.h>
+#include <linux/version.h>
+#include <linux/delay.h>
+#include <linux/slab.h>
+
+#define BUF_SIZE_DEFAULT       262144UL                /* 8K*(sizeof(entry)) */
+#define BUF_FLAGS              (RB_FL_OVERWRITE)       /* no block on full */
+#define U64STR_SIZE            22                      /* 20 digits max */
+
+#define VERSION                        "1.0.0"
+#define BANNER                 "hwlat_detector: "
+#define DRVNAME                        "hwlat_detector"
+#define DEFAULT_SAMPLE_WINDOW  1000000                 /* 1s */
+#define DEFAULT_SAMPLE_WIDTH   500000                  /* 0.5s */
+#define DEFAULT_LAT_THRESHOLD  10                      /* 10us */
+
+/* Module metadata */
+
+MODULE_LICENSE("GPL");
+MODULE_AUTHOR("Jon Masters <jcm@redhat.com>");
+MODULE_DESCRIPTION("A simple hardware latency detector");
+MODULE_VERSION(VERSION);
+
+/* Module parameters */
+
+static int debug;
+static int enabled;
+static int threshold;
+
+module_param(debug, int, 0);                   /* enable debug */
+module_param(enabled, int, 0);                 /* enable detector */
+module_param(threshold, int, 0);               /* latency threshold */
+
+/* Buffering and sampling */
+
+static struct ring_buffer *ring_buffer;                /* sample buffer */
+static DEFINE_MUTEX(ring_buffer_mutex);                /* lock changes */
+static unsigned long buf_size = BUF_SIZE_DEFAULT;
+static struct task_struct *kthread;            /* sampling thread */
+
+/* DebugFS filesystem entries */
+
+static struct dentry *debug_dir;               /* debugfs directory */
+static struct dentry *debug_max;               /* maximum TSC delta */
+static struct dentry *debug_count;             /* total detect count */
+static struct dentry *debug_sample_width;      /* sample width us */
+static struct dentry *debug_sample_window;     /* sample window us */
+static struct dentry *debug_sample;            /* raw samples us */
+static struct dentry *debug_threshold;         /* threshold us */
+static struct dentry *debug_enable;            /* enable/disable */
+
+/* Individual samples and global state */
+
+struct sample;                                 /* latency sample */
+struct data;                                   /* Global state */
+
+/* Sampling functions */
+static int __buffer_add_sample(struct sample *sample);
+static struct sample *buffer_get_sample(struct sample *sample);
+static int get_sample(void *unused);
+
+/* Threading and state */
+static int kthread_fn(void *unused);
+static int start_kthread(void);
+static int stop_kthread(void);
+static void __reset_stats(void);
+static int init_stats(void);
+
+/* Debugfs interface */
+static ssize_t simple_data_read(struct file *filp, char __user *ubuf,
+                               size_t cnt, loff_t *ppos, const u64 *entry);
+static ssize_t simple_data_write(struct file *filp, const char __user *ubuf,
+                                size_t cnt, loff_t *ppos, u64 *entry);
+static int debug_sample_fopen(struct inode *inode, struct file *filp);
+static ssize_t debug_sample_fread(struct file *filp, char __user *ubuf,
+                                 size_t cnt, loff_t *ppos);
+static int debug_sample_release(struct inode *inode, struct file *filp);
+static int debug_enable_fopen(struct inode *inode, struct file *filp);
+static ssize_t debug_enable_fread(struct file *filp, char __user *ubuf,
+                                 size_t cnt, loff_t *ppos);
+static ssize_t debug_enable_fwrite(struct file *file,
+                                  const char __user *user_buffer,
+                                  size_t user_size, loff_t *offset);
+
+/* Initialization functions */
+static int init_debugfs(void);
+static void free_debugfs(void);
+static int detector_init(void);
+static void detector_exit(void);
+
+/* Individual latency samples are stored here when detected and packed into
+ * the ring_buffer circular buffer, where they are overwritten when
+ * more than buf_size/sizeof(sample) samples are received. */
+struct sample {
+       u64             seqnum;         /* unique sequence */
+       u64             duration;       /* ktime delta */
+       struct timespec timestamp;      /* wall time */
+       unsigned long   lost;
+};
+
+/* keep the global state somewhere. Mostly used under stop_machine. */
+static struct data {
+
+       struct mutex lock;              /* protect changes */
+
+       u64     count;                  /* total since reset */
+       u64     max_sample;             /* max hardware latency */
+       u64     threshold;              /* sample threshold level */
+
+       u64     sample_window;          /* total sampling window (on+off) */
+       u64     sample_width;           /* active sampling portion of window */
+
+       atomic_t sample_open;           /* whether the sample file is open */
+
+       wait_queue_head_t wq;           /* waitqeue for new sample values */
+
+} data;
+
+/**
+ * __buffer_add_sample - add a new latency sample recording to the ring buffer
+ * @sample: The new latency sample value
+ *
+ * This receives a new latency sample and records it in a global ring buffer.
