Merge tag 'wireless-drivers-2020-07-24' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel...
[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 (copy_from_kernel_nofault(&instr, (void *)addr,
422                                 sizeof(instr)))
423                         return 0;
424
425                 return branch_target((struct ppc_inst *)&instr);
426         }
427
428         /* Userspace: need copy instruction here then translate it */
429         if (copy_from_user_nofault(&instr, (unsigned int __user *)addr,
430                         sizeof(instr)))
431                 return 0;
432
433         target = branch_target((struct ppc_inst *)&instr);
434         if ((!target) || (instr & BRANCH_ABSOLUTE))
435                 return target;
436
437         /* Translate relative branch target from kernel to user address */
438         return target - (unsigned long)&instr + addr;
439 }
440
441 /* Processing BHRB entries */
442 static void power_pmu_bhrb_read(struct perf_event *event, struct cpu_hw_events *cpuhw)
443 {
444         u64 val;
445         u64 addr;
446         int r_index, u_index, pred;
447
448         r_index = 0;
449         u_index = 0;
450         while (r_index < ppmu->bhrb_nr) {
451                 /* Assembly read function */
452                 val = read_bhrb(r_index++);
453                 if (!val)
454                         /* Terminal marker: End of valid BHRB entries */
455                         break;
456                 else {
457                         addr = val & BHRB_EA;
458                         pred = val & BHRB_PREDICTION;
459
460                         if (!addr)
461                                 /* invalid entry */
462                                 continue;
463
464                         /*
465                          * BHRB rolling buffer could very much contain the kernel
466                          * addresses at this point. Check the privileges before
467                          * exporting it to userspace (avoid exposure of regions
468                          * where we could have speculative execution)
469                          */
470                         if (is_kernel_addr(addr) && perf_allow_kernel(&event->attr) != 0)
471                                 continue;
472
473                         /* Branches are read most recent first (ie. mfbhrb 0 is
474                          * the most recent branch).
475                          * There are two types of valid entries:
476                          * 1) a target entry which is the to address of a
477                          *    computed goto like a blr,bctr,btar.  The next
478                          *    entry read from the bhrb will be branch
479                          *    corresponding to this target (ie. the actual
480                          *    blr/bctr/btar instruction).
481                          * 2) a from address which is an actual branch.  If a
482                          *    target entry proceeds this, then this is the
483                          *    matching branch for that target.  If this is not
484                          *    following a target entry, then this is a branch
485                          *    where the target is given as an immediate field
486                          *    in the instruction (ie. an i or b form branch).
487                          *    In this case we need to read the instruction from
488                          *    memory to determine the target/to address.
489                          */
490
491                         if (val & BHRB_TARGET) {
492                                 /* Target branches use two entries
493                                  * (ie. computed gotos/XL form)
494                                  */
495                                 cpuhw->bhrb_entries[u_index].to = addr;
496                                 cpuhw->bhrb_entries[u_index].mispred = pred;
497                                 cpuhw->bhrb_entries[u_index].predicted = ~pred;
498
499                                 /* Get from address in next entry */
500                                 val = read_bhrb(r_index++);
501                                 addr = val & BHRB_EA;
502                                 if (val & BHRB_TARGET) {
503                                         /* Shouldn't have two targets in a
504                                            row.. Reset index and try again */
505                                         r_index--;
506                                         addr = 0;
507                                 }
508                                 cpuhw->bhrb_entries[u_index].from = addr;
509                         } else {
510                                 /* Branches to immediate field 
511                                    (ie I or B form) */
512                                 cpuhw->bhrb_entries[u_index].from = addr;
513                                 cpuhw->bhrb_entries[u_index].to =
514                                         power_pmu_bhrb_to(addr);
515                                 cpuhw->bhrb_entries[u_index].mispred = pred;
516                                 cpuhw->bhrb_entries[u_index].predicted = ~pred;
517                         }
518                         u_index++;
519
520                 }
521         }
522         cpuhw->bhrb_stack.nr = u_index;
523         cpuhw->bhrb_stack.hw_idx = -1ULL;
524         return;
525 }
526
527 static bool is_ebb_event(struct perf_event *event)
528 {
529         /*
530          * This could be a per-PMU callback, but we'd rather avoid the cost. We
531          * check that the PMU supports EBB, meaning those that don't can still
532          * use bit 63 of the event code for something else if they wish.
533          */
534         return (ppmu->flags & PPMU_ARCH_207S) &&
535                ((event->attr.config >> PERF_EVENT_CONFIG_EBB_SHIFT) & 1);
536 }
537
538 static int ebb_event_check(struct perf_event *event)
539 {
540         struct perf_event *leader = event->group_leader;
541
542         /* Event and group leader must agree on EBB */
543         if (is_ebb_event(leader) != is_ebb_event(event))
544                 return -EINVAL;
545
546         if (is_ebb_event(event)) {
547                 if (!(event->attach_state & PERF_ATTACH_TASK))
548                         return -EINVAL;
549
550                 if (!leader->attr.pinned || !leader->attr.exclusive)
551                         return -EINVAL;
552
553                 if (event->attr.freq ||
554                     event->attr.inherit ||
555                     event->attr.sample_type ||
556                     event->attr.sample_period ||
557                     event->attr.enable_on_exec)
558                         return -EINVAL;
559         }
560
561         return 0;
562 }
563
564 static void ebb_event_add(struct perf_event *event)
565 {
566         if (!is_ebb_event(event) || current->thread.used_ebb)
567                 return;
568
569         /*
570          * IFF this is the first time we've added an EBB event, set
571          * PMXE in the user MMCR0 so we can detect when it's cleared by
572          * userspace. We need this so that we can context switch while
573          * userspace is in the EBB handler (where PMXE is 0).
574          */
575         current->thread.used_ebb = 1;
576         current->thread.mmcr0 |= MMCR0_PMXE;
577 }
578
579 static void ebb_switch_out(unsigned long mmcr0)
580 {
581         if (!(mmcr0 & MMCR0_EBE))
582                 return;
583
584         current->thread.siar  = mfspr(SPRN_SIAR);
585         current->thread.sier  = mfspr(SPRN_SIER);
586         current->thread.sdar  = mfspr(SPRN_SDAR);
587         current->thread.mmcr0 = mmcr0 & MMCR0_USER_MASK;
588         current->thread.mmcr2 = mfspr(SPRN_MMCR2) & MMCR2_USER_MASK;
589 }
590
591 static unsigned long ebb_switch_in(bool ebb, struct cpu_hw_events *cpuhw)
592 {
593         unsigned long mmcr0 = cpuhw->mmcr[0];
594
595         if (!ebb)
596                 goto out;
597
598         /* Enable EBB and read/write to all 6 PMCs and BHRB for userspace */
599         mmcr0 |= MMCR0_EBE | MMCR0_BHRBA | MMCR0_PMCC_U6;
600
601         /*
602          * Add any bits from the user MMCR0, FC or PMAO. This is compatible
603          * with pmao_restore_workaround() because we may add PMAO but we never
604          * clear it here.
605          */
606         mmcr0 |= current->thread.mmcr0;
607
608         /*
609          * Be careful not to set PMXE if userspace had it cleared. This is also
610          * compatible with pmao_restore_workaround() because it has already
611          * cleared PMXE and we leave PMAO alone.
612          */
613         if (!(current->thread.mmcr0 & MMCR0_PMXE))
614                 mmcr0 &= ~MMCR0_PMXE;
615
616         mtspr(SPRN_SIAR, current->thread.siar);
617         mtspr(SPRN_SIER, current->thread.sier);
618         mtspr(SPRN_SDAR, current->thread.sdar);
619
620         /*
621          * Merge the kernel & user values of MMCR2. The semantics we implement
622          * are that the user MMCR2 can set bits, ie. cause counters to freeze,
623          * but not clear bits. If a task wants to be able to clear bits, ie.
624          * unfreeze counters, it should not set exclude_xxx in its events and
625          * instead manage the MMCR2 entirely by itself.
626          */
627         mtspr(SPRN_MMCR2, cpuhw->mmcr[3] | current->thread.mmcr2);
628 out:
629         return mmcr0;
630 }
631
632 static void pmao_restore_workaround(bool ebb)
633 {
634         unsigned pmcs[6];
635
636         if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_PMAO_BUG))
637                 return;
638
639         /*
640          * On POWER8E there is a hardware defect which affects the PMU context
641          * switch logic, ie. power_pmu_disable/enable().
