Merge tag 'for-5.7-tag' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/kdave/linux
[linux-2.6-microblaze.git] / arch / powerpc / perf / core-book3s.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
2 /*
3  * Performance event support - powerpc architecture code
4  *
5  * Copyright 2008-2009 Paul Mackerras, IBM Corporation.
6  */
7 #include <linux/kernel.h>
8 #include <linux/sched.h>
9 #include <linux/sched/clock.h>
10 #include <linux/perf_event.h>
11 #include <linux/percpu.h>
12 #include <linux/hardirq.h>
13 #include <linux/uaccess.h>
14 #include <asm/reg.h>
15 #include <asm/pmc.h>
16 #include <asm/machdep.h>
17 #include <asm/firmware.h>
18 #include <asm/ptrace.h>
19 #include <asm/code-patching.h>
20
21 #ifdef CONFIG_PPC64
22 #include "internal.h"
23 #endif
24
25 #define BHRB_MAX_ENTRIES        32
26 #define BHRB_TARGET             0x0000000000000002
27 #define BHRB_PREDICTION         0x0000000000000001
28 #define BHRB_EA                 0xFFFFFFFFFFFFFFFCUL
29
30 struct cpu_hw_events {
31         int n_events;
32         int n_percpu;
33         int disabled;
34         int n_added;
35         int n_limited;
36         u8  pmcs_enabled;
37         struct perf_event *event[MAX_HWEVENTS];
38         u64 events[MAX_HWEVENTS];
39         unsigned int flags[MAX_HWEVENTS];
40         /*
41          * The order of the MMCR array is:
42          *  - 64-bit, MMCR0, MMCR1, MMCRA, MMCR2
43          *  - 32-bit, MMCR0, MMCR1, MMCR2
44          */
45         unsigned long mmcr[4];
46         struct perf_event *limited_counter[MAX_LIMITED_HWCOUNTERS];
47         u8  limited_hwidx[MAX_LIMITED_HWCOUNTERS];
48         u64 alternatives[MAX_HWEVENTS][MAX_EVENT_ALTERNATIVES];
49         unsigned long amasks[MAX_HWEVENTS][MAX_EVENT_ALTERNATIVES];
50         unsigned long avalues[MAX_HWEVENTS][MAX_EVENT_ALTERNATIVES];
51
52         unsigned int txn_flags;
53         int n_txn_start;
54
55         /* BHRB bits */
56         u64                             bhrb_filter;    /* BHRB HW branch filter */
57         unsigned int                    bhrb_users;
58         void                            *bhrb_context;
59         struct  perf_branch_stack       bhrb_stack;
60         struct  perf_branch_entry       bhrb_entries[BHRB_MAX_ENTRIES];
61         u64                             ic_init;
62 };
63
64 static DEFINE_PER_CPU(struct cpu_hw_events, cpu_hw_events);
65
66 static struct power_pmu *ppmu;
67
68 /*
69  * Normally, to ignore kernel events we set the FCS (freeze counters
70  * in supervisor mode) bit in MMCR0, but if the kernel runs with the
71  * hypervisor bit set in the MSR, or if we are running on a processor
72  * where the hypervisor bit is forced to 1 (as on Apple G5 processors),
73  * then we need to use the FCHV bit to ignore kernel events.
74  */
75 static unsigned int freeze_events_kernel = MMCR0_FCS;
76
77 /*
78  * 32-bit doesn't have MMCRA but does have an MMCR2,
79  * and a few other names are different.
80  */
81 #ifdef CONFIG_PPC32
82
83 #define MMCR0_FCHV              0
84 #define MMCR0_PMCjCE            MMCR0_PMCnCE
85 #define MMCR0_FC56              0
86 #define MMCR0_PMAO              0
87 #define MMCR0_EBE               0
88 #define MMCR0_BHRBA             0
89 #define MMCR0_PMCC              0
90 #define MMCR0_PMCC_U6           0
91
92 #define SPRN_MMCRA              SPRN_MMCR2
93 #define MMCRA_SAMPLE_ENABLE     0
94
95 static inline unsigned long perf_ip_adjust(struct pt_regs *regs)
96 {
97         return 0;
98 }
99 static inline void perf_get_data_addr(struct perf_event *event, struct pt_regs *regs, u64 *addrp) { }
100 static inline u32 perf_get_misc_flags(struct pt_regs *regs)
101 {
102         return 0;
103 }
104 static inline void perf_read_regs(struct pt_regs *regs)
105 {
106         regs->result = 0;
107 }
108 static inline int perf_intr_is_nmi(struct pt_regs *regs)
109 {
110         return 0;
111 }
112
113 static inline int siar_valid(struct pt_regs *regs)
114 {
115         return 1;
116 }
117
118 static bool is_ebb_event(struct perf_event *event) { return false; }
119 static int ebb_event_check(struct perf_event *event) { return 0; }
120 static void ebb_event_add(struct perf_event *event) { }
121 static void ebb_switch_out(unsigned long mmcr0) { }
122 static unsigned long ebb_switch_in(bool ebb, struct cpu_hw_events *cpuhw)
123 {
124         return cpuhw->mmcr[0];
125 }
126
127 static inline void power_pmu_bhrb_enable(struct perf_event *event) {}
128 static inline void power_pmu_bhrb_disable(struct perf_event *event) {}
129 static void power_pmu_sched_task(struct perf_event_context *ctx, bool sched_in) {}
130 static inline void power_pmu_bhrb_read(struct perf_event *event, struct cpu_hw_events *cpuhw) {}
131 static void pmao_restore_workaround(bool ebb) { }
132 #endif /* CONFIG_PPC32 */
133
134 bool is_sier_available(void)
135 {
136         if (ppmu->flags & PPMU_HAS_SIER)
137                 return true;
138
139         return false;
140 }
141
142 static bool regs_use_siar(struct pt_regs *regs)
143 {
144         /*
145          * When we take a performance monitor exception the regs are setup
146          * using perf_read_regs() which overloads some fields, in particular
147          * regs->result to tell us whether to use SIAR.
148          *
149          * However if the regs are from another exception, eg. a syscall, then
150          * they have not been setup using perf_read_regs() and so regs->result
151          * is something random.
152          */
153         return ((TRAP(regs) == 0xf00) && regs->result);
154 }
155
156 /*
157  * Things that are specific to 64-bit implementations.
158  */
159 #ifdef CONFIG_PPC64
160
161 static inline unsigned long perf_ip_adjust(struct pt_regs *regs)
162 {
163         unsigned long mmcra = regs->dsisr;
164
165         if ((ppmu->flags & PPMU_HAS_SSLOT) && (mmcra & MMCRA_SAMPLE_ENABLE)) {
166                 unsigned long slot = (mmcra & MMCRA_SLOT) >> MMCRA_SLOT_SHIFT;
167                 if (slot > 1)
168                         return 4 * (slot - 1);
169         }
170
171         return 0;
172 }
173
174 /*
175  * The user wants a data address recorded.
176  * If we're not doing instruction sampling, give them the SDAR
177  * (sampled data address).  If we are doing instruction sampling, then
178  * only give them the SDAR if it corresponds to the instruction
179  * pointed to by SIAR; this is indicated by the [POWER6_]MMCRA_SDSYNC, the
180  * [POWER7P_]MMCRA_SDAR_VALID bit in MMCRA, or the SDAR_VALID bit in SIER.
181  */
182 static inline void perf_get_data_addr(struct perf_event *event, struct pt_regs *regs, u64 *addrp)
183 {
184         unsigned long mmcra = regs->dsisr;
185         bool sdar_valid;
186
187         if (ppmu->flags & PPMU_HAS_SIER)
188                 sdar_valid = regs->dar & SIER_SDAR_VALID;
189         else {
190                 unsigned long sdsync;
191
192                 if (ppmu->flags & PPMU_SIAR_VALID)
193                         sdsync = POWER7P_MMCRA_SDAR_VALID;
194                 else if (ppmu->flags & PPMU_ALT_SIPR)
195                         sdsync = POWER6_MMCRA_SDSYNC;
196                 else if (ppmu->flags & PPMU_NO_SIAR)
197                         sdsync = MMCRA_SAMPLE_ENABLE;
198                 else
199                         sdsync = MMCRA_SDSYNC;
200
201                 sdar_valid = mmcra & sdsync;
202         }
203
204         if (!(mmcra & MMCRA_SAMPLE_ENABLE) || sdar_valid)
205                 *addrp = mfspr(SPRN_SDAR);
206
207         if (is_kernel_addr(mfspr(SPRN_SDAR)) && perf_allow_kernel(&event->attr) != 0)
208                 *addrp = 0;
209 }
210
211 static bool regs_sihv(struct pt_regs *regs)
212 {
213         unsigned long sihv = MMCRA_SIHV;
214
215         if (ppmu->flags & PPMU_HAS_SIER)
216                 return !!(regs->dar & SIER_SIHV);
217
218         if (ppmu->flags & PPMU_ALT_SIPR)
219                 sihv = POWER6_MMCRA_SIHV;
220
221         return !!(regs->dsisr & sihv);
222 }
223
224 static bool regs_sipr(struct pt_regs *regs)
225 {
226         unsigned long sipr = MMCRA_SIPR;
227
228         if (ppmu->flags & PPMU_HAS_SIER)
229                 return !!(regs->dar & SIER_SIPR);
230
231         if (ppmu->flags & PPMU_ALT_SIPR)
232                 sipr = POWER6_MMCRA_SIPR;
233
234         return !!(regs->dsisr & sipr);
235 }
236
237 static inline u32 perf_flags_from_msr(struct pt_regs *regs)
238 {
239         if (regs->msr & MSR_PR)
240                 return PERF_RECORD_MISC_USER;
241         if ((regs->msr & MSR_HV) && freeze_events_kernel != MMCR0_FCHV)
242                 return PERF_RECORD_MISC_HYPERVISOR;
243         return PERF_RECORD_MISC_KERNEL;
244 }
245
246 static inline u32 perf_get_misc_flags(struct pt_regs *regs)
247 {
248         bool use_siar = regs_use_siar(regs);
249
250         if (!use_siar)
251                 return perf_flags_from_msr(regs);
252
253         /*
254          * If we don't have flags in MMCRA, rather than using
255          * the MSR, we intuit the flags from the address in
256          * SIAR which should give slightly more reliable
257          * results
258          */
259         if (ppmu->flags & PPMU_NO_SIPR) {
260                 unsigned long siar = mfspr(SPRN_SIAR);
261                 if (is_kernel_addr(siar))
262                         return PERF_RECORD_MISC_KERNEL;
263                 return PERF_RECORD_MISC_USER;
264         }
265
266         /* PR has priority over HV, so order below is important */
267         if (regs_sipr(regs))
268                 return PERF_RECORD_MISC_USER;
269
270         if (regs_sihv(regs) && (freeze_events_kernel != MMCR0_FCHV))
271                 return PERF_RECORD_MISC_HYPERVISOR;
272
273         return PERF_RECORD_MISC_KERNEL;
274 }
275
276 /*
277  * Overload regs->dsisr to store MMCRA so we only need to read it once
278  * on each interrupt.