+ * No additional locking is used in this case - suited for stop_machine use.
+ */
+static int __buffer_add_sample(struct sample *sample)
+{
+       return ring_buffer_write(ring_buffer,
+                                sizeof(struct sample), sample);
+}
+
+/**
+ * buffer_get_sample - remove a hardware latency sample from the ring buffer
+ * @sample: Pre-allocated storage for the sample
+ *
+ * This retrieves a hardware latency sample from the global circular buffer
+ */
+static struct sample *buffer_get_sample(struct sample *sample)
+{
+       struct ring_buffer_event *e = NULL;
+       struct sample *s = NULL;
+       unsigned int cpu = 0;
+
+       if (!sample)
+               return NULL;
+
+       mutex_lock(&ring_buffer_mutex);
+       for_each_online_cpu(cpu) {
+               e = ring_buffer_consume(ring_buffer, cpu, NULL, &sample->lost);
+               if (e)
+                       break;
+       }
+
+       if (e) {
+               s = ring_buffer_event_data(e);
+               memcpy(sample, s, sizeof(struct sample));
+       } else
+               sample = NULL;
+       mutex_unlock(&ring_buffer_mutex);
+
+       return sample;
+}
+
+/**
+ * get_sample - sample the CPU TSC and look for likely hardware latencies
+ * @unused: This is not used but is a part of the stop_machine API
+ *
+ * Used to repeatedly capture the CPU TSC (or similar), looking for potential
+ * hardware-induced latency. Called under stop_machine, with data.lock held.
+ */
+static int get_sample(void *unused)
+{
+       ktime_t start, t1, t2;
+       s64 diff, total = 0;
+       u64 sample = 0;
+       int ret = 1;
+
+       start = ktime_get(); /* start timestamp */
+
+       do {
+
+               t1 = ktime_get();       /* we'll look for a discontinuity */
+               t2 = ktime_get();
+
+               total = ktime_to_us(ktime_sub(t2, start)); /* sample width */
+               diff = ktime_to_us(ktime_sub(t2, t1));     /* current diff */
+
+               /* This shouldn't happen */
+               if (diff < 0) {
+                       pr_err(BANNER "time running backwards\n");
+                       goto out;
+               }
+
+               if (diff > sample)
+                       sample = diff; /* only want highest value */
+
+       } while (total <= data.sample_width);
+
+       /* If we exceed the threshold value, we have found a hardware latency */
+       if (sample > data.threshold) {
+               struct sample s;
+
+               data.count++;
+               s.seqnum = data.count;
+               s.duration = sample;
+               s.timestamp = CURRENT_TIME;
+               __buffer_add_sample(&s);
+
+               /* Keep a running maximum ever recorded hardware latency */
+               if (sample > data.max_sample)
+                       data.max_sample = sample;
+       }
+
+       ret = 0;
+out:
+       return ret;
+}
+
+/*
+ * kthread_fn - The CPU time sampling/hardware latency detection kernel thread
+ * @unused: A required part of the kthread API.
+ *
+ * Used to periodically sample the CPU TSC via a call to get_sample. We
+ * use stop_machine, whith does (intentionally) introduce latency since we
+ * need to ensure nothing else might be running (and thus pre-empting).
+ * Obviously this should never be used in production environments.
+ *
+ * stop_machine will schedule us typically only on CPU0 which is fine for
+ * almost every real-world hardware latency situation - but we might later
+ * generalize this if we find there are any actualy systems with alternate
+ * SMI delivery or other non CPU0 hardware latencies.
+ */
+static int kthread_fn(void *unused)
+{
+       int err = 0;
+       u64 interval = 0;
+
+       while (!kthread_should_stop()) {
+
+               mutex_lock(&data.lock);
+
+               err = stop_machine(get_sample, unused, 0);
+               if (err) {
+                       /* Houston, we have a problem */
+                       mutex_unlock(&data.lock);
+                       goto err_out;
+               }
+
+               wake_up(&data.wq); /* wake up reader(s) */
+
+               interval = data.sample_window - data.sample_width;
+               do_div(interval, USEC_PER_MSEC); /* modifies interval value */
+
+               mutex_unlock(&data.lock);
+
+               if (msleep_interruptible(interval))
+                       goto out;
+       }
+               goto out;
+err_out:
+       pr_err(BANNER "could not call stop_machine, disabling\n");
+       enabled = 0;
+out:
+       return err;
+
+}
+
+/**
+ * start_kthread - Kick off the hardware latency sampling/detector kthread
+ *
+ * This starts a kernel thread that will sit and sample the CPU timestamp
+ * counter (TSC or similar) and look for potential hardware latencies.