642          *
643          * When a counter overflows PMXE is cleared and FC/PMAO is set in MMCR0
644          * by the hardware. Sometime later the actual PMU exception is
645          * delivered.
646          *
647          * If we context switch, or simply disable/enable, the PMU prior to the
648          * exception arriving, the exception will be lost when we clear PMAO.
649          *
650          * When we reenable the PMU, we will write the saved MMCR0 with PMAO
651          * set, and this _should_ generate an exception. However because of the
652          * defect no exception is generated when we write PMAO, and we get
653          * stuck with no counters counting but no exception delivered.
654          *
655          * The workaround is to detect this case and tweak the hardware to
656          * create another pending PMU exception.
657          *
658          * We do that by setting up PMC6 (cycles) for an imminent overflow and
659          * enabling the PMU. That causes a new exception to be generated in the
660          * chip, but we don't take it yet because we have interrupts hard
661          * disabled. We then write back the PMU state as we want it to be seen
662          * by the exception handler. When we reenable interrupts the exception
663          * handler will be called and see the correct state.
664          *
665          * The logic is the same for EBB, except that the exception is gated by
666          * us having interrupts hard disabled as well as the fact that we are
667          * not in userspace. The exception is finally delivered when we return
668          * to userspace.
669          */
670
671         /* Only if PMAO is set and PMAO_SYNC is clear */
672         if ((current->thread.mmcr0 & (MMCR0_PMAO | MMCR0_PMAO_SYNC)) != MMCR0_PMAO)
673                 return;
674
675         /* If we're doing EBB, only if BESCR[GE] is set */
676         if (ebb && !(current->thread.bescr & BESCR_GE))
677                 return;
678
679         /*
680          * We are already soft-disabled in power_pmu_enable(). We need to hard
681          * disable to actually prevent the PMU exception from firing.
682          */
683         hard_irq_disable();
684
685         /*
686          * This is a bit gross, but we know we're on POWER8E and have 6 PMCs.
687          * Using read/write_pmc() in a for loop adds 12 function calls and
688          * almost doubles our code size.
689          */
690         pmcs[0] = mfspr(SPRN_PMC1);
691         pmcs[1] = mfspr(SPRN_PMC2);
692         pmcs[2] = mfspr(SPRN_PMC3);
693         pmcs[3] = mfspr(SPRN_PMC4);
694         pmcs[4] = mfspr(SPRN_PMC5);
695         pmcs[5] = mfspr(SPRN_PMC6);
696
697         /* Ensure all freeze bits are unset */
698         mtspr(SPRN_MMCR2, 0);
699
700         /* Set up PMC6 to overflow in one cycle */
701         mtspr(SPRN_PMC6, 0x7FFFFFFE);
702
703         /* Enable exceptions and unfreeze PMC6 */
704         mtspr(SPRN_MMCR0, MMCR0_PMXE | MMCR0_PMCjCE | MMCR0_PMAO);
705
706         /* Now we need to refreeze and restore the PMCs */
707         mtspr(SPRN_MMCR0, MMCR0_FC | MMCR0_PMAO);
708
709         mtspr(SPRN_PMC1, pmcs[0]);
710         mtspr(SPRN_PMC2, pmcs[1]);
711         mtspr(SPRN_PMC3, pmcs[2]);
712         mtspr(SPRN_PMC4, pmcs[3]);
713         mtspr(SPRN_PMC5, pmcs[4]);
714         mtspr(SPRN_PMC6, pmcs[5]);
715 }
716
717 #endif /* CONFIG_PPC64 */
718
719 static void perf_event_interrupt(struct pt_regs *regs);
720
721 /*
722  * Read one performance monitor counter (PMC).
723  */
724 static unsigned long read_pmc(int idx)
725 {
726         unsigned long val;
727
728         switch (idx) {
729         case 1:
730                 val = mfspr(SPRN_PMC1);
731                 break;
732         case 2:
733                 val = mfspr(SPRN_PMC2);
734                 break;
735         case 3:
736                 val = mfspr(SPRN_PMC3);
737                 break;
738         case 4:
739                 val = mfspr(SPRN_PMC4);
740                 break;
741         case 5:
742                 val = mfspr(SPRN_PMC5);
743                 break;
744         case 6:
745                 val = mfspr(SPRN_PMC6);
746                 break;
747 #ifdef CONFIG_PPC64
748         case 7:
749                 val = mfspr(SPRN_PMC7);
750                 break;
751         case 8:
752                 val = mfspr(SPRN_PMC8);
753                 break;
754 #endif /* CONFIG_PPC64 */
755         default:
756                 printk(KERN_ERR "oops trying to read PMC%d\n", idx);
757                 val = 0;
758         }
759         return val;
760 }
761
762 /*
763  * Write one PMC.
764  */
765 static void write_pmc(int idx, unsigned long val)
766 {
767         switch (idx) {
768         case 1:
769                 mtspr(SPRN_PMC1, val);
770                 break;
771         case 2:
772                 mtspr(SPRN_PMC2, val);
773                 break;
774         case 3:
775                 mtspr(SPRN_PMC3, val);
776                 break;
777         case 4:
778                 mtspr(SPRN_PMC4, val);
779                 break;
780         case 5:
781                 mtspr(SPRN_PMC5, val);
782                 break;
783         case 6:
784                 mtspr(SPRN_PMC6, val);
785                 break;
786 #ifdef CONFIG_PPC64
787         case 7:
788                 mtspr(SPRN_PMC7, val);
789                 break;
790         case 8:
791                 mtspr(SPRN_PMC8, val);
792                 break;
793 #endif /* CONFIG_PPC64 */
794         default:
795                 printk(KERN_ERR "oops trying to write PMC%d\n", idx);
796         }
797 }
798
799 /* Called from sysrq_handle_showregs() */
800 void perf_event_print_debug(void)
801 {
802         unsigned long sdar, sier, flags;
803         u32 pmcs[MAX_HWEVENTS];
804         int i;
805
806         if (!ppmu) {
807                 pr_info("Performance monitor hardware not registered.\n");
808                 return;
809         }
810
811         if (!ppmu->n_counter)
812                 return;
813
814         local_irq_save(flags);
815
816         pr_info("CPU: %d PMU registers, ppmu = %s n_counters = %d",
817                  smp_processor_id(), ppmu->name, ppmu->n_counter);
818
819         for (i = 0; i < ppmu->n_counter; i++)
820                 pmcs[i] = read_pmc(i + 1);
821
822         for (; i < MAX_HWEVENTS; i++)
823                 pmcs[i] = 0xdeadbeef;
824
825         pr_info("PMC1:  %08x PMC2: %08x PMC3: %08x PMC4: %08x\n",
826                  pmcs[0], pmcs[1], pmcs[2], pmcs[3]);
827
828         if (ppmu->n_counter > 4)
829                 pr_info("PMC5:  %08x PMC6: %08x PMC7: %08x PMC8: %08x\n",
830                          pmcs[4], pmcs[5], pmcs[6], pmcs[7]);
831
832         pr_info("MMCR0: %016lx MMCR1: %016lx MMCRA: %016lx\n",
833                 mfspr(SPRN_MMCR0), mfspr(SPRN_MMCR1), mfspr(SPRN_MMCRA));
834
835         sdar = sier = 0;
836 #ifdef CONFIG_PPC64
837         sdar = mfspr(SPRN_SDAR);
838
839         if (ppmu->flags & PPMU_HAS_SIER)
840                 sier = mfspr(SPRN_SIER);
841
842         if (ppmu->flags & PPMU_ARCH_207S) {
843                 pr_info("MMCR2: %016lx EBBHR: %016lx\n",
844                         mfspr(SPRN_MMCR2), mfspr(SPRN_EBBHR));
845                 pr_info("EBBRR: %016lx BESCR: %016lx\n",
846                         mfspr(SPRN_EBBRR), mfspr(SPRN_BESCR));
847         }
848 #endif
849         pr_info("SIAR:  %016lx SDAR:  %016lx SIER:  %016lx\n",
850                 mfspr(SPRN_SIAR), sdar, sier);
851
852         local_irq_restore(flags);
853 }
854
855 /*
856  * Check if a set of events can all go on the PMU at once.