279  * Overload regs->dar to store SIER if we have it.
280  * Overload regs->result to specify whether we should use the MSR (result
281  * is zero) or the SIAR (result is non zero).
282  */
283 static inline void perf_read_regs(struct pt_regs *regs)
284 {
285         unsigned long mmcra = mfspr(SPRN_MMCRA);
286         int marked = mmcra & MMCRA_SAMPLE_ENABLE;
287         int use_siar;
288
289         regs->dsisr = mmcra;
290
291         if (ppmu->flags & PPMU_HAS_SIER)
292                 regs->dar = mfspr(SPRN_SIER);
293
294         /*
295          * If this isn't a PMU exception (eg a software event) the SIAR is
296          * not valid. Use pt_regs.
297          *
298          * If it is a marked event use the SIAR.
299          *
300          * If the PMU doesn't update the SIAR for non marked events use
301          * pt_regs.
302          *
303          * If the PMU has HV/PR flags then check to see if they
304          * place the exception in userspace. If so, use pt_regs. In
305          * continuous sampling mode the SIAR and the PMU exception are
306          * not synchronised, so they may be many instructions apart.
307          * This can result in confusing backtraces. We still want
308          * hypervisor samples as well as samples in the kernel with
309          * interrupts off hence the userspace check.
310          */
311         if (TRAP(regs) != 0xf00)
312                 use_siar = 0;
313         else if ((ppmu->flags & PPMU_NO_SIAR))
314                 use_siar = 0;
315         else if (marked)
316                 use_siar = 1;
317         else if ((ppmu->flags & PPMU_NO_CONT_SAMPLING))
318                 use_siar = 0;
319         else if (!(ppmu->flags & PPMU_NO_SIPR) && regs_sipr(regs))
320                 use_siar = 0;
321         else
322                 use_siar = 1;
323
324         regs->result = use_siar;
325 }
326
327 /*
328  * If interrupts were soft-disabled when a PMU interrupt occurs, treat
329  * it as an NMI.
330  */
331 static inline int perf_intr_is_nmi(struct pt_regs *regs)
332 {
333         return (regs->softe & IRQS_DISABLED);
334 }
335
336 /*
337  * On processors like P7+ that have the SIAR-Valid bit, marked instructions
338  * must be sampled only if the SIAR-valid bit is set.
339  *
340  * For unmarked instructions and for processors that don't have the SIAR-Valid
341  * bit, assume that SIAR is valid.
342  */
343 static inline int siar_valid(struct pt_regs *regs)
344 {
345         unsigned long mmcra = regs->dsisr;
346         int marked = mmcra & MMCRA_SAMPLE_ENABLE;
347
348         if (marked) {
349                 if (ppmu->flags & PPMU_HAS_SIER)
350                         return regs->dar & SIER_SIAR_VALID;
351
352                 if (ppmu->flags & PPMU_SIAR_VALID)
353                         return mmcra & POWER7P_MMCRA_SIAR_VALID;
354         }
355
356         return 1;
357 }
358
359
360 /* Reset all possible BHRB entries */
361 static void power_pmu_bhrb_reset(void)
362 {
363         asm volatile(PPC_CLRBHRB);
364 }
365
366 static void power_pmu_bhrb_enable(struct perf_event *event)
367 {
368         struct cpu_hw_events *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_events);
369
370         if (!ppmu->bhrb_nr)
371                 return;
372
373         /* Clear BHRB if we changed task context to avoid data leaks */
374         if (event->ctx->task && cpuhw->bhrb_context != event->ctx) {
375                 power_pmu_bhrb_reset();
376                 cpuhw->bhrb_context = event->ctx;
377         }
378         cpuhw->bhrb_users++;
379         perf_sched_cb_inc(event->ctx->pmu);
380 }
381
382 static void power_pmu_bhrb_disable(struct perf_event *event)
383 {
384         struct cpu_hw_events *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_events);
385
386         if (!ppmu->bhrb_nr)
387                 return;
388
389         WARN_ON_ONCE(!cpuhw->bhrb_users);
390         cpuhw->bhrb_users--;
391         perf_sched_cb_dec(event->ctx->pmu);
392
393         if (!cpuhw->disabled && !cpuhw->bhrb_users) {
394                 /* BHRB cannot be turned off when other
395                  * events are active on the PMU.
396                  */
397
398                 /* avoid stale pointer */
399                 cpuhw->bhrb_context = NULL;
400         }
401 }
402
403 /* Called from ctxsw to prevent one process's branch entries to
404  * mingle with the other process's entries during context switch.
405  */
406 static void power_pmu_sched_task(struct perf_event_context *ctx, bool sched_in)
407 {
408         if (!ppmu->bhrb_nr)
409                 return;
410
411         if (sched_in)
412                 power_pmu_bhrb_reset();
413 }
414 /* Calculate the to address for a branch */
415 static __u64 power_pmu_bhrb_to(u64 addr)
416 {
417         unsigned int instr;
418         __u64 target;
419
420         if (is_kernel_addr(addr)) {
421                 if (probe_kernel_read(&instr, (void *)addr, sizeof(instr)))
422                         return 0;
423
424                 return branch_target(&instr);
425         }
426
427         /* Userspace: need copy instruction here then translate it */
428         if (probe_user_read(&instr, (unsigned int __user *)addr, sizeof(instr)))
429                 return 0;
430
431         target = branch_target(&instr);
432         if ((!target) || (instr & BRANCH_ABSOLUTE))
433                 return target;
434
435         /* Translate relative branch target from kernel to user address */
436         return target - (unsigned long)&instr + addr;
437 }
438
439 /* Processing BHRB entries */
440 static void power_pmu_bhrb_read(struct perf_event *event, struct cpu_hw_events *cpuhw)
441 {
442         u64 val;
443         u64 addr;
444         int r_index, u_index, pred;
445
446         r_index = 0;
447         u_index = 0;
448         while (r_index < ppmu->bhrb_nr) {
449                 /* Assembly read function */
450                 val = read_bhrb(r_index++);
451                 if (!val)
452                         /* Terminal marker: End of valid BHRB entries */
453                         break;
454                 else {
455                         addr = val & BHRB_EA;
456                         pred = val & BHRB_PREDICTION;
457
458                         if (!addr)
459                                 /* invalid entry */
460                                 continue;
461
462                         /*
463                          * BHRB rolling buffer could very much contain the kernel
464                          * addresses at this point. Check the privileges before
465                          * exporting it to userspace (avoid exposure of regions
466                          * where we could have speculative execution)
467                          */
468                         if (is_kernel_addr(addr) && perf_allow_kernel(&event->attr) != 0)
469                                 continue;
470
471                         /* Branches are read most recent first (ie. mfbhrb 0 is
472                          * the most recent branch).
473                          * There are two types of valid entries:
474                          * 1) a target entry which is the to address of a
475                          *    computed goto like a blr,bctr,btar.  The next
476                          *    entry read from the bhrb will be branch
477                          *    corresponding to this target (ie. the actual
478                          *    blr/bctr/btar instruction).
479                          * 2) a from address which is an actual branch.  If a
480                          *    target entry proceeds this, then this is the
481                          *    matching branch for that target.  If this is not
482                          *    following a target entry, then this is a branch
483                          *    where the target is given as an immediate field
484                          *    in the instruction (ie. an i or b form branch).
485                          *    In this case we need to read the instruction from
486                          *    memory to determine the target/to address.
487                          */
488
489                         if (val & BHRB_TARGET) {
490                                 /* Target branches use two entries
491                                  * (ie. computed gotos/XL form)
492                                  */
493                                 cpuhw->bhrb_entries[u_index].to = addr;
494                                 cpuhw->bhrb_entries[u_index].mispred = pred;
495                                 cpuhw->bhrb_entries[u_index].predicted = ~pred;
496
497                                 /* Get from address in next entry */
498                                 val = read_bhrb(r_index++);
499                                 addr = val & BHRB_EA;
500                                 if (val & BHRB_TARGET) {
501                                         /* Shouldn't have two targets in a
502                                            row.. Reset index and try again */
503                                         r_index--;
504                                         addr = 0;
505                                 }
506                                 cpuhw->bhrb_entries[u_index].from = addr;
507                         } else {
508                                 /* Branches to immediate field 
509                                    (ie I or B form) */
510                                 cpuhw->bhrb_entries[u_index].from = addr;
511                                 cpuhw->bhrb_entries[u_index].to =
512                                         power_pmu_bhrb_to(addr);
513                                 cpuhw->bhrb_entries[u_index].mispred = pred;
514                                 cpuhw->bhrb_entries[u_index].predicted = ~pred;
515                         }
516                         u_index++;
517
518                 }
519         }
520         cpuhw->bhrb_stack.nr = u_index;
521         cpuhw->bhrb_stack.hw_idx = -1ULL;
522         return;
523 }
524
525 static bool is_ebb_event(struct perf_event *event)
526 {
527         /*
528          * This could be a per-PMU callback, but we'd rather avoid the cost. We
529          * check that the PMU supports EBB, meaning those that don't can still
530          * use bit 63 of the event code for something else if they wish.
531          */
532         return (ppmu->flags & PPMU_ARCH_207S) &&
533                ((event->attr.config >> PERF_EVENT_CONFIG_EBB_SHIFT) & 1);
534 }
535
536 static int ebb_event_check(struct perf_event *event)
537 {
538         struct perf_event *leader = event->group_leader;
539
540         /* Event and group leader must agree on EBB */
541         if (is_ebb_event(leader) != is_ebb_event(event))
542                 return -EINVAL;
543
544         if (is_ebb_event(event)) {
545                 if (!(event->attach_state & PERF_ATTACH_TASK))
546                         return -EINVAL;
547
548                 if (!leader->attr.pinned || !leader->attr.exclusive)
549                         return -EINVAL;
550
551                 if (event->attr.freq ||
552                     event->attr.inherit ||
553                     event->attr.sample_type ||
554                     event->attr.sample_period ||
555                     event->attr.enable_on_exec)
556                         return -EINVAL;
557         }
558
559         return 0;
560 }
561
562 static void ebb_event_add(struct perf_event *event)
563 {
564         if (!is_ebb_event(event) || current->thread.used_ebb)
565                 return;
566
567         /*
568          * IFF this is the first time we've added an EBB event, set
569          * PMXE in the user MMCR0 so we can detect when it's cleared by
570          * userspace. We need this so that we can context switch while
571          * userspace is in the EBB handler (where PMXE is 0).