+ */
+static int start_kthread(void)
+{
+       kthread = kthread_run(kthread_fn, NULL,
+                                       DRVNAME);
+       if (IS_ERR(kthread)) {
+               pr_err(BANNER "could not start sampling thread\n");
+               enabled = 0;
+               return -ENOMEM;
+       }
+
+       return 0;
+}
+
+/**
+ * stop_kthread - Inform the hardware latency samping/detector kthread to stop
+ *
+ * This kicks the running hardware latency sampling/detector kernel thread and
+ * tells it to stop sampling now. Use this on unload and at system shutdown.
+ */
+static int stop_kthread(void)
+{
+       int ret;
+
+       ret = kthread_stop(kthread);
+
+       return ret;
+}
+
+/**
+ * __reset_stats - Reset statistics for the hardware latency detector
+ *
+ * We use data to store various statistics and global state. We call this
+ * function in order to reset those when "enable" is toggled on or off, and
+ * also at initialization. Should be called with data.lock held.
+ */
+static void __reset_stats(void)
+{
+       data.count = 0;
+       data.max_sample = 0;
+       ring_buffer_reset(ring_buffer); /* flush out old sample entries */
+}
+
+/**
+ * init_stats - Setup global state statistics for the hardware latency detector
+ *
+ * We use data to store various statistics and global state. We also use
+ * a global ring buffer (ring_buffer) to keep raw samples of detected hardware
+ * induced system latencies. This function initializes these structures and
+ * allocates the global ring buffer also.
+ */
+static int init_stats(void)
+{
+       int ret = -ENOMEM;
+
+       mutex_init(&data.lock);
+       init_waitqueue_head(&data.wq);
+       atomic_set(&data.sample_open, 0);
+
+       ring_buffer = ring_buffer_alloc(buf_size, BUF_FLAGS);
+
+       if (WARN(!ring_buffer, KERN_ERR BANNER
+                              "failed to allocate ring buffer!\n"))
+               goto out;
+
+       __reset_stats();
+       data.threshold = DEFAULT_LAT_THRESHOLD;     /* threshold us */
+       data.sample_window = DEFAULT_SAMPLE_WINDOW; /* window us */
+       data.sample_width = DEFAULT_SAMPLE_WIDTH;   /* width us */
+
+       ret = 0;
+
+out:
+       return ret;
+
+}
+
+/*
+ * simple_data_read - Wrapper read function for global state debugfs entries
+ * @filp: The active open file structure for the debugfs "file"
+ * @ubuf: The userspace provided buffer to read value into
+ * @cnt: The maximum number of bytes to read
+ * @ppos: The current "file" position
+ * @entry: The entry to read from
+ *
+ * This function provides a generic read implementation for the global state
+ * "data" structure debugfs filesystem entries. It would be nice to use
+ * simple_attr_read directly, but we need to make sure that the data.lock
+ * spinlock is held during the actual read (even though we likely won't ever
+ * actually race here as the updater runs under a stop_machine context).
+ */
+static ssize_t simple_data_read(struct file *filp, char __user *ubuf,
+                               size_t cnt, loff_t *ppos, const u64 *entry)
+{
+       char buf[U64STR_SIZE];
+       u64 val = 0;
+       int len = 0;
+
+       memset(buf, 0, sizeof(buf));
+
+       if (!entry)
+               return -EFAULT;
+
+       mutex_lock(&data.lock);
+       val = *entry;
+       mutex_unlock(&data.lock);
+
+       len = snprintf(buf, sizeof(buf), "%llu\n", (unsigned long long)val);
+
+       return simple_read_from_buffer(ubuf, cnt, ppos, buf, len);
+
+}
+
+/*
+ * simple_data_write - Wrapper write function for global state debugfs entries
+ * @filp: The active open file structure for the debugfs "file"
+ * @ubuf: The userspace provided buffer to write value from
+ * @cnt: The maximum number of bytes to write
+ * @ppos: The current "file" position
+ * @entry: The entry to write to
+ *
+ * This function provides a generic write implementation for the global state
+ * "data" structure debugfs filesystem entries. It would be nice to use
+ * simple_attr_write directly, but we need to make sure that the data.lock
+ * spinlock is held during the actual write (even though we likely won't ever
+ * actually race here as the updater runs under a stop_machine context).
+ */
+static ssize_t simple_data_write(struct file *filp, const char __user *ubuf,
+                                size_t cnt, loff_t *ppos, u64 *entry)
+{
+       char buf[U64STR_SIZE];
+       int csize = min(cnt, sizeof(buf));
+       u64 val = 0;
+       int err = 0;
+
+       memset(buf, '\0', sizeof(buf));
+       if (copy_from_user(buf, ubuf, csize))
+               return -EFAULT;
+
+       buf[U64STR_SIZE-1] = '\0';                      /* just in case */
+       err = kstrtoull(buf, 10, &val);
+       if (err)
+               return -EINVAL;
+
+       mutex_lock(&data.lock);
+       *entry = val;
+       mutex_unlock(&data.lock);
+
+       return csize;
+}
+
+/**
+ * debug_count_fopen - Open function for "count" debugfs entry
+ * @inode: The in-kernel inode representation of the debugfs "file"
+ * @filp: The active open file structure for the debugfs "file"
+ *
+ * This function provides an open implementation for the "count" debugfs
+ * interface to the hardware latency detector.