857  * If they can't, this will look at alternative codes for the events
858  * and see if any combination of alternative codes is feasible.
859  * The feasible set is returned in event_id[].
860  */
861 static int power_check_constraints(struct cpu_hw_events *cpuhw,
862                                    u64 event_id[], unsigned int cflags[],
863                                    int n_ev)
864 {
865         unsigned long mask, value, nv;
866         unsigned long smasks[MAX_HWEVENTS], svalues[MAX_HWEVENTS];
867         int n_alt[MAX_HWEVENTS], choice[MAX_HWEVENTS];
868         int i, j;
869         unsigned long addf = ppmu->add_fields;
870         unsigned long tadd = ppmu->test_adder;
871         unsigned long grp_mask = ppmu->group_constraint_mask;
872         unsigned long grp_val = ppmu->group_constraint_val;
873
874         if (n_ev > ppmu->n_counter)
875                 return -1;
876
877         /* First see if the events will go on as-is */
878         for (i = 0; i < n_ev; ++i) {
879                 if ((cflags[i] & PPMU_LIMITED_PMC_REQD)
880                     && !ppmu->limited_pmc_event(event_id[i])) {
881                         ppmu->get_alternatives(event_id[i], cflags[i],
882                                                cpuhw->alternatives[i]);
883                         event_id[i] = cpuhw->alternatives[i][0];
884                 }
885                 if (ppmu->get_constraint(event_id[i], &cpuhw->amasks[i][0],
886                                          &cpuhw->avalues[i][0]))
887                         return -1;
888         }
889         value = mask = 0;
890         for (i = 0; i < n_ev; ++i) {
891                 nv = (value | cpuhw->avalues[i][0]) +
892                         (value & cpuhw->avalues[i][0] & addf);
893
894                 if (((((nv + tadd) ^ value) & mask) & (~grp_mask)) != 0)
895                         break;
896
897                 if (((((nv + tadd) ^ cpuhw->avalues[i][0]) & cpuhw->amasks[i][0])
898                         & (~grp_mask)) != 0)
899                         break;
900
901                 value = nv;
902                 mask |= cpuhw->amasks[i][0];
903         }
904         if (i == n_ev) {
905                 if ((value & mask & grp_mask) != (mask & grp_val))
906                         return -1;
907                 else
908                         return 0;       /* all OK */
909         }
910
911         /* doesn't work, gather alternatives... */
912         if (!ppmu->get_alternatives)
913                 return -1;
914         for (i = 0; i < n_ev; ++i) {
915                 choice[i] = 0;
916                 n_alt[i] = ppmu->get_alternatives(event_id[i], cflags[i],
917                                                   cpuhw->alternatives[i]);
918                 for (j = 1; j < n_alt[i]; ++j)
919                         ppmu->get_constraint(cpuhw->alternatives[i][j],
920                                              &cpuhw->amasks[i][j],
921                                              &cpuhw->avalues[i][j]);
922         }
923
924         /* enumerate all possibilities and see if any will work */
925         i = 0;
926         j = -1;
927         value = mask = nv = 0;
928         while (i < n_ev) {
929                 if (j >= 0) {
930                         /* we're backtracking, restore context */
931                         value = svalues[i];
932                         mask = smasks[i];
933                         j = choice[i];
934                 }
935                 /*
936                  * See if any alternative k for event_id i,
937                  * where k > j, will satisfy the constraints.
938                  */
939                 while (++j < n_alt[i]) {
940                         nv = (value | cpuhw->avalues[i][j]) +
941                                 (value & cpuhw->avalues[i][j] & addf);
942                         if ((((nv + tadd) ^ value) & mask) == 0 &&
943                             (((nv + tadd) ^ cpuhw->avalues[i][j])
944                              & cpuhw->amasks[i][j]) == 0)
945                                 break;
946                 }
947                 if (j >= n_alt[i]) {
948                         /*
949                          * No feasible alternative, backtrack
950                          * to event_id i-1 and continue enumerating its
951                          * alternatives from where we got up to.
952                          */
953                         if (--i < 0)
954                                 return -1;
955                 } else {
956                         /*
957                          * Found a feasible alternative for event_id i,
958                          * remember where we got up to with this event_id,
959                          * go on to the next event_id, and start with
960                          * the first alternative for it.
961                          */
962                         choice[i] = j;
963                         svalues[i] = value;
964                         smasks[i] = mask;
965                         value = nv;
966                         mask |= cpuhw->amasks[i][j];
967                         ++i;
968                         j = -1;
969                 }
970         }
971
972         /* OK, we have a feasible combination, tell the caller the solution */
973         for (i = 0; i < n_ev; ++i)
974                 event_id[i] = cpuhw->alternatives[i][choice[i]];
975         return 0;
976 }
977
978 /*
979  * Check if newly-added events have consistent settings for
980  * exclude_{user,kernel,hv} with each other and any previously
981  * added events.
982  */
983 static int check_excludes(struct perf_event **ctrs, unsigned int cflags[],
984                           int n_prev, int n_new)
985 {
986         int eu = 0, ek = 0, eh = 0;
987         int i, n, first;
988         struct perf_event *event;
989
990         /*
991          * If the PMU we're on supports per event exclude settings then we
992          * don't need to do any of this logic. NB. This assumes no PMU has both
993          * per event exclude and limited PMCs.
994          */
995         if (ppmu->flags & PPMU_ARCH_207S)
996                 return 0;
997
998         n = n_prev + n_new;
999         if (n <= 1)
1000                 return 0;
1001
1002         first = 1;
1003         for (i = 0; i < n; ++i) {
1004                 if (cflags[i] & PPMU_LIMITED_PMC_OK) {
1005                         cflags[i] &= ~PPMU_LIMITED_PMC_REQD;
1006                         continue;
1007                 }
1008                 event = ctrs[i];
1009                 if (first) {
1010                         eu = event->attr.exclude_user;
1011                         ek = event->attr.exclude_kernel;
1012                         eh = event->attr.exclude_hv;
1013                         first = 0;
1014                 } else if (event->attr.exclude_user != eu ||
1015                            event->attr.exclude_kernel != ek ||
1016                            event->attr.exclude_hv != eh) {
1017                         return -EAGAIN;
1018                 }
1019         }
1020
1021         if (eu || ek || eh)
1022                 for (i = 0; i < n; ++i)
1023                         if (cflags[i] & PPMU_LIMITED_PMC_OK)
1024                                 cflags[i] |= PPMU_LIMITED_PMC_REQD;
1025
1026         return 0;
1027 }
1028
1029 static u64 check_and_compute_delta(u64 prev, u64 val)
1030 {
1031         u64 delta = (val - prev) & 0xfffffffful;
1032
1033         /*
1034          * POWER7 can roll back counter values, if the new value is smaller
1035          * than the previous value it will cause the delta and the counter to
1036          * have bogus values unless we rolled a counter over.  If a coutner is
1037          * rolled back, it will be smaller, but within 256, which is the maximum
1038          * number of events to rollback at once.  If we detect a rollback
1039          * return 0.  This can lead to a small lack of precision in the
1040          * counters.
1041          */
1042         if (prev > val && (prev - val) < 256)
1043                 delta = 0;
1044
1045         return delta;
1046 }
1047
1048 static void power_pmu_read(struct perf_event *event)
1049 {
1050         s64 val, delta, prev;
1051
1052         if (event->hw.state & PERF_HES_STOPPED)
1053                 return;
1054
1055         if (!event->hw.idx)
1056                 return;
1057
1058         if (is_ebb_event(event)) {
1059                 val = read_pmc(event->hw.idx);
1060                 local64_set(&event->hw.prev_count, val);
1061                 return;
1062         }
1063
1064         /*
1065          * Performance monitor interrupts come even when interrupts
1066          * are soft-disabled, as long as interrupts are hard-enabled.
1067          * Therefore we treat them like NMIs.
1068          */
1069         do {
1070                 prev = local64_read(&event->hw.prev_count);
1071                 barrier();
1072                 val = read_pmc(event->hw.idx);
1073                 delta = check_and_compute_delta(prev, val);
1074                 if (!delta)
1075                         return;
1076         } while (local64_cmpxchg(&event->hw.prev_count, prev, val) != prev);
1077
1078         local64_add(delta, &event->count);
1079
1080         /*
1081          * A number of places program the PMC with (0x80000000 - period_left).