572          */
573         current->thread.used_ebb = 1;
574         current->thread.mmcr0 |= MMCR0_PMXE;
575 }
576
577 static void ebb_switch_out(unsigned long mmcr0)
578 {
579         if (!(mmcr0 & MMCR0_EBE))
580                 return;
581
582         current->thread.siar  = mfspr(SPRN_SIAR);
583         current->thread.sier  = mfspr(SPRN_SIER);
584         current->thread.sdar  = mfspr(SPRN_SDAR);
585         current->thread.mmcr0 = mmcr0 & MMCR0_USER_MASK;
586         current->thread.mmcr2 = mfspr(SPRN_MMCR2) & MMCR2_USER_MASK;
587 }
588
589 static unsigned long ebb_switch_in(bool ebb, struct cpu_hw_events *cpuhw)
590 {
591         unsigned long mmcr0 = cpuhw->mmcr[0];
592
593         if (!ebb)
594                 goto out;
595
596         /* Enable EBB and read/write to all 6 PMCs and BHRB for userspace */
597         mmcr0 |= MMCR0_EBE | MMCR0_BHRBA | MMCR0_PMCC_U6;
598
599         /*
600          * Add any bits from the user MMCR0, FC or PMAO. This is compatible
601          * with pmao_restore_workaround() because we may add PMAO but we never
602          * clear it here.
603          */
604         mmcr0 |= current->thread.mmcr0;
605
606         /*
607          * Be careful not to set PMXE if userspace had it cleared. This is also
608          * compatible with pmao_restore_workaround() because it has already
609          * cleared PMXE and we leave PMAO alone.
610          */
611         if (!(current->thread.mmcr0 & MMCR0_PMXE))
612                 mmcr0 &= ~MMCR0_PMXE;
613
614         mtspr(SPRN_SIAR, current->thread.siar);
615         mtspr(SPRN_SIER, current->thread.sier);
616         mtspr(SPRN_SDAR, current->thread.sdar);
617
618         /*
619          * Merge the kernel & user values of MMCR2. The semantics we implement
620          * are that the user MMCR2 can set bits, ie. cause counters to freeze,
621          * but not clear bits. If a task wants to be able to clear bits, ie.
622          * unfreeze counters, it should not set exclude_xxx in its events and
623          * instead manage the MMCR2 entirely by itself.
624          */
625         mtspr(SPRN_MMCR2, cpuhw->mmcr[3] | current->thread.mmcr2);
626 out:
627         return mmcr0;
628 }
629
630 static void pmao_restore_workaround(bool ebb)
631 {
632         unsigned pmcs[6];
633
634         if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_PMAO_BUG))
635                 return;
636
637         /*
638          * On POWER8E there is a hardware defect which affects the PMU context
639          * switch logic, ie. power_pmu_disable/enable().
640          *
641          * When a counter overflows PMXE is cleared and FC/PMAO is set in MMCR0
642          * by the hardware. Sometime later the actual PMU exception is
643          * delivered.
644          *
645          * If we context switch, or simply disable/enable, the PMU prior to the
646          * exception arriving, the exception will be lost when we clear PMAO.
647          *
648          * When we reenable the PMU, we will write the saved MMCR0 with PMAO
649          * set, and this _should_ generate an exception. However because of the
650          * defect no exception is generated when we write PMAO, and we get
651          * stuck with no counters counting but no exception delivered.
652          *
653          * The workaround is to detect this case and tweak the hardware to
654          * create another pending PMU exception.
655          *
656          * We do that by setting up PMC6 (cycles) for an imminent overflow and
657          * enabling the PMU. That causes a new exception to be generated in the
658          * chip, but we don't take it yet because we have interrupts hard
659          * disabled. We then write back the PMU state as we want it to be seen
660          * by the exception handler. When we reenable interrupts the exception
661          * handler will be called and see the correct state.
662          *
663          * The logic is the same for EBB, except that the exception is gated by
664          * us having interrupts hard disabled as well as the fact that we are
665          * not in userspace. The exception is finally delivered when we return
666          * to userspace.
667          */
668
669         /* Only if PMAO is set and PMAO_SYNC is clear */
670         if ((current->thread.mmcr0 & (MMCR0_PMAO | MMCR0_PMAO_SYNC)) != MMCR0_PMAO)
671                 return;
672
673         /* If we're doing EBB, only if BESCR[GE] is set */
674         if (ebb && !(current->thread.bescr & BESCR_GE))
675                 return;
676
677         /*
678          * We are already soft-disabled in power_pmu_enable(). We need to hard
679          * disable to actually prevent the PMU exception from firing.
680          */
681         hard_irq_disable();
682
683         /*
684          * This is a bit gross, but we know we're on POWER8E and have 6 PMCs.
685          * Using read/write_pmc() in a for loop adds 12 function calls and
686          * almost doubles our code size.
687          */
688         pmcs[0] = mfspr(SPRN_PMC1);
689         pmcs[1] = mfspr(SPRN_PMC2);
690         pmcs[2] = mfspr(SPRN_PMC3);
691         pmcs[3] = mfspr(SPRN_PMC4);
692         pmcs[4] = mfspr(SPRN_PMC5);
693         pmcs[5] = mfspr(SPRN_PMC6);
694
695         /* Ensure all freeze bits are unset */
696         mtspr(SPRN_MMCR2, 0);
697
698         /* Set up PMC6 to overflow in one cycle */
699         mtspr(SPRN_PMC6, 0x7FFFFFFE);
700
701         /* Enable exceptions and unfreeze PMC6 */
702         mtspr(SPRN_MMCR0, MMCR0_PMXE | MMCR0_PMCjCE | MMCR0_PMAO);
703
704         /* Now we need to refreeze and restore the PMCs */
705         mtspr(SPRN_MMCR0, MMCR0_FC | MMCR0_PMAO);
706
707         mtspr(SPRN_PMC1, pmcs[0]);
708         mtspr(SPRN_PMC2, pmcs[1]);
709         mtspr(SPRN_PMC3, pmcs[2]);
710         mtspr(SPRN_PMC4, pmcs[3]);
711         mtspr(SPRN_PMC5, pmcs[4]);
712         mtspr(SPRN_PMC6, pmcs[5]);
713 }
714
715 #endif /* CONFIG_PPC64 */
716
717 static void perf_event_interrupt(struct pt_regs *regs);
718
719 /*
720  * Read one performance monitor counter (PMC).
721  */
722 static unsigned long read_pmc(int idx)
723 {
724         unsigned long val;
725
726         switch (idx) {
727         case 1:
728                 val = mfspr(SPRN_PMC1);
729                 break;
730         case 2:
731                 val = mfspr(SPRN_PMC2);
732                 break;
733         case 3:
734                 val = mfspr(SPRN_PMC3);
735                 break;
736         case 4:
737                 val = mfspr(SPRN_PMC4);
738                 break;
739         case 5:
740                 val = mfspr(SPRN_PMC5);
741                 break;
742         case 6:
743                 val = mfspr(SPRN_PMC6);
744                 break;
745 #ifdef CONFIG_PPC64
746         case 7:
747                 val = mfspr(SPRN_PMC7);
748                 break;
749         case 8:
750                 val = mfspr(SPRN_PMC8);
751                 break;
752 #endif /* CONFIG_PPC64 */
753         default:
754                 printk(KERN_ERR "oops trying to read PMC%d\n", idx);
755                 val = 0;
756         }
757         return val;
758 }
759
760 /*
761  * Write one PMC.
762  */
763 static void write_pmc(int idx, unsigned long val)
764 {
765         switch (idx) {
766         case 1:
767                 mtspr(SPRN_PMC1, val);
768                 break;
769         case 2:
770                 mtspr(SPRN_PMC2, val);
771                 break;
772         case 3:
773                 mtspr(SPRN_PMC3, val);
774                 break;
775         case 4:
776                 mtspr(SPRN_PMC4, val);
777                 break;
778         case 5:
779                 mtspr(SPRN_PMC5, val);
780                 break;
781         case 6:
782                 mtspr(SPRN_PMC6, val);
783                 break;
784 #ifdef CONFIG_PPC64
785         case 7:
786                 mtspr(SPRN_PMC7, val);
787                 break;
788         case 8:
789                 mtspr(SPRN_PMC8, val);
790                 break;
791 #endif /* CONFIG_PPC64 */
792         default:
793                 printk(KERN_ERR "oops trying to write PMC%d\n", idx);
794         }
795 }
796
797 /* Called from sysrq_handle_showregs() */
798 void perf_event_print_debug(void)
799 {
800         unsigned long sdar, sier, flags;
801         u32 pmcs[MAX_HWEVENTS];
802         int i;
803
804         if (!ppmu) {
805                 pr_info("Performance monitor hardware not registered.\n");
806                 return;
807         }
808
809         if (!ppmu->n_counter)
810                 return;
811
812         local_irq_save(flags);
813
814         pr_info("CPU: %d PMU registers, ppmu = %s n_counters = %d",
815                  smp_processor_id(), ppmu->name, ppmu->n_counter);
816
817         for (i = 0; i < ppmu->n_counter; i++)
818                 pmcs[i] = read_pmc(i + 1);
819
820         for (; i < MAX_HWEVENTS; i++)
821                 pmcs[i] = 0xdeadbeef;
822
823         pr_info("PMC1:  %08x PMC2: %08x PMC3: %08x PMC4: %08x\n",
824                  pmcs[0], pmcs[1], pmcs[2], pmcs[3]);
825
826         if (ppmu->n_counter > 4)
827                 pr_info("PMC5:  %08x PMC6: %08x PMC7: %08x PMC8: %08x\n",
828                          pmcs[4], pmcs[5], pmcs[6], pmcs[7]);
829
830         pr_info("MMCR0: %016lx MMCR1: %016lx MMCRA: %016lx\n",
831                 mfspr(SPRN_MMCR0), mfspr(SPRN_MMCR1), mfspr(SPRN_MMCRA));
832
833         sdar = sier = 0;
834 #ifdef CONFIG_PPC64
835         sdar = mfspr(SPRN_SDAR);
836
837         if (ppmu->flags & PPMU_HAS_SIER)
838                 sier = mfspr(SPRN_SIER);
839
840         if (ppmu->flags & PPMU_ARCH_207S) {
841                 pr_info("MMCR2: %016lx EBBHR: %016lx\n",
842                         mfspr(SPRN_MMCR2), mfspr(SPRN_EBBHR));
843                 pr_info("EBBRR: %016lx BESCR: %016lx\n",
844                         mfspr(SPRN_EBBRR), mfspr(SPRN_BESCR));
845         }
846 #endif
847         pr_info("SIAR:  %016lx SDAR:  %016lx SIER:  %016lx\n",
848                 mfspr(SPRN_SIAR), sdar, sier);
849
850         local_irq_restore(flags);
851 }
852
853 /*
854  * Check if a set of events can all go on the PMU at once.
855  * If they can't, this will look at alternative codes for the events
856  * and see if any combination of alternative codes is feasible.