+ */
+static int debug_count_fopen(struct inode *inode, struct file *filp)
+{
+       return 0;
+}
+
+/**
+ * debug_count_fread - Read function for "count" debugfs entry
+ * @filp: The active open file structure for the debugfs "file"
+ * @ubuf: The userspace provided buffer to read value into
+ * @cnt: The maximum number of bytes to read
+ * @ppos: The current "file" position
+ *
+ * This function provides a read implementation for the "count" debugfs
+ * interface to the hardware latency detector. Can be used to read the
+ * number of latency readings exceeding the configured threshold since
+ * the detector was last reset (e.g. by writing a zero into "count").
+ */
+static ssize_t debug_count_fread(struct file *filp, char __user *ubuf,
+                                    size_t cnt, loff_t *ppos)
+{
+       return simple_data_read(filp, ubuf, cnt, ppos, &data.count);
+}
+
+/**
+ * debug_count_fwrite - Write function for "count" debugfs entry
+ * @filp: The active open file structure for the debugfs "file"
+ * @ubuf: The user buffer that contains the value to write
+ * @cnt: The maximum number of bytes to write to "file"
+ * @ppos: The current position in the debugfs "file"
+ *
+ * This function provides a write implementation for the "count" debugfs
+ * interface to the hardware latency detector. Can be used to write a
+ * desired value, especially to zero the total count.
+ */
+static ssize_t  debug_count_fwrite(struct file *filp,
+                                      const char __user *ubuf,
+                                      size_t cnt,
+                                      loff_t *ppos)
+{
+       return simple_data_write(filp, ubuf, cnt, ppos, &data.count);
+}
+
+/**
+ * debug_enable_fopen - Dummy open function for "enable" debugfs interface
+ * @inode: The in-kernel inode representation of the debugfs "file"
+ * @filp: The active open file structure for the debugfs "file"
+ *
+ * This function provides an open implementation for the "enable" debugfs
+ * interface to the hardware latency detector.
+ */
+static int debug_enable_fopen(struct inode *inode, struct file *filp)
+{
+       return 0;
+}
+
+/**
+ * debug_enable_fread - Read function for "enable" debugfs interface
+ * @filp: The active open file structure for the debugfs "file"
+ * @ubuf: The userspace provided buffer to read value into
+ * @cnt: The maximum number of bytes to read
+ * @ppos: The current "file" position
+ *
+ * This function provides a read implementation for the "enable" debugfs
+ * interface to the hardware latency detector. Can be used to determine
+ * whether the detector is currently enabled ("0\n" or "1\n" returned).
+ */
+static ssize_t debug_enable_fread(struct file *filp, char __user *ubuf,
+                                     size_t cnt, loff_t *ppos)
+{
+       char buf[4];
+
+       if ((cnt < sizeof(buf)) || (*ppos))
+               return 0;
+
+       buf[0] = enabled ? '1' : '0';
+       buf[1] = '\n';
+       buf[2] = '\0';
+       if (copy_to_user(ubuf, buf, strlen(buf)))
+               return -EFAULT;
+       return *ppos = strlen(buf);
+}
+
+/**
+ * debug_enable_fwrite - Write function for "enable" debugfs interface
+ * @filp: The active open file structure for the debugfs "file"
+ * @ubuf: The user buffer that contains the value to write
+ * @cnt: The maximum number of bytes to write to "file"
+ * @ppos: The current position in the debugfs "file"
+ *
+ * This function provides a write implementation for the "enable" debugfs
+ * interface to the hardware latency detector. Can be used to enable or
+ * disable the detector, which will have the side-effect of possibly
+ * also resetting the global stats and kicking off the measuring
+ * kthread (on an enable) or the converse (upon a disable).
+ */
+static ssize_t  debug_enable_fwrite(struct file *filp,
+                                       const char __user *ubuf,
+                                       size_t cnt,
+                                       loff_t *ppos)
+{
+       char buf[4];
+       int csize = min(cnt, sizeof(buf));
+       long val = 0;
+       int err = 0;
+
+       memset(buf, '\0', sizeof(buf));
+       if (copy_from_user(buf, ubuf, csize))
+               return -EFAULT;
+
+       buf[sizeof(buf)-1] = '\0';                      /* just in case */
+       err = kstrtoul(buf, 10, &val);
+       if (0 != err)
+               return -EINVAL;
+
+       if (val) {
+               if (enabled)
+                       goto unlock;
+               enabled = 1;
+               __reset_stats();
+               if (start_kthread())
+                       return -EFAULT;
+       } else {
+               if (!enabled)
+                       goto unlock;
+               enabled = 0;
+               err = stop_kthread();
+               if (err) {
+                       pr_err(BANNER "cannot stop kthread\n");
+                       return -EFAULT;
+               }
+               wake_up(&data.wq);              /* reader(s) should return */
+       }
+unlock:
+       return csize;
+}
+
+/**
+ * debug_max_fopen - Open function for "max" debugfs entry
+ * @inode: The in-kernel inode representation of the debugfs "file"
+ * @filp: The active open file structure for the debugfs "file"
+ *
+ * This function provides an open implementation for the "max" debugfs
+ * interface to the hardware latency detector.