1082          * We never want period_left to be less than 1 because we will program
1083          * the PMC with a value >= 0x800000000 and an edge detected PMC will
1084          * roll around to 0 before taking an exception. We have seen this
1085          * on POWER8.
1086          *
1087          * To fix this, clamp the minimum value of period_left to 1.
1088          */
1089         do {
1090                 prev = local64_read(&event->hw.period_left);
1091                 val = prev - delta;
1092                 if (val < 1)
1093                         val = 1;
1094         } while (local64_cmpxchg(&event->hw.period_left, prev, val) != prev);
1095 }
1096
1097 /*
1098  * On some machines, PMC5 and PMC6 can't be written, don't respect
1099  * the freeze conditions, and don't generate interrupts.  This tells
1100  * us if `event' is using such a PMC.
1101  */
1102 static int is_limited_pmc(int pmcnum)
1103 {
1104         return (ppmu->flags & PPMU_LIMITED_PMC5_6)
1105                 && (pmcnum == 5 || pmcnum == 6);
1106 }
1107
1108 static void freeze_limited_counters(struct cpu_hw_events *cpuhw,
1109                                     unsigned long pmc5, unsigned long pmc6)
1110 {
1111         struct perf_event *event;
1112         u64 val, prev, delta;
1113         int i;
1114
1115         for (i = 0; i < cpuhw->n_limited; ++i) {
1116                 event = cpuhw->limited_counter[i];
1117                 if (!event->hw.idx)
1118                         continue;
1119                 val = (event->hw.idx == 5) ? pmc5 : pmc6;
1120                 prev = local64_read(&event->hw.prev_count);
1121                 event->hw.idx = 0;
1122                 delta = check_and_compute_delta(prev, val);
1123                 if (delta)
1124                         local64_add(delta, &event->count);
1125         }
1126 }
1127
1128 static void thaw_limited_counters(struct cpu_hw_events *cpuhw,
1129                                   unsigned long pmc5, unsigned long pmc6)
1130 {
1131         struct perf_event *event;
1132         u64 val, prev;
1133         int i;
1134
1135         for (i = 0; i < cpuhw->n_limited; ++i) {
1136                 event = cpuhw->limited_counter[i];
1137                 event->hw.idx = cpuhw->limited_hwidx[i];
1138                 val = (event->hw.idx == 5) ? pmc5 : pmc6;
1139                 prev = local64_read(&event->hw.prev_count);
1140                 if (check_and_compute_delta(prev, val))
1141                         local64_set(&event->hw.prev_count, val);
1142                 perf_event_update_userpage(event);
1143         }
1144 }
1145
1146 /*
1147  * Since limited events don't respect the freeze conditions, we
1148  * have to read them immediately after freezing or unfreezing the
1149  * other events.  We try to keep the values from the limited
1150  * events as consistent as possible by keeping the delay (in
1151  * cycles and instructions) between freezing/unfreezing and reading
1152  * the limited events as small and consistent as possible.
1153  * Therefore, if any limited events are in use, we read them
1154  * both, and always in the same order, to minimize variability,
1155  * and do it inside the same asm that writes MMCR0.
1156  */
1157 static void write_mmcr0(struct cpu_hw_events *cpuhw, unsigned long mmcr0)
1158 {
1159         unsigned long pmc5, pmc6;
1160
1161         if (!cpuhw->n_limited) {
1162                 mtspr(SPRN_MMCR0, mmcr0);
1163                 return;
1164         }
1165
1166         /*
1167          * Write MMCR0, then read PMC5 and PMC6 immediately.
1168          * To ensure we don't get a performance monitor interrupt
1169          * between writing MMCR0 and freezing/thawing the limited
1170          * events, we first write MMCR0 with the event overflow
1171          * interrupt enable bits turned off.
1172          */
1173         asm volatile("mtspr %3,%2; mfspr %0,%4; mfspr %1,%5"
1174                      : "=&r" (pmc5), "=&r" (pmc6)
1175                      : "r" (mmcr0 & ~(MMCR0_PMC1CE | MMCR0_PMCjCE)),
1176                        "i" (SPRN_MMCR0),
1177                        "i" (SPRN_PMC5), "i" (SPRN_PMC6));
1178
1179         if (mmcr0 & MMCR0_FC)
1180                 freeze_limited_counters(cpuhw, pmc5, pmc6);
1181         else
1182                 thaw_limited_counters(cpuhw, pmc5, pmc6);
1183
1184         /*
1185          * Write the full MMCR0 including the event overflow interrupt
1186          * enable bits, if necessary.
1187          */
1188         if (mmcr0 & (MMCR0_PMC1CE | MMCR0_PMCjCE))
1189                 mtspr(SPRN_MMCR0, mmcr0);
1190 }
1191
1192 /*
1193  * Disable all events to prevent PMU interrupts and to allow
1194  * events to be added or removed.
1195  */
1196 static void power_pmu_disable(struct pmu *pmu)
1197 {
1198         struct cpu_hw_events *cpuhw;
1199         unsigned long flags, mmcr0, val;
1200
1201         if (!ppmu)
1202                 return;
1203         local_irq_save(flags);
1204         cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_events);
1205
1206         if (!cpuhw->disabled) {
1207                 /*
1208                  * Check if we ever enabled the PMU on this cpu.
1209                  */
1210                 if (!cpuhw->pmcs_enabled) {
1211                         ppc_enable_pmcs();
1212                         cpuhw->pmcs_enabled = 1;
1213                 }
1214
1215                 /*
1216                  * Set the 'freeze counters' bit, clear EBE/BHRBA/PMCC/PMAO/FC56
1217                  */
1218                 val  = mmcr0 = mfspr(SPRN_MMCR0);
1219                 val |= MMCR0_FC;
1220                 val &= ~(MMCR0_EBE | MMCR0_BHRBA | MMCR0_PMCC | MMCR0_PMAO |
1221                          MMCR0_FC56);
1222
1223                 /*
1224                  * The barrier is to make sure the mtspr has been
1225                  * executed and the PMU has frozen the events etc.
1226                  * before we return.
1227                  */
1228                 write_mmcr0(cpuhw, val);
1229                 mb();
1230                 isync();
1231
1232                 /*
1233                  * Disable instruction sampling if it was enabled
1234                  */
1235                 if (cpuhw->mmcr[2] & MMCRA_SAMPLE_ENABLE) {
1236                         mtspr(SPRN_MMCRA,
1237                               cpuhw->mmcr[2] & ~MMCRA_SAMPLE_ENABLE);
1238                         mb();
1239                         isync();
1240                 }
1241
1242                 cpuhw->disabled = 1;
1243                 cpuhw->n_added = 0;
1244
1245                 ebb_switch_out(mmcr0);
1246
1247 #ifdef CONFIG_PPC64
1248                 /*
1249                  * These are readable by userspace, may contain kernel
1250                  * addresses and are not switched by context switch, so clear
1251                  * them now to avoid leaking anything to userspace in general
1252                  * including to another process.
1253                  */
1254                 if (ppmu->flags & PPMU_ARCH_207S) {
1255                         mtspr(SPRN_SDAR, 0);
1256                         mtspr(SPRN_SIAR, 0);
1257                 }
1258 #endif
1259         }
1260
1261         local_irq_restore(flags);
1262 }
1263
1264 /*
1265  * Re-enable all events if disable == 0.
1266  * If we were previously disabled and events were added, then
1267  * put the new config on the PMU.
1268  */
1269 static void power_pmu_enable(struct pmu *pmu)
1270 {
1271         struct perf_event *event;
1272         struct cpu_hw_events *cpuhw;
1273         unsigned long flags;
1274         long i;
1275         unsigned long val, mmcr0;
1276         s64 left;
1277         unsigned int hwc_index[MAX_HWEVENTS];
1278         int n_lim;
1279         int idx;
1280         bool ebb;
1281
1282         if (!ppmu)
1283                 return;
1284         local_irq_save(flags);
1285
1286         cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_events);
1287         if (!cpuhw->disabled)
1288                 goto out;
1289
1290         if (cpuhw->n_events == 0) {
1291                 ppc_set_pmu_inuse(0);
1292                 goto out;
1293         }
1294
1295         cpuhw->disabled = 0;
1296
1297         /*
1298          * EBB requires an exclusive group and all events must have the EBB
1299          * flag set, or not set, so we can just check a single event. Also we
1300          * know we have at least one event.