857  * The feasible set is returned in event_id[].
858  */
859 static int power_check_constraints(struct cpu_hw_events *cpuhw,
860                                    u64 event_id[], unsigned int cflags[],
861                                    int n_ev)
862 {
863         unsigned long mask, value, nv;
864         unsigned long smasks[MAX_HWEVENTS], svalues[MAX_HWEVENTS];
865         int n_alt[MAX_HWEVENTS], choice[MAX_HWEVENTS];
866         int i, j;
867         unsigned long addf = ppmu->add_fields;
868         unsigned long tadd = ppmu->test_adder;
869         unsigned long grp_mask = ppmu->group_constraint_mask;
870         unsigned long grp_val = ppmu->group_constraint_val;
871
872         if (n_ev > ppmu->n_counter)
873                 return -1;
874
875         /* First see if the events will go on as-is */
876         for (i = 0; i < n_ev; ++i) {
877                 if ((cflags[i] & PPMU_LIMITED_PMC_REQD)
878                     && !ppmu->limited_pmc_event(event_id[i])) {
879                         ppmu->get_alternatives(event_id[i], cflags[i],
880                                                cpuhw->alternatives[i]);
881                         event_id[i] = cpuhw->alternatives[i][0];
882                 }
883                 if (ppmu->get_constraint(event_id[i], &cpuhw->amasks[i][0],
884                                          &cpuhw->avalues[i][0]))
885                         return -1;
886         }
887         value = mask = 0;
888         for (i = 0; i < n_ev; ++i) {
889                 nv = (value | cpuhw->avalues[i][0]) +
890                         (value & cpuhw->avalues[i][0] & addf);
891
892                 if (((((nv + tadd) ^ value) & mask) & (~grp_mask)) != 0)
893                         break;
894
895                 if (((((nv + tadd) ^ cpuhw->avalues[i][0]) & cpuhw->amasks[i][0])
896                         & (~grp_mask)) != 0)
897                         break;
898
899                 value = nv;
900                 mask |= cpuhw->amasks[i][0];
901         }
902         if (i == n_ev) {
903                 if ((value & mask & grp_mask) != (mask & grp_val))
904                         return -1;
905                 else
906                         return 0;       /* all OK */
907         }
908
909         /* doesn't work, gather alternatives... */
910         if (!ppmu->get_alternatives)
911                 return -1;
912         for (i = 0; i < n_ev; ++i) {
913                 choice[i] = 0;
914                 n_alt[i] = ppmu->get_alternatives(event_id[i], cflags[i],
915                                                   cpuhw->alternatives[i]);
916                 for (j = 1; j < n_alt[i]; ++j)
917                         ppmu->get_constraint(cpuhw->alternatives[i][j],
918                                              &cpuhw->amasks[i][j],
919                                              &cpuhw->avalues[i][j]);
920         }
921
922         /* enumerate all possibilities and see if any will work */
923         i = 0;
924         j = -1;
925         value = mask = nv = 0;
926         while (i < n_ev) {
927                 if (j >= 0) {
928                         /* we're backtracking, restore context */
929                         value = svalues[i];
930                         mask = smasks[i];
931                         j = choice[i];
932                 }
933                 /*
934                  * See if any alternative k for event_id i,
935                  * where k > j, will satisfy the constraints.
936                  */
937                 while (++j < n_alt[i]) {
938                         nv = (value | cpuhw->avalues[i][j]) +
939                                 (value & cpuhw->avalues[i][j] & addf);
940                         if ((((nv + tadd) ^ value) & mask) == 0 &&
941                             (((nv + tadd) ^ cpuhw->avalues[i][j])
942                              & cpuhw->amasks[i][j]) == 0)
943                                 break;
944                 }
945                 if (j >= n_alt[i]) {
946                         /*
947                          * No feasible alternative, backtrack
948                          * to event_id i-1 and continue enumerating its
949                          * alternatives from where we got up to.
950                          */
951                         if (--i < 0)
952                                 return -1;
953                 } else {
954                         /*
955                          * Found a feasible alternative for event_id i,
956                          * remember where we got up to with this event_id,
957                          * go on to the next event_id, and start with
958                          * the first alternative for it.
959                          */
960                         choice[i] = j;
961                         svalues[i] = value;
962                         smasks[i] = mask;
963                         value = nv;
964                         mask |= cpuhw->amasks[i][j];
965                         ++i;
966                         j = -1;
967                 }
968         }
969
970         /* OK, we have a feasible combination, tell the caller the solution */
971         for (i = 0; i < n_ev; ++i)
972                 event_id[i] = cpuhw->alternatives[i][choice[i]];
973         return 0;
974 }
975
976 /*
977  * Check if newly-added events have consistent settings for
978  * exclude_{user,kernel,hv} with each other and any previously
979  * added events.
980  */
981 static int check_excludes(struct perf_event **ctrs, unsigned int cflags[],
982                           int n_prev, int n_new)
983 {
984         int eu = 0, ek = 0, eh = 0;
985         int i, n, first;
986         struct perf_event *event;
987
988         /*
989          * If the PMU we're on supports per event exclude settings then we
990          * don't need to do any of this logic. NB. This assumes no PMU has both
991          * per event exclude and limited PMCs.
992          */
993         if (ppmu->flags & PPMU_ARCH_207S)
994                 return 0;
995
996         n = n_prev + n_new;
997         if (n <= 1)
998                 return 0;
999
1000         first = 1;
1001         for (i = 0; i < n; ++i) {
1002                 if (cflags[i] & PPMU_LIMITED_PMC_OK) {
1003                         cflags[i] &= ~PPMU_LIMITED_PMC_REQD;
1004                         continue;
1005                 }
1006                 event = ctrs[i];
1007                 if (first) {
1008                         eu = event->attr.exclude_user;
1009                         ek = event->attr.exclude_kernel;
1010                         eh = event->attr.exclude_hv;
1011                         first = 0;
1012                 } else if (event->attr.exclude_user != eu ||
1013                            event->attr.exclude_kernel != ek ||
1014                            event->attr.exclude_hv != eh) {
1015                         return -EAGAIN;
1016                 }
1017         }
1018
1019         if (eu || ek || eh)
1020                 for (i = 0; i < n; ++i)
1021                         if (cflags[i] & PPMU_LIMITED_PMC_OK)
1022                                 cflags[i] |= PPMU_LIMITED_PMC_REQD;
1023
1024         return 0;
1025 }
1026
1027 static u64 check_and_compute_delta(u64 prev, u64 val)
1028 {
1029         u64 delta = (val - prev) & 0xfffffffful;
1030
1031         /*
1032          * POWER7 can roll back counter values, if the new value is smaller
1033          * than the previous value it will cause the delta and the counter to
1034          * have bogus values unless we rolled a counter over.  If a coutner is
1035          * rolled back, it will be smaller, but within 256, which is the maximum
1036          * number of events to rollback at once.  If we detect a rollback
1037          * return 0.  This can lead to a small lack of precision in the
1038          * counters.
1039          */
1040         if (prev > val && (prev - val) < 256)
1041                 delta = 0;
1042
1043         return delta;
1044 }
1045
1046 static void power_pmu_read(struct perf_event *event)
1047 {
1048         s64 val, delta, prev;
1049
1050         if (event->hw.state & PERF_HES_STOPPED)
1051                 return;
1052
1053         if (!event->hw.idx)
1054                 return;
1055
1056         if (is_ebb_event(event)) {
1057                 val = read_pmc(event->hw.idx);
1058                 local64_set(&event->hw.prev_count, val);
1059                 return;
1060         }
1061
1062         /*
1063          * Performance monitor interrupts come even when interrupts
1064          * are soft-disabled, as long as interrupts are hard-enabled.
1065          * Therefore we treat them like NMIs.
1066          */
1067         do {
1068                 prev = local64_read(&event->hw.prev_count);
1069                 barrier();
1070                 val = read_pmc(event->hw.idx);
1071                 delta = check_and_compute_delta(prev, val);
1072                 if (!delta)
1073                         return;
1074         } while (local64_cmpxchg(&event->hw.prev_count, prev, val) != prev);
1075
1076         local64_add(delta, &event->count);
1077
1078         /*
1079          * A number of places program the PMC with (0x80000000 - period_left).
1080          * We never want period_left to be less than 1 because we will program
1081          * the PMC with a value >= 0x800000000 and an edge detected PMC will
1082          * roll around to 0 before taking an exception. We have seen this
1083          * on POWER8.
1084          *
1085          * To fix this, clamp the minimum value of period_left to 1.
1086          */
1087         do {
1088                 prev = local64_read(&event->hw.period_left);
1089                 val = prev - delta;
1090                 if (val < 1)
1091                         val = 1;
1092         } while (local64_cmpxchg(&event->hw.period_left, prev, val) != prev);
1093 }
1094
1095 /*
1096  * On some machines, PMC5 and PMC6 can't be written, don't respect
1097  * the freeze conditions, and don't generate interrupts.  This tells
1098  * us if `event' is using such a PMC.
1099  */
1100 static int is_limited_pmc(int pmcnum)
1101 {
1102         return (ppmu->flags & PPMU_LIMITED_PMC5_6)
1103                 && (pmcnum == 5 || pmcnum == 6);
1104 }
1105
1106 static void freeze_limited_counters(struct cpu_hw_events *cpuhw,
1107                                     unsigned long pmc5, unsigned long pmc6)
1108 {
1109         struct perf_event *event;
1110         u64 val, prev, delta;
1111         int i;
1112
1113         for (i = 0; i < cpuhw->n_limited; ++i) {
1114                 event = cpuhw->limited_counter[i];
1115                 if (!event->hw.idx)
1116                         continue;
1117                 val = (event->hw.idx == 5) ? pmc5 : pmc6;
1118                 prev = local64_read(&event->hw.prev_count);
1119                 event->hw.idx = 0;
1120                 delta = check_and_compute_delta(prev, val);
1121                 if (delta)
1122                         local64_add(delta, &event->count);
1123         }
1124 }
1125
1126 static void thaw_limited_counters(struct cpu_hw_events *cpuhw,
1127                                   unsigned long pmc5, unsigned long pmc6)
1128 {
1129         struct perf_event *event;
1130         u64 val, prev;
1131         int i;
1132
1133         for (i = 0; i < cpuhw->n_limited; ++i) {
1134                 event = cpuhw->limited_counter[i];
1135                 event->hw.idx = cpuhw->limited_hwidx[i];
1136                 val = (event->hw.idx == 5) ? pmc5 : pmc6;
1137                 prev = local64_read(&event->hw.prev_count);
1138                 if (check_and_compute_delta(prev, val))
1139                         local64_set(&event->hw.prev_count, val);
1140                 perf_event_update_userpage(event);
1141         }
1142 }
1143
1144 /*
1145  * Since limited events don't respect the freeze conditions, we
1146  * have to read them immediately after freezing or unfreezing the
1147  * other events.  We try to keep the values from the limited
1148  * events as consistent as possible by keeping the delay (in
1149  * cycles and instructions) between freezing/unfreezing and reading
1150  * the limited events as small and consistent as possible.