+ */
+static int debug_max_fopen(struct inode *inode, struct file *filp)
+{
+       return 0;
+}
+
+/**
+ * debug_max_fread - Read function for "max" debugfs entry
+ * @filp: The active open file structure for the debugfs "file"
+ * @ubuf: The userspace provided buffer to read value into
+ * @cnt: The maximum number of bytes to read
+ * @ppos: The current "file" position
+ *
+ * This function provides a read implementation for the "max" debugfs
+ * interface to the hardware latency detector. Can be used to determine
+ * the maximum latency value observed since it was last reset.
+ */
+static ssize_t debug_max_fread(struct file *filp, char __user *ubuf,
+                                  size_t cnt, loff_t *ppos)
+{
+       return simple_data_read(filp, ubuf, cnt, ppos, &data.max_sample);
+}
+
+/**
+ * debug_max_fwrite - Write function for "max" debugfs entry
+ * @filp: The active open file structure for the debugfs "file"
+ * @ubuf: The user buffer that contains the value to write
+ * @cnt: The maximum number of bytes to write to "file"
+ * @ppos: The current position in the debugfs "file"
+ *
+ * This function provides a write implementation for the "max" debugfs
+ * interface to the hardware latency detector. Can be used to reset the
+ * maximum or set it to some other desired value - if, then, subsequent
+ * measurements exceed this value, the maximum will be updated.
+ */
+static ssize_t  debug_max_fwrite(struct file *filp,
+                                    const char __user *ubuf,
+                                    size_t cnt,
+                                    loff_t *ppos)
+{
+       return simple_data_write(filp, ubuf, cnt, ppos, &data.max_sample);
+}
+
+
+/**
+ * debug_sample_fopen - An open function for "sample" debugfs interface
+ * @inode: The in-kernel inode representation of this debugfs "file"
+ * @filp: The active open file structure for the debugfs "file"
+ *
+ * This function handles opening the "sample" file within the hardware
+ * latency detector debugfs directory interface. This file is used to read
+ * raw samples from the global ring_buffer and allows the user to see a
+ * running latency history. Can be opened blocking or non-blocking,
+ * affecting whether it behaves as a buffer read pipe, or does not.
+ * Implements simple locking to prevent multiple simultaneous use.
+ */
+static int debug_sample_fopen(struct inode *inode, struct file *filp)
+{
+       if (!atomic_add_unless(&data.sample_open, 1, 1))
+               return -EBUSY;
+       else
+               return 0;
+}
+
+/**
+ * debug_sample_fread - A read function for "sample" debugfs interface
+ * @filp: The active open file structure for the debugfs "file"
+ * @ubuf: The user buffer that will contain the samples read
+ * @cnt: The maximum bytes to read from the debugfs "file"
+ * @ppos: The current position in the debugfs "file"
+ *
+ * This function handles reading from the "sample" file within the hardware
+ * latency detector debugfs directory interface. This file is used to read
+ * raw samples from the global ring_buffer and allows the user to see a
+ * running latency history. By default this will block pending a new
+ * value written into the sample buffer, unless there are already a
+ * number of value(s) waiting in the buffer, or the sample file was
+ * previously opened in a non-blocking mode of operation.
+ */
+static ssize_t debug_sample_fread(struct file *filp, char __user *ubuf,
+                                       size_t cnt, loff_t *ppos)
+{
+       int len = 0;
+       char buf[64];
+       struct sample *sample = NULL;
+
+       if (!enabled)
+               return 0;
+
+       sample = kzalloc(sizeof(struct sample), GFP_KERNEL);
+       if (!sample)
+               return -ENOMEM;
+
+       while (!buffer_get_sample(sample)) {
+
+               DEFINE_WAIT(wait);
+
+               if (filp->f_flags & O_NONBLOCK) {
+                       len = -EAGAIN;
+                       goto out;
+               }
+
+               prepare_to_wait(&data.wq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
+               schedule();
+               finish_wait(&data.wq, &wait);
+
+               if (signal_pending(current)) {
+                       len = -EINTR;
+                       goto out;
+               }
+
+               if (!enabled) {                 /* enable was toggled */
+                       len = 0;
+                       goto out;
+               }
+       }
+
+       len = snprintf(buf, sizeof(buf), "%010lu.%010lu\t%llu\n",
+                     sample->timestamp.tv_sec,
+                     sample->timestamp.tv_nsec,
+                     sample->duration);
+
+
+       /* handling partial reads is more trouble than it's worth */
+       if (len > cnt)
+               goto out;
+
+       if (copy_to_user(ubuf, buf, len))
+               len = -EFAULT;
+
+out:
+       kfree(sample);
+       return len;
+}
+
+/**
+ * debug_sample_release - Release function for "sample" debugfs interface
+ * @inode: The in-kernel inode represenation of the debugfs "file"
+ * @filp: The active open file structure for the debugfs "file"
+ *
+ * This function completes the close of the debugfs interface "sample" file.