1301          */
1302         ebb = is_ebb_event(cpuhw->event[0]);
1303
1304         /*
1305          * If we didn't change anything, or only removed events,
1306          * no need to recalculate MMCR* settings and reset the PMCs.
1307          * Just reenable the PMU with the current MMCR* settings
1308          * (possibly updated for removal of events).
1309          */
1310         if (!cpuhw->n_added) {
1311                 mtspr(SPRN_MMCRA, cpuhw->mmcr[2] & ~MMCRA_SAMPLE_ENABLE);
1312                 mtspr(SPRN_MMCR1, cpuhw->mmcr[1]);
1313                 goto out_enable;
1314         }
1315
1316         /*
1317          * Clear all MMCR settings and recompute them for the new set of events.
1318          */
1319         memset(cpuhw->mmcr, 0, sizeof(cpuhw->mmcr));
1320
1321         if (ppmu->compute_mmcr(cpuhw->events, cpuhw->n_events, hwc_index,
1322                                cpuhw->mmcr, cpuhw->event)) {
1323                 /* shouldn't ever get here */
1324                 printk(KERN_ERR "oops compute_mmcr failed\n");
1325                 goto out;
1326         }
1327
1328         if (!(ppmu->flags & PPMU_ARCH_207S)) {
1329                 /*
1330                  * Add in MMCR0 freeze bits corresponding to the attr.exclude_*
1331                  * bits for the first event. We have already checked that all
1332                  * events have the same value for these bits as the first event.
1333                  */
1334                 event = cpuhw->event[0];
1335                 if (event->attr.exclude_user)
1336                         cpuhw->mmcr[0] |= MMCR0_FCP;
1337                 if (event->attr.exclude_kernel)
1338                         cpuhw->mmcr[0] |= freeze_events_kernel;
1339                 if (event->attr.exclude_hv)
1340                         cpuhw->mmcr[0] |= MMCR0_FCHV;
1341         }
1342
1343         /*
1344          * Write the new configuration to MMCR* with the freeze
1345          * bit set and set the hardware events to their initial values.
1346          * Then unfreeze the events.
1347          */
1348         ppc_set_pmu_inuse(1);
1349         mtspr(SPRN_MMCRA, cpuhw->mmcr[2] & ~MMCRA_SAMPLE_ENABLE);
1350         mtspr(SPRN_MMCR1, cpuhw->mmcr[1]);
1351         mtspr(SPRN_MMCR0, (cpuhw->mmcr[0] & ~(MMCR0_PMC1CE | MMCR0_PMCjCE))
1352                                 | MMCR0_FC);
1353         if (ppmu->flags & PPMU_ARCH_207S)
1354                 mtspr(SPRN_MMCR2, cpuhw->mmcr[3]);
1355
1356         /*
1357          * Read off any pre-existing events that need to move
1358          * to another PMC.
1359          */
1360         for (i = 0; i < cpuhw->n_events; ++i) {
1361                 event = cpuhw->event[i];
1362                 if (event->hw.idx && event->hw.idx != hwc_index[i] + 1) {
1363                         power_pmu_read(event);
1364                         write_pmc(event->hw.idx, 0);
1365                         event->hw.idx = 0;
1366                 }
1367         }
1368
1369         /*
1370          * Initialize the PMCs for all the new and moved events.
1371          */
1372         cpuhw->n_limited = n_lim = 0;
1373         for (i = 0; i < cpuhw->n_events; ++i) {
1374                 event = cpuhw->event[i];
1375                 if (event->hw.idx)
1376                         continue;
1377                 idx = hwc_index[i] + 1;
1378                 if (is_limited_pmc(idx)) {
1379                         cpuhw->limited_counter[n_lim] = event;
1380                         cpuhw->limited_hwidx[n_lim] = idx;
1381                         ++n_lim;
1382                         continue;
1383                 }
1384
1385                 if (ebb)
1386                         val = local64_read(&event->hw.prev_count);
1387                 else {
1388                         val = 0;
1389                         if (event->hw.sample_period) {
1390                                 left = local64_read(&event->hw.period_left);
1391                                 if (left < 0x80000000L)
1392                                         val = 0x80000000L - left;
1393                         }
1394                         local64_set(&event->hw.prev_count, val);
1395                 }
1396
1397                 event->hw.idx = idx;
1398                 if (event->hw.state & PERF_HES_STOPPED)
1399                         val = 0;
1400                 write_pmc(idx, val);
1401
1402                 perf_event_update_userpage(event);
1403         }
1404         cpuhw->n_limited = n_lim;
1405         cpuhw->mmcr[0] |= MMCR0_PMXE | MMCR0_FCECE;
1406
1407  out_enable:
1408         pmao_restore_workaround(ebb);
1409
1410         mmcr0 = ebb_switch_in(ebb, cpuhw);
1411
1412         mb();
1413         if (cpuhw->bhrb_users)
1414                 ppmu->config_bhrb(cpuhw->bhrb_filter);
1415
1416         write_mmcr0(cpuhw, mmcr0);
1417
1418         /*
1419          * Enable instruction sampling if necessary
1420          */
1421         if (cpuhw->mmcr[2] & MMCRA_SAMPLE_ENABLE) {
1422                 mb();
1423                 mtspr(SPRN_MMCRA, cpuhw->mmcr[2]);
1424         }
1425
1426  out:
1427
1428         local_irq_restore(flags);
1429 }
1430
1431 static int collect_events(struct perf_event *group, int max_count,
1432                           struct perf_event *ctrs[], u64 *events,
1433                           unsigned int *flags)
1434 {
1435         int n = 0;
1436         struct perf_event *event;
1437
1438         if (group->pmu->task_ctx_nr == perf_hw_context) {
1439                 if (n >= max_count)
1440                         return -1;
1441                 ctrs[n] = group;
1442                 flags[n] = group->hw.event_base;
1443                 events[n++] = group->hw.config;
1444         }
1445         for_each_sibling_event(event, group) {
1446                 if (event->pmu->task_ctx_nr == perf_hw_context &&
1447                     event->state != PERF_EVENT_STATE_OFF) {
1448                         if (n >= max_count)
1449                                 return -1;
1450                         ctrs[n] = event;
1451                         flags[n] = event->hw.event_base;
1452                         events[n++] = event->hw.config;
1453                 }
1454         }
1455         return n;
1456 }
1457
1458 /*
1459  * Add an event to the PMU.
1460  * If all events are not already frozen, then we disable and
1461  * re-enable the PMU in order to get hw_perf_enable to do the
1462  * actual work of reconfiguring the PMU.
1463  */
1464 static int power_pmu_add(struct perf_event *event, int ef_flags)
1465 {
1466         struct cpu_hw_events *cpuhw;
1467         unsigned long flags;
1468         int n0;
1469         int ret = -EAGAIN;
1470
1471         local_irq_save(flags);
1472         perf_pmu_disable(event->pmu);
1473
1474         /*
1475          * Add the event to the list (if there is room)
1476          * and check whether the total set is still feasible.
1477          */
1478         cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_events);
1479         n0 = cpuhw->n_events;
1480         if (n0 >= ppmu->n_counter)
1481                 goto out;
1482         cpuhw->event[n0] = event;
1483         cpuhw->events[n0] = event->hw.config;
1484         cpuhw->flags[n0] = event->hw.event_base;
1485
1486         /*
1487          * This event may have been disabled/stopped in record_and_restart()
1488          * because we exceeded the ->event_limit. If re-starting the event,
1489          * clear the ->hw.state (STOPPED and UPTODATE flags), so the user
1490          * notification is re-enabled.