1151  * Therefore, if any limited events are in use, we read them
1152  * both, and always in the same order, to minimize variability,
1153  * and do it inside the same asm that writes MMCR0.
1154  */
1155 static void write_mmcr0(struct cpu_hw_events *cpuhw, unsigned long mmcr0)
1156 {
1157         unsigned long pmc5, pmc6;
1158
1159         if (!cpuhw->n_limited) {
1160                 mtspr(SPRN_MMCR0, mmcr0);
1161                 return;
1162         }
1163
1164         /*
1165          * Write MMCR0, then read PMC5 and PMC6 immediately.
1166          * To ensure we don't get a performance monitor interrupt
1167          * between writing MMCR0 and freezing/thawing the limited
1168          * events, we first write MMCR0 with the event overflow
1169          * interrupt enable bits turned off.
1170          */
1171         asm volatile("mtspr %3,%2; mfspr %0,%4; mfspr %1,%5"
1172                      : "=&r" (pmc5), "=&r" (pmc6)
1173                      : "r" (mmcr0 & ~(MMCR0_PMC1CE | MMCR0_PMCjCE)),
1174                        "i" (SPRN_MMCR0),
1175                        "i" (SPRN_PMC5), "i" (SPRN_PMC6));
1176
1177         if (mmcr0 & MMCR0_FC)
1178                 freeze_limited_counters(cpuhw, pmc5, pmc6);
1179         else
1180                 thaw_limited_counters(cpuhw, pmc5, pmc6);
1181
1182         /*
1183          * Write the full MMCR0 including the event overflow interrupt
1184          * enable bits, if necessary.
1185          */
1186         if (mmcr0 & (MMCR0_PMC1CE | MMCR0_PMCjCE))
1187                 mtspr(SPRN_MMCR0, mmcr0);
1188 }
1189
1190 /*
1191  * Disable all events to prevent PMU interrupts and to allow
1192  * events to be added or removed.
1193  */
1194 static void power_pmu_disable(struct pmu *pmu)
1195 {
1196         struct cpu_hw_events *cpuhw;
1197         unsigned long flags, mmcr0, val;
1198
1199         if (!ppmu)
1200                 return;
1201         local_irq_save(flags);
1202         cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_events);
1203
1204         if (!cpuhw->disabled) {
1205                 /*
1206                  * Check if we ever enabled the PMU on this cpu.
1207                  */
1208                 if (!cpuhw->pmcs_enabled) {
1209                         ppc_enable_pmcs();
1210                         cpuhw->pmcs_enabled = 1;
1211                 }
1212
1213                 /*
1214                  * Set the 'freeze counters' bit, clear EBE/BHRBA/PMCC/PMAO/FC56
1215                  */
1216                 val  = mmcr0 = mfspr(SPRN_MMCR0);
1217                 val |= MMCR0_FC;
1218                 val &= ~(MMCR0_EBE | MMCR0_BHRBA | MMCR0_PMCC | MMCR0_PMAO |
1219                          MMCR0_FC56);
1220
1221                 /*
1222                  * The barrier is to make sure the mtspr has been
1223                  * executed and the PMU has frozen the events etc.
1224                  * before we return.
1225                  */
1226                 write_mmcr0(cpuhw, val);
1227                 mb();
1228                 isync();
1229
1230                 /*
1231                  * Disable instruction sampling if it was enabled
1232                  */
1233                 if (cpuhw->mmcr[2] & MMCRA_SAMPLE_ENABLE) {
1234                         mtspr(SPRN_MMCRA,
1235                               cpuhw->mmcr[2] & ~MMCRA_SAMPLE_ENABLE);
1236                         mb();
1237                         isync();
1238                 }
1239
1240                 cpuhw->disabled = 1;
1241                 cpuhw->n_added = 0;
1242
1243                 ebb_switch_out(mmcr0);
1244
1245 #ifdef CONFIG_PPC64
1246                 /*
1247                  * These are readable by userspace, may contain kernel
1248                  * addresses and are not switched by context switch, so clear
1249                  * them now to avoid leaking anything to userspace in general
1250                  * including to another process.
1251                  */
1252                 if (ppmu->flags & PPMU_ARCH_207S) {
1253                         mtspr(SPRN_SDAR, 0);
1254                         mtspr(SPRN_SIAR, 0);
1255                 }
1256 #endif
1257         }
1258
1259         local_irq_restore(flags);
1260 }
1261
1262 /*
1263  * Re-enable all events if disable == 0.
1264  * If we were previously disabled and events were added, then
1265  * put the new config on the PMU.
1266  */
1267 static void power_pmu_enable(struct pmu *pmu)
1268 {
1269         struct perf_event *event;
1270         struct cpu_hw_events *cpuhw;
1271         unsigned long flags;
1272         long i;
1273         unsigned long val, mmcr0;
1274         s64 left;
1275         unsigned int hwc_index[MAX_HWEVENTS];
1276         int n_lim;
1277         int idx;
1278         bool ebb;
1279
1280         if (!ppmu)
1281                 return;
1282         local_irq_save(flags);
1283
1284         cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_events);
1285         if (!cpuhw->disabled)
1286                 goto out;
1287
1288         if (cpuhw->n_events == 0) {
1289                 ppc_set_pmu_inuse(0);
1290                 goto out;
1291         }
1292
1293         cpuhw->disabled = 0;
1294
1295         /*
1296          * EBB requires an exclusive group and all events must have the EBB
1297          * flag set, or not set, so we can just check a single event. Also we
1298          * know we have at least one event.
1299          */
1300         ebb = is_ebb_event(cpuhw->event[0]);
1301
1302         /*
1303          * If we didn't change anything, or only removed events,
1304          * no need to recalculate MMCR* settings and reset the PMCs.
1305          * Just reenable the PMU with the current MMCR* settings
1306          * (possibly updated for removal of events).
1307          */
1308         if (!cpuhw->n_added) {
1309                 mtspr(SPRN_MMCRA, cpuhw->mmcr[2] & ~MMCRA_SAMPLE_ENABLE);
1310                 mtspr(SPRN_MMCR1, cpuhw->mmcr[1]);
1311                 goto out_enable;
1312         }
1313
1314         /*
1315          * Clear all MMCR settings and recompute them for the new set of events.
1316          */
1317         memset(cpuhw->mmcr, 0, sizeof(cpuhw->mmcr));
1318
1319         if (ppmu->compute_mmcr(cpuhw->events, cpuhw->n_events, hwc_index,
1320                                cpuhw->mmcr, cpuhw->event)) {
1321                 /* shouldn't ever get here */
1322                 printk(KERN_ERR "oops compute_mmcr failed\n");
1323                 goto out;
1324         }
1325
1326         if (!(ppmu->flags & PPMU_ARCH_207S)) {
1327                 /*
1328                  * Add in MMCR0 freeze bits corresponding to the attr.exclude_*
1329                  * bits for the first event. We have already checked that all
1330                  * events have the same value for these bits as the first event.
1331                  */
1332                 event = cpuhw->event[0];
1333                 if (event->attr.exclude_user)
1334                         cpuhw->mmcr[0] |= MMCR0_FCP;
1335                 if (event->attr.exclude_kernel)
1336                         cpuhw->mmcr[0] |= freeze_events_kernel;
1337                 if (event->attr.exclude_hv)
1338                         cpuhw->mmcr[0] |= MMCR0_FCHV;
1339         }
1340
1341         /*
1342          * Write the new configuration to MMCR* with the freeze
1343          * bit set and set the hardware events to their initial values.
1344          * Then unfreeze the events.
1345          */
1346         ppc_set_pmu_inuse(1);
1347         mtspr(SPRN_MMCRA, cpuhw->mmcr[2] & ~MMCRA_SAMPLE_ENABLE);
1348         mtspr(SPRN_MMCR1, cpuhw->mmcr[1]);
1349         mtspr(SPRN_MMCR0, (cpuhw->mmcr[0] & ~(MMCR0_PMC1CE | MMCR0_PMCjCE))
1350                                 | MMCR0_FC);
1351         if (ppmu->flags & PPMU_ARCH_207S)
1352                 mtspr(SPRN_MMCR2, cpuhw->mmcr[3]);
1353
1354         /*
1355          * Read off any pre-existing events that need to move
1356          * to another PMC.
1357          */
1358         for (i = 0; i < cpuhw->n_events; ++i) {
1359                 event = cpuhw->event[i];
1360                 if (event->hw.idx && event->hw.idx != hwc_index[i] + 1) {
1361                         power_pmu_read(event);
1362                         write_pmc(event->hw.idx, 0);
1363                         event->hw.idx = 0;
1364                 }
1365         }
1366
1367         /*
1368          * Initialize the PMCs for all the new and moved events.
1369          */
1370         cpuhw->n_limited = n_lim = 0;
1371         for (i = 0; i < cpuhw->n_events; ++i) {
1372                 event = cpuhw->event[i];
1373                 if (event->hw.idx)
1374                         continue;
1375                 idx = hwc_index[i] + 1;
1376                 if (is_limited_pmc(idx)) {
1377                         cpuhw->limited_counter[n_lim] = event;
1378                         cpuhw->limited_hwidx[n_lim] = idx;
1379                         ++n_lim;
1380                         continue;
1381                 }
1382
1383                 if (ebb)
1384                         val = local64_read(&event->hw.prev_count);
1385                 else {
1386                         val = 0;
1387                         if (event->hw.sample_period) {
1388                                 left = local64_read(&event->hw.period_left);
1389                                 if (left < 0x80000000L)
1390                                         val = 0x80000000L - left;
1391                         }
1392                         local64_set(&event->hw.prev_count, val);
1393                 }
1394
1395                 event->hw.idx = idx;
1396                 if (event->hw.state & PERF_HES_STOPPED)
1397                         val = 0;
1398                 write_pmc(idx, val);
1399
1400                 perf_event_update_userpage(event);
1401         }
1402         cpuhw->n_limited = n_lim;
1403         cpuhw->mmcr[0] |= MMCR0_PMXE | MMCR0_FCECE;
1404
1405  out_enable:
1406         pmao_restore_workaround(ebb);
1407
1408         mmcr0 = ebb_switch_in(ebb, cpuhw);
1409
1410         mb();
1411         if (cpuhw->bhrb_users)
1412                 ppmu->config_bhrb(cpuhw->bhrb_filter);
1413
1414         write_mmcr0(cpuhw, mmcr0);
1415
1416         /*
1417          * Enable instruction sampling if necessary
1418          */
1419         if (cpuhw->mmcr[2] & MMCRA_SAMPLE_ENABLE) {
1420                 mb();
1421                 mtspr(SPRN_MMCRA, cpuhw->mmcr[2]);
1422         }
1423
1424  out:
1425
1426         local_irq_restore(flags);
1427 }
1428
1429 static int collect_events(struct perf_event *group, int max_count,
1430                           struct perf_event *ctrs[], u64 *events,
1431                           unsigned int *flags)
1432 {
1433         int n = 0;
1434         struct perf_event *event;
1435
1436         if (group->pmu->task_ctx_nr == perf_hw_context) {
1437                 if (n >= max_count)
1438                         return -1;
1439                 ctrs[n] = group;
1440                 flags[n] = group->hw.event_base;
1441                 events[n++] = group->hw.config;
1442         }
1443         for_each_sibling_event(event, group) {
1444                 if (event->pmu->task_ctx_nr == perf_hw_context &&
1445                     event->state != PERF_EVENT_STATE_OFF) {
1446                         if (n >= max_count)
1447                                 return -1;
1448                         ctrs[n] = event;
1449                         flags[n] = event->hw.event_base;
1450                         events[n++] = event->hw.config;
1451                 }
1452         }
1453         return n;
1454 }
1455
1456 /*
1457  * Add an event to the PMU.