+ * Frees the sample_open "lock" so that other users may open the interface.
+ */
+static int debug_sample_release(struct inode *inode, struct file *filp)
+{
+       atomic_dec(&data.sample_open);
+
+       return 0;
+}
+
+/**
+ * debug_threshold_fopen - Open function for "threshold" debugfs entry
+ * @inode: The in-kernel inode representation of the debugfs "file"
+ * @filp: The active open file structure for the debugfs "file"
+ *
+ * This function provides an open implementation for the "threshold" debugfs
+ * interface to the hardware latency detector.
+ */
+static int debug_threshold_fopen(struct inode *inode, struct file *filp)
+{
+       return 0;
+}
+
+/**
+ * debug_threshold_fread - Read function for "threshold" debugfs entry
+ * @filp: The active open file structure for the debugfs "file"
+ * @ubuf: The userspace provided buffer to read value into
+ * @cnt: The maximum number of bytes to read
+ * @ppos: The current "file" position
+ *
+ * This function provides a read implementation for the "threshold" debugfs
+ * interface to the hardware latency detector. It can be used to determine
+ * the current threshold level at which a latency will be recorded in the
+ * global ring buffer, typically on the order of 10us.
+ */
+static ssize_t debug_threshold_fread(struct file *filp, char __user *ubuf,
+                                        size_t cnt, loff_t *ppos)
+{
+       return simple_data_read(filp, ubuf, cnt, ppos, &data.threshold);
+}
+
+/**
+ * debug_threshold_fwrite - Write function for "threshold" debugfs entry
+ * @filp: The active open file structure for the debugfs "file"
+ * @ubuf: The user buffer that contains the value to write
+ * @cnt: The maximum number of bytes to write to "file"
+ * @ppos: The current position in the debugfs "file"
+ *
+ * This function provides a write implementation for the "threshold" debugfs
+ * interface to the hardware latency detector. It can be used to configure
+ * the threshold level at which any subsequently detected latencies will
+ * be recorded into the global ring buffer.
+ */
+static ssize_t  debug_threshold_fwrite(struct file *filp,
+                                       const char __user *ubuf,
+                                       size_t cnt,
+                                       loff_t *ppos)
+{
+       int ret;
+
+       ret = simple_data_write(filp, ubuf, cnt, ppos, &data.threshold);
+
+       if (enabled)
+               wake_up_process(kthread);
+
+       return ret;
+}
+
+/**
+ * debug_width_fopen - Open function for "width" debugfs entry
+ * @inode: The in-kernel inode representation of the debugfs "file"
+ * @filp: The active open file structure for the debugfs "file"
+ *
+ * This function provides an open implementation for the "width" debugfs
+ * interface to the hardware latency detector.
+ */
+static int debug_width_fopen(struct inode *inode, struct file *filp)
+{
+       return 0;
+}
+
+/**
+ * debug_width_fread - Read function for "width" debugfs entry
+ * @filp: The active open file structure for the debugfs "file"
+ * @ubuf: The userspace provided buffer to read value into
+ * @cnt: The maximum number of bytes to read
+ * @ppos: The current "file" position
+ *
+ * This function provides a read implementation for the "width" debugfs
+ * interface to the hardware latency detector. It can be used to determine
+ * for how many us of the total window us we will actively sample for any
+ * hardware-induced latecy periods. Obviously, it is not possible to
+ * sample constantly and have the system respond to a sample reader, or,
+ * worse, without having the system appear to have gone out to lunch.
+ */
+static ssize_t debug_width_fread(struct file *filp, char __user *ubuf,
+                                    size_t cnt, loff_t *ppos)
+{
+       return simple_data_read(filp, ubuf, cnt, ppos, &data.sample_width);
+}
+
+/**
+ * debug_width_fwrite - Write function for "width" debugfs entry
+ * @filp: The active open file structure for the debugfs "file"
+ * @ubuf: The user buffer that contains the value to write
+ * @cnt: The maximum number of bytes to write to "file"
+ * @ppos: The current position in the debugfs "file"
+ *
+ * This function provides a write implementation for the "width" debugfs
+ * interface to the hardware latency detector. It can be used to configure
+ * for how many us of the total window us we will actively sample for any
+ * hardware-induced latency periods. Obviously, it is not possible to
+ * sample constantly and have the system respond to a sample reader, or,
+ * worse, without having the system appear to have gone out to lunch. It
+ * is enforced that width is less that the total window size.