1491          */
1492         if (!(ef_flags & PERF_EF_START))
1493                 event->hw.state = PERF_HES_STOPPED | PERF_HES_UPTODATE;
1494         else
1495                 event->hw.state = 0;
1496
1497         /*
1498          * If group events scheduling transaction was started,
1499          * skip the schedulability test here, it will be performed
1500          * at commit time(->commit_txn) as a whole
1501          */
1502         if (cpuhw->txn_flags & PERF_PMU_TXN_ADD)
1503                 goto nocheck;
1504
1505         if (check_excludes(cpuhw->event, cpuhw->flags, n0, 1))
1506                 goto out;
1507         if (power_check_constraints(cpuhw, cpuhw->events, cpuhw->flags, n0 + 1))
1508                 goto out;
1509         event->hw.config = cpuhw->events[n0];
1510
1511 nocheck:
1512         ebb_event_add(event);
1513
1514         ++cpuhw->n_events;
1515         ++cpuhw->n_added;
1516
1517         ret = 0;
1518  out:
1519         if (has_branch_stack(event)) {
1520                 power_pmu_bhrb_enable(event);
1521                 cpuhw->bhrb_filter = ppmu->bhrb_filter_map(
1522                                         event->attr.branch_sample_type);
1523         }
1524
1525         perf_pmu_enable(event->pmu);
1526         local_irq_restore(flags);
1527         return ret;
1528 }
1529
1530 /*
1531  * Remove an event from the PMU.
1532  */
1533 static void power_pmu_del(struct perf_event *event, int ef_flags)
1534 {
1535         struct cpu_hw_events *cpuhw;
1536         long i;
1537         unsigned long flags;
1538
1539         local_irq_save(flags);
1540         perf_pmu_disable(event->pmu);
1541
1542         power_pmu_read(event);
1543
1544         cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_events);
1545         for (i = 0; i < cpuhw->n_events; ++i) {
1546                 if (event == cpuhw->event[i]) {
1547                         while (++i < cpuhw->n_events) {
1548                                 cpuhw->event[i-1] = cpuhw->event[i];
1549                                 cpuhw->events[i-1] = cpuhw->events[i];
1550                                 cpuhw->flags[i-1] = cpuhw->flags[i];
1551                         }
1552                         --cpuhw->n_events;
1553                         ppmu->disable_pmc(event->hw.idx - 1, cpuhw->mmcr);
1554                         if (event->hw.idx) {
1555                                 write_pmc(event->hw.idx, 0);
1556                                 event->hw.idx = 0;
1557                         }
1558                         perf_event_update_userpage(event);
1559                         break;
1560                 }
1561         }
1562         for (i = 0; i < cpuhw->n_limited; ++i)
1563                 if (event == cpuhw->limited_counter[i])
1564                         break;
1565         if (i < cpuhw->n_limited) {
1566                 while (++i < cpuhw->n_limited) {
1567                         cpuhw->limited_counter[i-1] = cpuhw->limited_counter[i];
1568                         cpuhw->limited_hwidx[i-1] = cpuhw->limited_hwidx[i];
1569                 }
1570                 --cpuhw->n_limited;
1571         }
1572         if (cpuhw->n_events == 0) {
1573                 /* disable exceptions if no events are running */
1574                 cpuhw->mmcr[0] &= ~(MMCR0_PMXE | MMCR0_FCECE);
1575         }
1576
1577         if (has_branch_stack(event))
1578                 power_pmu_bhrb_disable(event);
1579
1580         perf_pmu_enable(event->pmu);
1581         local_irq_restore(flags);
1582 }
1583
1584 /*
1585  * POWER-PMU does not support disabling individual counters, hence
1586  * program their cycle counter to their max value and ignore the interrupts.
1587  */
1588
1589 static void power_pmu_start(struct perf_event *event, int ef_flags)
1590 {
1591         unsigned long flags;
1592         s64 left;
1593         unsigned long val;
1594
1595         if (!event->hw.idx || !event->hw.sample_period)
1596                 return;
1597
1598         if (!(event->hw.state & PERF_HES_STOPPED))
1599                 return;
1600
1601         if (ef_flags & PERF_EF_RELOAD)
1602                 WARN_ON_ONCE(!(event->hw.state & PERF_HES_UPTODATE));
1603
1604         local_irq_save(flags);
1605         perf_pmu_disable(event->pmu);
1606
1607         event->hw.state = 0;
1608         left = local64_read(&event->hw.period_left);
1609
1610         val = 0;
1611         if (left < 0x80000000L)
1612                 val = 0x80000000L - left;
1613
1614         write_pmc(event->hw.idx, val);
1615
1616         perf_event_update_userpage(event);
1617         perf_pmu_enable(event->pmu);
1618         local_irq_restore(flags);
1619 }
1620
1621 static void power_pmu_stop(struct perf_event *event, int ef_flags)
1622 {
1623         unsigned long flags;
1624
1625         if (!event->hw.idx || !event->hw.sample_period)
1626                 return;
1627
1628         if (event->hw.state & PERF_HES_STOPPED)
1629                 return;
1630
1631         local_irq_save(flags);
1632         perf_pmu_disable(event->pmu);
1633
1634         power_pmu_read(event);
1635         event->hw.state |= PERF_HES_STOPPED | PERF_HES_UPTODATE;
1636         write_pmc(event->hw.idx, 0);
1637
1638         perf_event_update_userpage(event);
1639         perf_pmu_enable(event->pmu);
1640         local_irq_restore(flags);
1641 }
1642
1643 /*
1644  * Start group events scheduling transaction
1645  * Set the flag to make pmu::enable() not perform the
1646  * schedulability test, it will be performed at commit time
1647  *
1648  * We only support PERF_PMU_TXN_ADD transactions. Save the
1649  * transaction flags but otherwise ignore non-PERF_PMU_TXN_ADD
1650  * transactions.
1651  */
1652 static void power_pmu_start_txn(struct pmu *pmu, unsigned int txn_flags)
1653 {
1654         struct cpu_hw_events *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_events);
1655
1656         WARN_ON_ONCE(cpuhw->txn_flags);         /* txn already in flight */
1657
1658         cpuhw->txn_flags = txn_flags;
1659         if (txn_flags & ~PERF_PMU_TXN_ADD)
1660                 return;
1661
1662         perf_pmu_disable(pmu);
1663         cpuhw->n_txn_start = cpuhw->n_events;
1664 }
1665
1666 /*
1667  * Stop group events scheduling transaction
1668  * Clear the flag and pmu::enable() will perform the
1669  * schedulability test.
1670  */
1671 static void power_pmu_cancel_txn(struct pmu *pmu)
1672 {
1673         struct cpu_hw_events *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_events);
1674         unsigned int txn_flags;
1675
1676         WARN_ON_ONCE(!cpuhw->txn_flags);        /* no txn in flight */
1677
1678         txn_flags = cpuhw->txn_flags;
1679         cpuhw->txn_flags = 0;
1680         if (txn_flags & ~PERF_PMU_TXN_ADD)
1681                 return;
1682
1683         perf_pmu_enable(pmu);
1684 }
1685
1686 /*
1687  * Commit group events scheduling transaction
1688  * Perform the group schedulability test as a whole
1689  * Return 0 if success
1690  */
1691 static int power_pmu_commit_txn(struct pmu *pmu)
1692 {
1693         struct cpu_hw_events *cpuhw;
1694         long i, n;
1695
1696         if (!ppmu)
1697                 return -EAGAIN;
1698
1699         cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_events);
1700         WARN_ON_ONCE(!cpuhw->txn_flags);        /* no txn in flight */
1701
1702         if (cpuhw->txn_flags & ~PERF_PMU_TXN_ADD) {
1703                 cpuhw->txn_flags = 0;
1704                 return 0;
1705         }
1706
1707         n = cpuhw->n_events;
1708         if (check_excludes(cpuhw->event, cpuhw->flags, 0, n))
1709                 return -EAGAIN;
1710         i = power_check_constraints(cpuhw, cpuhw->events, cpuhw->flags, n);
1711         if (i < 0)
1712                 return -EAGAIN;
1713
1714         for (i = cpuhw->n_txn_start; i < n; ++i)
1715                 cpuhw->event[i]->hw.config = cpuhw->events[i];
1716
1717         cpuhw->txn_flags = 0;
1718         perf_pmu_enable(pmu);
1719         return 0;
1720 }
1721
1722 /*
1723  * Return 1 if we might be able to put event on a limited PMC,
1724  * or 0 if not.
1725  * An event can only go on a limited PMC if it counts something
1726  * that a limited PMC can count, doesn't require interrupts, and
1727  * doesn't exclude any processor mode.