1458  * If all events are not already frozen, then we disable and
1459  * re-enable the PMU in order to get hw_perf_enable to do the
1460  * actual work of reconfiguring the PMU.
1461  */
1462 static int power_pmu_add(struct perf_event *event, int ef_flags)
1463 {
1464         struct cpu_hw_events *cpuhw;
1465         unsigned long flags;
1466         int n0;
1467         int ret = -EAGAIN;
1468
1469         local_irq_save(flags);
1470         perf_pmu_disable(event->pmu);
1471
1472         /*
1473          * Add the event to the list (if there is room)
1474          * and check whether the total set is still feasible.
1475          */
1476         cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_events);
1477         n0 = cpuhw->n_events;
1478         if (n0 >= ppmu->n_counter)
1479                 goto out;
1480         cpuhw->event[n0] = event;
1481         cpuhw->events[n0] = event->hw.config;
1482         cpuhw->flags[n0] = event->hw.event_base;
1483
1484         /*
1485          * This event may have been disabled/stopped in record_and_restart()
1486          * because we exceeded the ->event_limit. If re-starting the event,
1487          * clear the ->hw.state (STOPPED and UPTODATE flags), so the user
1488          * notification is re-enabled.
1489          */
1490         if (!(ef_flags & PERF_EF_START))
1491                 event->hw.state = PERF_HES_STOPPED | PERF_HES_UPTODATE;
1492         else
1493                 event->hw.state = 0;
1494
1495         /*
1496          * If group events scheduling transaction was started,
1497          * skip the schedulability test here, it will be performed
1498          * at commit time(->commit_txn) as a whole
1499          */
1500         if (cpuhw->txn_flags & PERF_PMU_TXN_ADD)
1501                 goto nocheck;
1502
1503         if (check_excludes(cpuhw->event, cpuhw->flags, n0, 1))
1504                 goto out;
1505         if (power_check_constraints(cpuhw, cpuhw->events, cpuhw->flags, n0 + 1))
1506                 goto out;
1507         event->hw.config = cpuhw->events[n0];
1508
1509 nocheck:
1510         ebb_event_add(event);
1511
1512         ++cpuhw->n_events;
1513         ++cpuhw->n_added;
1514
1515         ret = 0;
1516  out:
1517         if (has_branch_stack(event)) {
1518                 power_pmu_bhrb_enable(event);
1519                 cpuhw->bhrb_filter = ppmu->bhrb_filter_map(
1520                                         event->attr.branch_sample_type);
1521         }
1522
1523         perf_pmu_enable(event->pmu);
1524         local_irq_restore(flags);
1525         return ret;
1526 }
1527
1528 /*
1529  * Remove an event from the PMU.
1530  */
1531 static void power_pmu_del(struct perf_event *event, int ef_flags)
1532 {
1533         struct cpu_hw_events *cpuhw;
1534         long i;
1535         unsigned long flags;
1536
1537         local_irq_save(flags);
1538         perf_pmu_disable(event->pmu);
1539
1540         power_pmu_read(event);
1541
1542         cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_events);
1543         for (i = 0; i < cpuhw->n_events; ++i) {
1544                 if (event == cpuhw->event[i]) {
1545                         while (++i < cpuhw->n_events) {
1546                                 cpuhw->event[i-1] = cpuhw->event[i];
1547                                 cpuhw->events[i-1] = cpuhw->events[i];
1548                                 cpuhw->flags[i-1] = cpuhw->flags[i];
1549                         }
1550                         --cpuhw->n_events;
1551                         ppmu->disable_pmc(event->hw.idx - 1, cpuhw->mmcr);
1552                         if (event->hw.idx) {
1553                                 write_pmc(event->hw.idx, 0);
1554                                 event->hw.idx = 0;
1555                         }
1556                         perf_event_update_userpage(event);
1557                         break;
1558                 }
1559         }
1560         for (i = 0; i < cpuhw->n_limited; ++i)
1561                 if (event == cpuhw->limited_counter[i])
1562                         break;
1563         if (i < cpuhw->n_limited) {
1564                 while (++i < cpuhw->n_limited) {
1565                         cpuhw->limited_counter[i-1] = cpuhw->limited_counter[i];
1566                         cpuhw->limited_hwidx[i-1] = cpuhw->limited_hwidx[i];
1567                 }
1568                 --cpuhw->n_limited;
1569         }
1570         if (cpuhw->n_events == 0) {
1571                 /* disable exceptions if no events are running */
1572                 cpuhw->mmcr[0] &= ~(MMCR0_PMXE | MMCR0_FCECE);
1573         }
1574
1575         if (has_branch_stack(event))
1576                 power_pmu_bhrb_disable(event);
1577
1578         perf_pmu_enable(event->pmu);
1579         local_irq_restore(flags);
1580 }
1581
1582 /*
1583  * POWER-PMU does not support disabling individual counters, hence
1584  * program their cycle counter to their max value and ignore the interrupts.
1585  */
1586
1587 static void power_pmu_start(struct perf_event *event, int ef_flags)
1588 {
1589         unsigned long flags;
1590         s64 left;
1591         unsigned long val;
1592
1593         if (!event->hw.idx || !event->hw.sample_period)
1594                 return;
1595
1596         if (!(event->hw.state & PERF_HES_STOPPED))
1597                 return;
1598
1599         if (ef_flags & PERF_EF_RELOAD)
1600                 WARN_ON_ONCE(!(event->hw.state & PERF_HES_UPTODATE));
1601
1602         local_irq_save(flags);
1603         perf_pmu_disable(event->pmu);
1604
1605         event->hw.state = 0;
1606         left = local64_read(&event->hw.period_left);
1607
1608         val = 0;
1609         if (left < 0x80000000L)
1610                 val = 0x80000000L - left;
1611
1612         write_pmc(event->hw.idx, val);
1613
1614         perf_event_update_userpage(event);
1615         perf_pmu_enable(event->pmu);
1616         local_irq_restore(flags);
1617 }
1618
1619 static void power_pmu_stop(struct perf_event *event, int ef_flags)
1620 {
1621         unsigned long flags;
1622
1623         if (!event->hw.idx || !event->hw.sample_period)
1624                 return;
1625
1626         if (event->hw.state & PERF_HES_STOPPED)
1627                 return;
1628
1629         local_irq_save(flags);
1630         perf_pmu_disable(event->pmu);
1631
1632         power_pmu_read(event);
1633         event->hw.state |= PERF_HES_STOPPED | PERF_HES_UPTODATE;
1634         write_pmc(event->hw.idx, 0);
1635
1636         perf_event_update_userpage(event);
1637         perf_pmu_enable(event->pmu);
1638         local_irq_restore(flags);
1639 }
1640
1641 /*
1642  * Start group events scheduling transaction
1643  * Set the flag to make pmu::enable() not perform the
1644  * schedulability test, it will be performed at commit time
1645  *
1646  * We only support PERF_PMU_TXN_ADD transactions. Save the
1647  * transaction flags but otherwise ignore non-PERF_PMU_TXN_ADD
1648  * transactions.
1649  */
1650 static void power_pmu_start_txn(struct pmu *pmu, unsigned int txn_flags)
1651 {
1652         struct cpu_hw_events *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_events);
1653
1654         WARN_ON_ONCE(cpuhw->txn_flags);         /* txn already in flight */
1655
1656         cpuhw->txn_flags = txn_flags;
1657         if (txn_flags & ~PERF_PMU_TXN_ADD)
1658                 return;
1659
1660         perf_pmu_disable(pmu);
1661         cpuhw->n_txn_start = cpuhw->n_events;
1662 }
1663
1664 /*
1665  * Stop group events scheduling transaction
1666  * Clear the flag and pmu::enable() will perform the
1667  * schedulability test.
1668  */
1669 static void power_pmu_cancel_txn(struct pmu *pmu)
1670 {
1671         struct cpu_hw_events *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_events);
1672         unsigned int txn_flags;
1673
1674         WARN_ON_ONCE(!cpuhw->txn_flags);        /* no txn in flight */
1675
1676         txn_flags = cpuhw->txn_flags;
1677         cpuhw->txn_flags = 0;
1678         if (txn_flags & ~PERF_PMU_TXN_ADD)
1679                 return;
1680
1681         perf_pmu_enable(pmu);
1682 }
1683
1684 /*
1685  * Commit group events scheduling transaction
1686  * Perform the group schedulability test as a whole
1687  * Return 0 if success
1688  */
1689 static int power_pmu_commit_txn(struct pmu *pmu)
1690 {
1691         struct cpu_hw_events *cpuhw;
1692         long i, n;
1693
1694         if (!ppmu)
1695                 return -EAGAIN;
1696
1697         cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_events);
1698         WARN_ON_ONCE(!cpuhw->txn_flags);        /* no txn in flight */
1699
1700         if (cpuhw->txn_flags & ~PERF_PMU_TXN_ADD) {
1701                 cpuhw->txn_flags = 0;
1702                 return 0;
1703         }
1704
1705         n = cpuhw->n_events;
1706         if (check_excludes(cpuhw->event, cpuhw->flags, 0, n))
1707                 return -EAGAIN;
1708         i = power_check_constraints(cpuhw, cpuhw->events, cpuhw->flags, n);
1709         if (i < 0)
1710                 return -EAGAIN;
1711
1712         for (i = cpuhw->n_txn_start; i < n; ++i)
1713                 cpuhw->event[i]->hw.config = cpuhw->events[i];
1714
1715         cpuhw->txn_flags = 0;
1716         perf_pmu_enable(pmu);
1717         return 0;
1718 }
1719
1720 /*
1721  * Return 1 if we might be able to put event on a limited PMC,
1722  * or 0 if not.