+ */
+static ssize_t  debug_width_fwrite(struct file *filp,
+                                      const char __user *ubuf,
+                                      size_t cnt,
+                                      loff_t *ppos)
+{
+       char buf[U64STR_SIZE];
+       int csize = min(cnt, sizeof(buf));
+       u64 val = 0;
+       int err = 0;
+
+       memset(buf, '\0', sizeof(buf));
+       if (copy_from_user(buf, ubuf, csize))
+               return -EFAULT;
+
+       buf[U64STR_SIZE-1] = '\0';                      /* just in case */
+       err = kstrtoull(buf, 10, &val);
+       if (0 != err)
+               return -EINVAL;
+
+       mutex_lock(&data.lock);
+       if (val < data.sample_window)
+               data.sample_width = val;
+       else {
+               mutex_unlock(&data.lock);
+               return -EINVAL;
+       }
+       mutex_unlock(&data.lock);
+
+       if (enabled)
+               wake_up_process(kthread);
+
+       return csize;
+}
+
+/**
+ * debug_window_fopen - Open function for "window" debugfs entry
+ * @inode: The in-kernel inode representation of the debugfs "file"
+ * @filp: The active open file structure for the debugfs "file"
+ *
+ * This function provides an open implementation for the "window" debugfs
+ * interface to the hardware latency detector. The window is the total time
+ * in us that will be considered one sample period. Conceptually, windows
+ * occur back-to-back and contain a sample width period during which
+ * actual sampling occurs.
+ */
+static int debug_window_fopen(struct inode *inode, struct file *filp)
+{
+       return 0;
+}
+
+/**
+ * debug_window_fread - Read function for "window" debugfs entry
+ * @filp: The active open file structure for the debugfs "file"
+ * @ubuf: The userspace provided buffer to read value into
+ * @cnt: The maximum number of bytes to read
+ * @ppos: The current "file" position
+ *
+ * This function provides a read implementation for the "window" debugfs
+ * interface to the hardware latency detector. The window is the total time
+ * in us that will be considered one sample period. Conceptually, windows
+ * occur back-to-back and contain a sample width period during which
+ * actual sampling occurs. Can be used to read the total window size.
+ */
+static ssize_t debug_window_fread(struct file *filp, char __user *ubuf,
+                                     size_t cnt, loff_t *ppos)
+{
+       return simple_data_read(filp, ubuf, cnt, ppos, &data.sample_window);
+}
+
+/**
+ * debug_window_fwrite - Write function for "window" debugfs entry
+ * @filp: The active open file structure for the debugfs "file"
+ * @ubuf: The user buffer that contains the value to write
+ * @cnt: The maximum number of bytes to write to "file"
+ * @ppos: The current position in the debugfs "file"
+ *
+ * This function provides a write implementation for the "window" debufds
+ * interface to the hardware latency detetector. The window is the total time
+ * in us that will be considered one sample period. Conceptually, windows
+ * occur back-to-back and contain a sample width period during which
+ * actual sampling occurs. Can be used to write a new total window size. It
+ * is enfoced that any value written must be greater than the sample width
+ * size, or an error results.
+ */
+static ssize_t  debug_window_fwrite(struct file *filp,
+                                       const char __user *ubuf,
+                                       size_t cnt,
+                                       loff_t *ppos)
+{
+       char buf[U64STR_SIZE];
+       int csize = min(cnt, sizeof(buf));
+       u64 val = 0;
+       int err = 0;
+
+       memset(buf, '\0', sizeof(buf));
+       if (copy_from_user(buf, ubuf, csize))
+               return -EFAULT;
+
+       buf[U64STR_SIZE-1] = '\0';                      /* just in case */
+       err = kstrtoull(buf, 10, &val);
+       if (0 != err)
+               return -EINVAL;
+
+       mutex_lock(&data.lock);
+       if (data.sample_width < val)
+               data.sample_window = val;
+       else {
+               mutex_unlock(&data.lock);
+               return -EINVAL;
+       }
+       mutex_unlock(&data.lock);
+
+       return csize;
+}
+
+/*
+ * Function pointers for the "count" debugfs file operations
+ */
+static const struct file_operations count_fops = {
+       .open           = debug_count_fopen,
+       .read           = debug_count_fread,
+       .write          = debug_count_fwrite,
+       .owner          = THIS_MODULE,
+};
+
+/*
+ * Function pointers for the "enable" debugfs file operations
+ */
+static const struct file_operations enable_fops = {
+       .open           = debug_enable_fopen,
+       .read           = debug_enable_fread,
+       .write          = debug_enable_fwrite,
+       .owner          = THIS_MODULE,
+};
+
+/*
+ * Function pointers for the "max" debugfs file operations
+ */
+static const struct file_operations max_fops = {
+       .open           = debug_max_fopen,
+       .read           = debug_max_fread,
+       .write          = debug_max_fwrite,
+       .owner          = THIS_MODULE,
+};
+
+/*
+ * Function pointers for the "sample" debugfs file operations
+ */
+static const struct file_operations sample_fops = {
+       .open           = debug_sample_fopen,
+       .read           = debug_sample_fread,
+       .release        = debug_sample_release,
+       .owner          = THIS_MODULE,
+};
+
+/*
+ * Function pointers for the "threshold" debugfs file operations
+ */
+static const struct file_operations threshold_fops = {
+       .open           = debug_threshold_fopen,
+       .read           = debug_threshold_fread,
+       .write          = debug_threshold_fwrite,
+       .owner          = THIS_MODULE,
+};
+
+/*
+ * Function pointers for the "width" debugfs file operations
+ */
+static const struct file_operations width_fops = {
+       .open           = debug_width_fopen,
+       .read           = debug_width_fread,
+       .write          = debug_width_fwrite,
+       .owner          = THIS_MODULE,
+};
+
+/*
+ * Function pointers for the "window" debugfs file operations
+ */
+static const struct file_operations window_fops = {
+       .open           = debug_window_fopen,
+       .read           = debug_window_fread,
+       .write          = debug_window_fwrite,
+       .owner          = THIS_MODULE,
+};
+
+/**
+ * init_debugfs - A function to initialize the debugfs interface files
+ *
+ * This function creates entries in debugfs for "hwlat_detector", including
+ * files to read values from the detector, current samples, and the
+ * maximum sample that has been captured since the hardware latency
+ * dectector was started.