1728  */
1729 static int can_go_on_limited_pmc(struct perf_event *event, u64 ev,
1730                                  unsigned int flags)
1731 {
1732         int n;
1733         u64 alt[MAX_EVENT_ALTERNATIVES];
1734
1735         if (event->attr.exclude_user
1736             || event->attr.exclude_kernel
1737             || event->attr.exclude_hv
1738             || event->attr.sample_period)
1739                 return 0;
1740
1741         if (ppmu->limited_pmc_event(ev))
1742                 return 1;
1743
1744         /*
1745          * The requested event_id isn't on a limited PMC already;
1746          * see if any alternative code goes on a limited PMC.
1747          */
1748         if (!ppmu->get_alternatives)
1749                 return 0;
1750
1751         flags |= PPMU_LIMITED_PMC_OK | PPMU_LIMITED_PMC_REQD;
1752         n = ppmu->get_alternatives(ev, flags, alt);
1753
1754         return n > 0;
1755 }
1756
1757 /*
1758  * Find an alternative event_id that goes on a normal PMC, if possible,
1759  * and return the event_id code, or 0 if there is no such alternative.
1760  * (Note: event_id code 0 is "don't count" on all machines.)
1761  */
1762 static u64 normal_pmc_alternative(u64 ev, unsigned long flags)
1763 {
1764         u64 alt[MAX_EVENT_ALTERNATIVES];
1765         int n;
1766
1767         flags &= ~(PPMU_LIMITED_PMC_OK | PPMU_LIMITED_PMC_REQD);
1768         n = ppmu->get_alternatives(ev, flags, alt);
1769         if (!n)
1770                 return 0;
1771         return alt[0];
1772 }
1773
1774 /* Number of perf_events counting hardware events */
1775 static atomic_t num_events;
1776 /* Used to avoid races in calling reserve/release_pmc_hardware */
1777 static DEFINE_MUTEX(pmc_reserve_mutex);
1778
1779 /*
1780  * Release the PMU if this is the last perf_event.
1781  */
1782 static void hw_perf_event_destroy(struct perf_event *event)
1783 {
1784         if (!atomic_add_unless(&num_events, -1, 1)) {
1785                 mutex_lock(&pmc_reserve_mutex);
1786                 if (atomic_dec_return(&num_events) == 0)
1787                         release_pmc_hardware();
1788                 mutex_unlock(&pmc_reserve_mutex);
1789         }
1790 }
1791
1792 /*
1793  * Translate a generic cache event_id config to a raw event_id code.
1794  */
1795 static int hw_perf_cache_event(u64 config, u64 *eventp)
1796 {
1797         unsigned long type, op, result;
1798         int ev;
1799
1800         if (!ppmu->cache_events)
1801                 return -EINVAL;
1802
1803         /* unpack config */
1804         type = config & 0xff;
1805         op = (config >> 8) & 0xff;
1806         result = (config >> 16) & 0xff;
1807
1808         if (type >= PERF_COUNT_HW_CACHE_MAX ||
1809             op >= PERF_COUNT_HW_CACHE_OP_MAX ||
1810             result >= PERF_COUNT_HW_CACHE_RESULT_MAX)
1811                 return -EINVAL;
1812
1813         ev = (*ppmu->cache_events)[type][op][result];
1814         if (ev == 0)
1815                 return -EOPNOTSUPP;
1816         if (ev == -1)
1817                 return -EINVAL;
1818         *eventp = ev;
1819         return 0;
1820 }
1821
1822 static bool is_event_blacklisted(u64 ev)
1823 {
1824         int i;
1825
1826         for (i=0; i < ppmu->n_blacklist_ev; i++) {
1827                 if (ppmu->blacklist_ev[i] == ev)
1828                         return true;
1829         }
1830
1831         return false;
1832 }
1833
1834 static int power_pmu_event_init(struct perf_event *event)
1835 {
1836         u64 ev;
1837         unsigned long flags;
1838         struct perf_event *ctrs[MAX_HWEVENTS];
1839         u64 events[MAX_HWEVENTS];
1840         unsigned int cflags[MAX_HWEVENTS];
1841         int n;
1842         int err;
1843         struct cpu_hw_events *cpuhw;
1844         u64 bhrb_filter;
1845
1846         if (!ppmu)
1847                 return -ENOENT;
1848
1849         if (has_branch_stack(event)) {
1850                 /* PMU has BHRB enabled */
1851                 if (!(ppmu->flags & PPMU_ARCH_207S))
1852                         return -EOPNOTSUPP;
1853         }
1854
1855         switch (event->attr.type) {
1856         case PERF_TYPE_HARDWARE:
1857                 ev = event->attr.config;
1858                 if (ev >= ppmu->n_generic || ppmu->generic_events[ev] == 0)
1859                         return -EOPNOTSUPP;
1860
1861                 if (ppmu->blacklist_ev && is_event_blacklisted(ev))
1862                         return -EINVAL;
1863                 ev = ppmu->generic_events[ev];
1864                 break;
1865         case PERF_TYPE_HW_CACHE:
1866                 err = hw_perf_cache_event(event->attr.config, &ev);
1867                 if (err)
1868                         return err;
1869
1870                 if (ppmu->blacklist_ev && is_event_blacklisted(ev))
1871                         return -EINVAL;
1872                 break;
1873         case PERF_TYPE_RAW:
1874                 ev = event->attr.config;
1875
1876                 if (ppmu->blacklist_ev && is_event_blacklisted(ev))
1877                         return -EINVAL;
1878                 break;
1879         default:
1880                 return -ENOENT;
1881         }
1882
1883         event->hw.config_base = ev;
1884         event->hw.idx = 0;
1885
1886         /*
1887          * If we are not running on a hypervisor, force the
1888          * exclude_hv bit to 0 so that we don't care what
1889          * the user set it to.
1890          */
1891         if (!firmware_has_feature(FW_FEATURE_LPAR))
1892                 event->attr.exclude_hv = 0;
1893
1894         /*
1895          * If this is a per-task event, then we can use
1896          * PM_RUN_* events interchangeably with their non RUN_*
1897          * equivalents, e.g. PM_RUN_CYC instead of PM_CYC.
1898          * XXX we should check if the task is an idle task.
1899          */
1900         flags = 0;
1901         if (event->attach_state & PERF_ATTACH_TASK)
1902                 flags |= PPMU_ONLY_COUNT_RUN;
1903
1904         /*
1905          * If this machine has limited events, check whether this
1906          * event_id could go on a limited event.
1907          */
1908         if (ppmu->flags & PPMU_LIMITED_PMC5_6) {
1909                 if (can_go_on_limited_pmc(event, ev, flags)) {
1910                         flags |= PPMU_LIMITED_PMC_OK;
1911                 } else if (ppmu->limited_pmc_event(ev)) {
1912                         /*
1913                          * The requested event_id is on a limited PMC,
1914                          * but we can't use a limited PMC; see if any
1915                          * alternative goes on a normal PMC.
1916                          */
1917                         ev = normal_pmc_alternative(ev, flags);
1918                         if (!ev)
1919                                 return -EINVAL;
1920                 }
1921         }
1922
1923         /* Extra checks for EBB */
1924         err = ebb_event_check(event);
1925         if (err)
1926                 return err;
1927
1928         /*
1929          * If this is in a group, check if it can go on with all the
1930          * other hardware events in the group.  We assume the event
1931          * hasn't been linked into its leader's sibling list at this point.
1932          */
1933         n = 0;
1934         if (event->group_leader != event) {
1935                 n = collect_events(event->group_leader, ppmu->n_counter - 1,
1936                                    ctrs, events, cflags);
1937                 if (n < 0)
1938                         return -EINVAL;
1939         }
1940         events[n] = ev;
1941         ctrs[n] = event;
1942         cflags[n] = flags;
1943         if (check_excludes(ctrs, cflags, n, 1))
1944                 return -EINVAL;
1945
1946         cpuhw = &get_cpu_var(cpu_hw_events);
1947         err = power_check_constraints(cpuhw, events, cflags, n + 1);
1948
1949         if (has_branch_stack(event)) {
1950                 bhrb_filter = ppmu->bhrb_filter_map(
1951                                         event->attr.branch_sample_type);
1952
1953                 if (bhrb_filter == -1) {
1954                         put_cpu_var(cpu_hw_events);
1955                         return -EOPNOTSUPP;
1956                 }
1957                 cpuhw->bhrb_filter = bhrb_filter;
1958         }
1959
1960         put_cpu_var(cpu_hw_events);
1961         if (err)
1962                 return -EINVAL;
1963
1964         event->hw.config = events[n];
1965         event->hw.event_base = cflags[n];
1966         event->hw.last_period = event->hw.sample_period;
1967         local64_set(&event->hw.period_left, event->hw.last_period);
1968
1969         /*
1970          * For EBB events we just context switch the PMC value, we don't do any
1971          * of the sample_period logic. We use hw.prev_count for this.