1723  * An event can only go on a limited PMC if it counts something
1724  * that a limited PMC can count, doesn't require interrupts, and
1725  * doesn't exclude any processor mode.
1726  */
1727 static int can_go_on_limited_pmc(struct perf_event *event, u64 ev,
1728                                  unsigned int flags)
1729 {
1730         int n;
1731         u64 alt[MAX_EVENT_ALTERNATIVES];
1732
1733         if (event->attr.exclude_user
1734             || event->attr.exclude_kernel
1735             || event->attr.exclude_hv
1736             || event->attr.sample_period)
1737                 return 0;
1738
1739         if (ppmu->limited_pmc_event(ev))
1740                 return 1;
1741
1742         /*
1743          * The requested event_id isn't on a limited PMC already;
1744          * see if any alternative code goes on a limited PMC.
1745          */
1746         if (!ppmu->get_alternatives)
1747                 return 0;
1748
1749         flags |= PPMU_LIMITED_PMC_OK | PPMU_LIMITED_PMC_REQD;
1750         n = ppmu->get_alternatives(ev, flags, alt);
1751
1752         return n > 0;
1753 }
1754
1755 /*
1756  * Find an alternative event_id that goes on a normal PMC, if possible,
1757  * and return the event_id code, or 0 if there is no such alternative.
1758  * (Note: event_id code 0 is "don't count" on all machines.)
1759  */
1760 static u64 normal_pmc_alternative(u64 ev, unsigned long flags)
1761 {
1762         u64 alt[MAX_EVENT_ALTERNATIVES];
1763         int n;
1764
1765         flags &= ~(PPMU_LIMITED_PMC_OK | PPMU_LIMITED_PMC_REQD);
1766         n = ppmu->get_alternatives(ev, flags, alt);
1767         if (!n)
1768                 return 0;
1769         return alt[0];
1770 }
1771
1772 /* Number of perf_events counting hardware events */
1773 static atomic_t num_events;
1774 /* Used to avoid races in calling reserve/release_pmc_hardware */
1775 static DEFINE_MUTEX(pmc_reserve_mutex);
1776
1777 /*
1778  * Release the PMU if this is the last perf_event.
1779  */
1780 static void hw_perf_event_destroy(struct perf_event *event)
1781 {
1782         if (!atomic_add_unless(&num_events, -1, 1)) {
1783                 mutex_lock(&pmc_reserve_mutex);
1784                 if (atomic_dec_return(&num_events) == 0)
1785                         release_pmc_hardware();
1786                 mutex_unlock(&pmc_reserve_mutex);
1787         }
1788 }
1789
1790 /*
1791  * Translate a generic cache event_id config to a raw event_id code.
1792  */
1793 static int hw_perf_cache_event(u64 config, u64 *eventp)
1794 {
1795         unsigned long type, op, result;
1796         int ev;
1797
1798         if (!ppmu->cache_events)
1799                 return -EINVAL;
1800
1801         /* unpack config */
1802         type = config & 0xff;
1803         op = (config >> 8) & 0xff;
1804         result = (config >> 16) & 0xff;
1805
1806         if (type >= PERF_COUNT_HW_CACHE_MAX ||
1807             op >= PERF_COUNT_HW_CACHE_OP_MAX ||
1808             result >= PERF_COUNT_HW_CACHE_RESULT_MAX)
1809                 return -EINVAL;
1810
1811         ev = (*ppmu->cache_events)[type][op][result];
1812         if (ev == 0)
1813                 return -EOPNOTSUPP;
1814         if (ev == -1)
1815                 return -EINVAL;
1816         *eventp = ev;
1817         return 0;
1818 }
1819
1820 static bool is_event_blacklisted(u64 ev)
1821 {
1822         int i;
1823
1824         for (i=0; i < ppmu->n_blacklist_ev; i++) {
1825                 if (ppmu->blacklist_ev[i] == ev)
1826                         return true;
1827         }
1828
1829         return false;
1830 }
1831
1832 static int power_pmu_event_init(struct perf_event *event)
1833 {
1834         u64 ev;
1835         unsigned long flags;
1836         struct perf_event *ctrs[MAX_HWEVENTS];
1837         u64 events[MAX_HWEVENTS];
1838         unsigned int cflags[MAX_HWEVENTS];
1839         int n;
1840         int err;
1841         struct cpu_hw_events *cpuhw;
1842         u64 bhrb_filter;
1843
1844         if (!ppmu)
1845                 return -ENOENT;
1846
1847         if (has_branch_stack(event)) {
1848                 /* PMU has BHRB enabled */
1849                 if (!(ppmu->flags & PPMU_ARCH_207S))
1850                         return -EOPNOTSUPP;
1851         }
1852
1853         switch (event->attr.type) {
1854         case PERF_TYPE_HARDWARE:
1855                 ev = event->attr.config;
1856                 if (ev >= ppmu->n_generic || ppmu->generic_events[ev] == 0)
1857                         return -EOPNOTSUPP;
1858
1859                 if (ppmu->blacklist_ev && is_event_blacklisted(ev))
1860                         return -EINVAL;
1861                 ev = ppmu->generic_events[ev];
1862                 break;
1863         case PERF_TYPE_HW_CACHE:
1864                 err = hw_perf_cache_event(event->attr.config, &ev);
1865                 if (err)
1866                         return err;
1867
1868                 if (ppmu->blacklist_ev && is_event_blacklisted(ev))
1869                         return -EINVAL;
1870                 break;
1871         case PERF_TYPE_RAW:
1872                 ev = event->attr.config;
1873
1874                 if (ppmu->blacklist_ev && is_event_blacklisted(ev))
1875                         return -EINVAL;
1876                 break;
1877         default:
1878                 return -ENOENT;
1879         }
1880
1881         event->hw.config_base = ev;
1882         event->hw.idx = 0;
1883
1884         /*
1885          * If we are not running on a hypervisor, force the
1886          * exclude_hv bit to 0 so that we don't care what
1887          * the user set it to.
1888          */
1889         if (!firmware_has_feature(FW_FEATURE_LPAR))
1890                 event->attr.exclude_hv = 0;
1891
1892         /*
1893          * If this is a per-task event, then we can use
1894          * PM_RUN_* events interchangeably with their non RUN_*
1895          * equivalents, e.g. PM_RUN_CYC instead of PM_CYC.
1896          * XXX we should check if the task is an idle task.
1897          */
1898         flags = 0;
1899         if (event->attach_state & PERF_ATTACH_TASK)
1900                 flags |= PPMU_ONLY_COUNT_RUN;
1901
1902         /*
1903          * If this machine has limited events, check whether this
1904          * event_id could go on a limited event.
1905          */
1906         if (ppmu->flags & PPMU_LIMITED_PMC5_6) {
1907                 if (can_go_on_limited_pmc(event, ev, flags)) {
1908                         flags |= PPMU_LIMITED_PMC_OK;
1909                 } else if (ppmu->limited_pmc_event(ev)) {
1910                         /*
1911                          * The requested event_id is on a limited PMC,
1912                          * but we can't use a limited PMC; see if any
1913                          * alternative goes on a normal PMC.
1914                          */
1915                         ev = normal_pmc_alternative(ev, flags);
1916                         if (!ev)
1917                                 return -EINVAL;
1918                 }
1919         }
1920
1921         /* Extra checks for EBB */
1922         err = ebb_event_check(event);
1923         if (err)
1924                 return err;
1925
1926         /*
1927          * If this is in a group, check if it can go on with all the
1928          * other hardware events in the group.  We assume the event
1929          * hasn't been linked into its leader's sibling list at this point.
1930          */
1931         n = 0;
1932         if (event->group_leader != event) {
1933                 n = collect_events(event->group_leader, ppmu->n_counter - 1,
1934                                    ctrs, events, cflags);
1935                 if (n < 0)
1936                         return -EINVAL;
1937         }
1938         events[n] = ev;
1939         ctrs[n] = event;
1940         cflags[n] = flags;
1941         if (check_excludes(ctrs, cflags, n, 1))
1942                 return -EINVAL;
1943
1944         cpuhw = &get_cpu_var(cpu_hw_events);
1945         err = power_check_constraints(cpuhw, events, cflags, n + 1);
1946
1947         if (has_branch_stack(event)) {
1948                 bhrb_filter = ppmu->bhrb_filter_map(
1949                                         event->attr.branch_sample_type);
1950
1951                 if (bhrb_filter == -1) {
1952                         put_cpu_var(cpu_hw_events);
1953                         return -EOPNOTSUPP;
1954                 }
1955                 cpuhw->bhrb_filter = bhrb_filter;
1956         }
1957
1958         put_cpu_var(cpu_hw_events);
1959         if (err)
1960                 return -EINVAL;
1961
1962         event->hw.config = events[n];
1963         event->hw.event_base = cflags[n];
1964         event->hw.last_period = event->hw.sample_period;
1965         local64_set(&event->hw.period_left, event->hw.last_period);
1966
1967         /*
1968          * For EBB events we just context switch the PMC value, we don't do any
1969          * of the sample_period logic. We use hw.prev_count for this.
1970          */
1971         if (is_ebb_event(event))
1972                 local64_set(&event->hw.prev_count, 0);
1973
1974         /*
1975          * See if we need to reserve the PMU.
1976          * If no events are currently in use, then we have to take a
1977          * mutex to ensure that we don't race with another task doing
1978          * reserve_pmc_hardware or release_pmc_hardware.
1979          */
1980         err = 0;
1981         if (!atomic_inc_not_zero(&num_events)) {
1982                 mutex_lock(&pmc_reserve_mutex);
1983                 if (atomic_read(&num_events) == 0 &&
1984                     reserve_pmc_hardware(perf_event_interrupt))
1985                         err = -EBUSY;
1986                 else
1987                         atomic_inc(&num_events);
1988                 mutex_unlock(&pmc_reserve_mutex);
1989         }
1990         event->destroy = hw_perf_event_destroy;
1991
1992         return err;
1993 }
1994
1995 static int power_pmu_event_idx(struct perf_event *event)
1996 {
1997         return event->hw.idx;
1998 }
1999
2000 ssize_t power_events_sysfs_show(struct device *dev,
2001                                 struct device_attribute *attr, char *page)
2002 {
2003         struct perf_pmu_events_attr *pmu_attr;
2004
2005         pmu_attr = container_of(attr, struct perf_pmu_events_attr, attr);
2006
2007         return sprintf(page, "event=0x%02llx\n", pmu_attr->id);
2008 }
2009
2010 static struct pmu power_pmu = {
2011         .pmu_enable     = power_pmu_enable,
2012         .pmu_disable    = power_pmu_disable,
2013         .event_init     = power_pmu_event_init,
2014         .add            = power_pmu_add,
2015         .del            = power_pmu_del,
2016         .start          = power_pmu_start,
2017         .stop           = power_pmu_stop,
2018         .read           = power_pmu_read,
2019         .start_txn      = power_pmu_start_txn,
2020         .cancel_txn     = power_pmu_cancel_txn,
2021         .commit_txn     = power_pmu_commit_txn,
2022         .event_idx      = power_pmu_event_idx,
2023         .sched_task     = power_pmu_sched_task,
2024 };
2025
2026 /*
2027  * A counter has overflowed; update its count and record
2028  * things if requested.  Note that interrupts are hard-disabled
2029  * here so there is no possibility of being interrupted.