+ */
+static int init_debugfs(void)
+{
+       int ret = -ENOMEM;
+
+       debug_dir = debugfs_create_dir(DRVNAME, NULL);
+       if (!debug_dir)
+               goto err_debug_dir;
+
+       debug_sample = debugfs_create_file("sample", 0444,
+                                              debug_dir, NULL,
+                                              &sample_fops);
+       if (!debug_sample)
+               goto err_sample;
+
+       debug_count = debugfs_create_file("count", 0444,
+                                             debug_dir, NULL,
+                                             &count_fops);
+       if (!debug_count)
+               goto err_count;
+
+       debug_max = debugfs_create_file("max", 0444,
+                                           debug_dir, NULL,
+                                           &max_fops);
+       if (!debug_max)
+               goto err_max;
+
+       debug_sample_window = debugfs_create_file("window", 0644,
+                                                     debug_dir, NULL,
+                                                     &window_fops);
+       if (!debug_sample_window)
+               goto err_window;
+
+       debug_sample_width = debugfs_create_file("width", 0644,
+                                                    debug_dir, NULL,
+                                                    &width_fops);
+       if (!debug_sample_width)
+               goto err_width;
+
+       debug_threshold = debugfs_create_file("threshold", 0644,
+                                                 debug_dir, NULL,
+                                                 &threshold_fops);
+       if (!debug_threshold)
+               goto err_threshold;
+
+       debug_enable = debugfs_create_file("enable", 0644,
+                                              debug_dir, &enabled,
+                                              &enable_fops);
+       if (!debug_enable)
+               goto err_enable;
+
+       else {
+               ret = 0;
+               goto out;
+       }
+
+err_enable:
+       debugfs_remove(debug_threshold);
+err_threshold:
+       debugfs_remove(debug_sample_width);
+err_width:
+       debugfs_remove(debug_sample_window);
+err_window:
+       debugfs_remove(debug_max);
+err_max:
+       debugfs_remove(debug_count);
+err_count:
+       debugfs_remove(debug_sample);
+err_sample:
+       debugfs_remove(debug_dir);
+err_debug_dir:
+out:
+       return ret;
+}
+
+/**
+ * free_debugfs - A function to cleanup the debugfs file interface
+ */
+static void free_debugfs(void)
+{
+       /* could also use a debugfs_remove_recursive */
+       debugfs_remove(debug_enable);
+       debugfs_remove(debug_threshold);
+       debugfs_remove(debug_sample_width);
+       debugfs_remove(debug_sample_window);
+       debugfs_remove(debug_max);
+       debugfs_remove(debug_count);
+       debugfs_remove(debug_sample);
+       debugfs_remove(debug_dir);
+}
+
+/**
+ * detector_init - Standard module initialization code
+ */
+static int detector_init(void)
+{
+       int ret = -ENOMEM;
+
+       pr_info(BANNER "version %s\n", VERSION);
+
+       ret = init_stats();
+       if (0 != ret)
+               goto out;
+
+       ret = init_debugfs();
+       if (0 != ret)
+               goto err_stats;
+
+       if (enabled)
+               ret = start_kthread();
+
+       goto out;
+
+err_stats:
+       ring_buffer_free(ring_buffer);
+out:
+       return ret;
+
+}
+
+/**
+ * detector_exit - Standard module cleanup code
+ */
+static void detector_exit(void)
+{
+       int err;
+
+       if (enabled) {
+               enabled = 0;
+               err = stop_kthread();
+               if (err)
+                       pr_err(BANNER "cannot stop kthread\n");
+       }
+
+       free_debugfs();
+       ring_buffer_free(ring_buffer);  /* free up the ring buffer */
+
+}
+
+module_init(detector_init);
+module_exit(detector_exit);