2030  */
2031 static void record_and_restart(struct perf_event *event, unsigned long val,
2032                                struct pt_regs *regs)
2033 {
2034         u64 period = event->hw.sample_period;
2035         s64 prev, delta, left;
2036         int record = 0;
2037
2038         if (event->hw.state & PERF_HES_STOPPED) {
2039                 write_pmc(event->hw.idx, 0);
2040                 return;
2041         }
2042
2043         /* we don't have to worry about interrupts here */
2044         prev = local64_read(&event->hw.prev_count);
2045         delta = check_and_compute_delta(prev, val);
2046         local64_add(delta, &event->count);
2047
2048         /*
2049          * See if the total period for this event has expired,
2050          * and update for the next period.
2051          */
2052         val = 0;
2053         left = local64_read(&event->hw.period_left) - delta;
2054         if (delta == 0)
2055                 left++;
2056         if (period) {
2057                 if (left <= 0) {
2058                         left += period;
2059                         if (left <= 0)
2060                                 left = period;
2061                         record = siar_valid(regs);
2062                         event->hw.last_period = event->hw.sample_period;
2063                 }
2064                 if (left < 0x80000000LL)
2065                         val = 0x80000000LL - left;
2066         }
2067
2068         write_pmc(event->hw.idx, val);
2069         local64_set(&event->hw.prev_count, val);
2070         local64_set(&event->hw.period_left, left);
2071         perf_event_update_userpage(event);
2072
2073         /*
2074          * Finally record data if requested.
2075          */
2076         if (record) {
2077                 struct perf_sample_data data;
2078
2079                 perf_sample_data_init(&data, ~0ULL, event->hw.last_period);
2080
2081                 if (event->attr.sample_type &
2082                     (PERF_SAMPLE_ADDR | PERF_SAMPLE_PHYS_ADDR))
2083                         perf_get_data_addr(event, regs, &data.addr);
2084
2085                 if (event->attr.sample_type & PERF_SAMPLE_BRANCH_STACK) {
2086                         struct cpu_hw_events *cpuhw;
2087                         cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_events);
2088                         power_pmu_bhrb_read(event, cpuhw);
2089                         data.br_stack = &cpuhw->bhrb_stack;
2090                 }
2091
2092                 if (event->attr.sample_type & PERF_SAMPLE_DATA_SRC &&
2093                                                 ppmu->get_mem_data_src)
2094                         ppmu->get_mem_data_src(&data.data_src, ppmu->flags, regs);
2095
2096                 if (event->attr.sample_type & PERF_SAMPLE_WEIGHT &&
2097                                                 ppmu->get_mem_weight)
2098                         ppmu->get_mem_weight(&data.weight);
2099
2100                 if (perf_event_overflow(event, &data, regs))
2101                         power_pmu_stop(event, 0);
2102         }
2103 }
2104
2105 /*
2106  * Called from generic code to get the misc flags (i.e. processor mode)
2107  * for an event_id.
2108  */
2109 unsigned long perf_misc_flags(struct pt_regs *regs)
2110 {
2111         u32 flags = perf_get_misc_flags(regs);
2112
2113         if (flags)
2114                 return flags;
2115         return user_mode(regs) ? PERF_RECORD_MISC_USER :
2116                 PERF_RECORD_MISC_KERNEL;
2117 }
2118
2119 /*
2120  * Called from generic code to get the instruction pointer
2121  * for an event_id.
2122  */
2123 unsigned long perf_instruction_pointer(struct pt_regs *regs)
2124 {
2125         bool use_siar = regs_use_siar(regs);
2126
2127         if (use_siar && siar_valid(regs))
2128                 return mfspr(SPRN_SIAR) + perf_ip_adjust(regs);
2129         else if (use_siar)
2130                 return 0;               // no valid instruction pointer
2131         else
2132                 return regs->nip;
2133 }
2134
2135 static bool pmc_overflow_power7(unsigned long val)
2136 {
2137         /*
2138          * Events on POWER7 can roll back if a speculative event doesn't
2139          * eventually complete. Unfortunately in some rare cases they will
2140          * raise a performance monitor exception. We need to catch this to
2141          * ensure we reset the PMC. In all cases the PMC will be 256 or less
2142          * cycles from overflow.
2143          *
2144          * We only do this if the first pass fails to find any overflowing
2145          * PMCs because a user might set a period of less than 256 and we
2146          * don't want to mistakenly reset them.
2147          */
2148         if ((0x80000000 - val) <= 256)
2149                 return true;
2150
2151         return false;
2152 }
2153
2154 static bool pmc_overflow(unsigned long val)
2155 {
2156         if ((int)val < 0)
2157                 return true;
2158
2159         return false;
2160 }
2161
2162 /*
2163  * Performance monitor interrupt stuff
2164  */
2165 static void __perf_event_interrupt(struct pt_regs *regs)
2166 {
2167         int i, j;
2168         struct cpu_hw_events *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_events);
2169         struct perf_event *event;
2170         unsigned long val[8];
2171         int found, active;
2172         int nmi;
2173
2174         if (cpuhw->n_limited)
2175                 freeze_limited_counters(cpuhw, mfspr(SPRN_PMC5),
2176                                         mfspr(SPRN_PMC6));
2177
2178         perf_read_regs(regs);
2179
2180         nmi = perf_intr_is_nmi(regs);
2181         if (nmi)
2182                 nmi_enter();
2183         else
2184                 irq_enter();
2185
2186         /* Read all the PMCs since we'll need them a bunch of times */
2187         for (i = 0; i < ppmu->n_counter; ++i)
2188                 val[i] = read_pmc(i + 1);
2189
2190         /* Try to find what caused the IRQ */
2191         found = 0;
2192         for (i = 0; i < ppmu->n_counter; ++i) {
2193                 if (!pmc_overflow(val[i]))
2194                         continue;
2195                 if (is_limited_pmc(i + 1))
2196                         continue; /* these won't generate IRQs */
2197                 /*
2198                  * We've found one that's overflowed.  For active
2199                  * counters we need to log this.  For inactive
2200                  * counters, we need to reset it anyway
2201                  */
2202                 found = 1;
2203                 active = 0;
2204                 for (j = 0; j < cpuhw->n_events; ++j) {
2205                         event = cpuhw->event[j];
2206                         if (event->hw.idx == (i + 1)) {
2207                                 active = 1;
2208                                 record_and_restart(event, val[i], regs);
2209                                 break;
2210                         }
2211                 }
2212                 if (!active)
2213                         /* reset non active counters that have overflowed */
2214                         write_pmc(i + 1, 0);
2215         }
2216         if (!found && pvr_version_is(PVR_POWER7)) {
2217                 /* check active counters for special buggy p7 overflow */
2218                 for (i = 0; i < cpuhw->n_events; ++i) {
2219                         event = cpuhw->event[i];
2220                         if (!event->hw.idx || is_limited_pmc(event->hw.idx))
2221                                 continue;
2222                         if (pmc_overflow_power7(val[event->hw.idx - 1])) {
2223                                 /* event has overflowed in a buggy way*/
2224                                 found = 1;
2225                                 record_and_restart(event,
2226                                                    val[event->hw.idx - 1],
2227                                                    regs);
2228                         }
2229                 }
2230         }
2231         if (!found && !nmi && printk_ratelimit())
2232                 printk(KERN_WARNING "Can't find PMC that caused IRQ\n");
2233
2234         /*
2235          * Reset MMCR0 to its normal value.  This will set PMXE and
2236          * clear FC (freeze counters) and PMAO (perf mon alert occurred)
2237          * and thus allow interrupts to occur again.
2238          * XXX might want to use MSR.PM to keep the events frozen until
2239          * we get back out of this interrupt.
2240          */
2241         write_mmcr0(cpuhw, cpuhw->mmcr[0]);
2242
2243         if (nmi)
2244                 nmi_exit();
2245         else
2246                 irq_exit();
2247 }
2248
2249 static void perf_event_interrupt(struct pt_regs *regs)
2250 {
2251         u64 start_clock = sched_clock();
2252
2253         __perf_event_interrupt(regs);
2254         perf_sample_event_took(sched_clock() - start_clock);
2255 }
2256
2257 static int power_pmu_prepare_cpu(unsigned int cpu)
2258 {
2259         struct cpu_hw_events *cpuhw = &per_cpu(cpu_hw_events, cpu);
2260
2261         if (ppmu) {
2262                 memset(cpuhw, 0, sizeof(*cpuhw));
2263                 cpuhw->mmcr[0] = MMCR0_FC;
2264         }
2265         return 0;
2266 }
2267
2268 int register_power_pmu(struct power_pmu *pmu)
2269 {
2270         if (ppmu)
2271                 return -EBUSY;          /* something's already registered */
2272
2273         ppmu = pmu;
2274         pr_info("%s performance monitor hardware support registered\n",
2275                 pmu->name);
2276
2277         power_pmu.attr_groups = ppmu->attr_groups;
2278
2279 #ifdef MSR_HV
2280         /*
2281          * Use FCHV to ignore kernel events if MSR.HV is set.
2282          */
2283         if (mfmsr() & MSR_HV)
2284                 freeze_events_kernel = MMCR0_FCHV;
2285 #endif /* CONFIG_PPC64 */
2286
2287         perf_pmu_register(&power_pmu, "cpu", PERF_TYPE_RAW);
2288         cpuhp_setup_state(CPUHP_PERF_POWER, "perf/powerpc:prepare",
2289                           power_pmu_prepare_cpu, NULL);
2290         return 0;
2291 }
2292
2293 #ifdef CONFIG_PPC64
2294 static int __init init_ppc64_pmu(void)
2295 {
2296         /* run through all the pmu drivers one at a time */
2297         if (!init_power5_pmu())
2298                 return 0;
2299         else if (!init_power5p_pmu())
2300                 return 0;
2301         else if (!init_power6_pmu())
2302                 return 0;
2303         else if (!init_power7_pmu())
2304                 return 0;
2305         else if (!init_power8_pmu())
2306                 return 0;
2307         else if (!init_power9_pmu())
2308                 return 0;
2309         else if (!init_ppc970_pmu())
2310                 return 0;
2311         else
2312                 return init_generic_compat_pmu();
2313 }
2314 early_initcall(init_ppc64_pmu);
2315 #endif