1972          */
1973         if (is_ebb_event(event))
1974                 local64_set(&event->hw.prev_count, 0);
1975
1976         /*
1977          * See if we need to reserve the PMU.
1978          * If no events are currently in use, then we have to take a
1979          * mutex to ensure that we don't race with another task doing
1980          * reserve_pmc_hardware or release_pmc_hardware.
1981          */
1982         err = 0;
1983         if (!atomic_inc_not_zero(&num_events)) {
1984                 mutex_lock(&pmc_reserve_mutex);
1985                 if (atomic_read(&num_events) == 0 &&
1986                     reserve_pmc_hardware(perf_event_interrupt))
1987                         err = -EBUSY;
1988                 else
1989                         atomic_inc(&num_events);
1990                 mutex_unlock(&pmc_reserve_mutex);
1991         }
1992         event->destroy = hw_perf_event_destroy;
1993
1994         return err;
1995 }
1996
1997 static int power_pmu_event_idx(struct perf_event *event)
1998 {
1999         return event->hw.idx;
2000 }
2001
2002 ssize_t power_events_sysfs_show(struct device *dev,
2003                                 struct device_attribute *attr, char *page)
2004 {
2005         struct perf_pmu_events_attr *pmu_attr;
2006
2007         pmu_attr = container_of(attr, struct perf_pmu_events_attr, attr);
2008
2009         return sprintf(page, "event=0x%02llx\n", pmu_attr->id);
2010 }
2011
2012 static struct pmu power_pmu = {
2013         .pmu_enable     = power_pmu_enable,
2014         .pmu_disable    = power_pmu_disable,
2015         .event_init     = power_pmu_event_init,
2016         .add            = power_pmu_add,
2017         .del            = power_pmu_del,
2018         .start          = power_pmu_start,
2019         .stop           = power_pmu_stop,
2020         .read           = power_pmu_read,
2021         .start_txn      = power_pmu_start_txn,
2022         .cancel_txn     = power_pmu_cancel_txn,
2023         .commit_txn     = power_pmu_commit_txn,
2024         .event_idx      = power_pmu_event_idx,
2025         .sched_task     = power_pmu_sched_task,
2026 };
2027
2028 /*
2029  * A counter has overflowed; update its count and record
2030  * things if requested.  Note that interrupts are hard-disabled
2031  * here so there is no possibility of being interrupted.
2032  */
2033 static void record_and_restart(struct perf_event *event, unsigned long val,
2034                                struct pt_regs *regs)
2035 {
2036         u64 period = event->hw.sample_period;
2037         s64 prev, delta, left;
2038         int record = 0;
2039
2040         if (event->hw.state & PERF_HES_STOPPED) {
2041                 write_pmc(event->hw.idx, 0);
2042                 return;
2043         }
2044
2045         /* we don't have to worry about interrupts here */
2046         prev = local64_read(&event->hw.prev_count);
2047         delta = check_and_compute_delta(prev, val);
2048         local64_add(delta, &event->count);
2049
2050         /*
2051          * See if the total period for this event has expired,
2052          * and update for the next period.
2053          */
2054         val = 0;
2055         left = local64_read(&event->hw.period_left) - delta;
2056         if (delta == 0)
2057                 left++;
2058         if (period) {
2059                 if (left <= 0) {
2060                         left += period;
2061                         if (left <= 0)
2062                                 left = period;
2063                         record = siar_valid(regs);
2064                         event->hw.last_period = event->hw.sample_period;
2065                 }
2066                 if (left < 0x80000000LL)
2067                         val = 0x80000000LL - left;
2068         }
2069
2070         write_pmc(event->hw.idx, val);
2071         local64_set(&event->hw.prev_count, val);
2072         local64_set(&event->hw.period_left, left);
2073         perf_event_update_userpage(event);
2074
2075         /*
2076          * Finally record data if requested.
2077          */
2078         if (record) {
2079                 struct perf_sample_data data;
2080
2081                 perf_sample_data_init(&data, ~0ULL, event->hw.last_period);
2082
2083                 if (event->attr.sample_type &
2084                     (PERF_SAMPLE_ADDR | PERF_SAMPLE_PHYS_ADDR))
2085                         perf_get_data_addr(event, regs, &data.addr);
2086
2087                 if (event->attr.sample_type & PERF_SAMPLE_BRANCH_STACK) {
2088                         struct cpu_hw_events *cpuhw;
2089                         cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_events);
2090                         power_pmu_bhrb_read(event, cpuhw);
2091                         data.br_stack = &cpuhw->bhrb_stack;
2092                 }
2093
2094                 if (event->attr.sample_type & PERF_SAMPLE_DATA_SRC &&
2095                                                 ppmu->get_mem_data_src)
2096                         ppmu->get_mem_data_src(&data.data_src, ppmu->flags, regs);
2097
2098                 if (event->attr.sample_type & PERF_SAMPLE_WEIGHT &&
2099                                                 ppmu->get_mem_weight)
2100                         ppmu->get_mem_weight(&data.weight);
2101
2102                 if (perf_event_overflow(event, &data, regs))
2103                         power_pmu_stop(event, 0);
2104         }
2105 }
2106
2107 /*
2108  * Called from generic code to get the misc flags (i.e. processor mode)
2109  * for an event_id.
2110  */
2111 unsigned long perf_misc_flags(struct pt_regs *regs)
2112 {
2113         u32 flags = perf_get_misc_flags(regs);
2114
2115         if (flags)
2116                 return flags;
2117         return user_mode(regs) ? PERF_RECORD_MISC_USER :
2118                 PERF_RECORD_MISC_KERNEL;
2119 }
2120
2121 /*
2122  * Called from generic code to get the instruction pointer
2123  * for an event_id.
2124  */
2125 unsigned long perf_instruction_pointer(struct pt_regs *regs)
2126 {
2127         bool use_siar = regs_use_siar(regs);
2128
2129         if (use_siar && siar_valid(regs))
2130                 return mfspr(SPRN_SIAR) + perf_ip_adjust(regs);
2131         else if (use_siar)
2132                 return 0;               // no valid instruction pointer
2133         else
2134                 return regs->nip;
2135 }
2136
2137 static bool pmc_overflow_power7(unsigned long val)
2138 {
2139         /*
2140          * Events on POWER7 can roll back if a speculative event doesn't
2141          * eventually complete. Unfortunately in some rare cases they will
2142          * raise a performance monitor exception. We need to catch this to
2143          * ensure we reset the PMC. In all cases the PMC will be 256 or less
2144          * cycles from overflow.
2145          *
2146          * We only do this if the first pass fails to find any overflowing
2147          * PMCs because a user might set a period of less than 256 and we
2148          * don't want to mistakenly reset them.
2149          */
2150         if ((0x80000000 - val) <= 256)
2151                 return true;
2152
2153         return false;
2154 }
2155
2156 static bool pmc_overflow(unsigned long val)
2157 {
2158         if ((int)val < 0)
2159                 return true;
2160
2161         return false;
2162 }
2163
2164 /*
2165  * Performance monitor interrupt stuff
2166  */
2167 static void __perf_event_interrupt(struct pt_regs *regs)
2168 {
2169         int i, j;
2170         struct cpu_hw_events *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_events);
2171         struct perf_event *event;
2172         unsigned long val[8];
2173         int found, active;
2174         int nmi;
2175
2176         if (cpuhw->n_limited)
2177                 freeze_limited_counters(cpuhw, mfspr(SPRN_PMC5),
2178                                         mfspr(SPRN_PMC6));
2179
2180         perf_read_regs(regs);
2181
2182         nmi = perf_intr_is_nmi(regs);
2183         if (nmi)
2184                 nmi_enter();
2185         else
2186                 irq_enter();
2187
2188         /* Read all the PMCs since we'll need them a bunch of times */
2189         for (i = 0; i < ppmu->n_counter; ++i)
2190                 val[i] = read_pmc(i + 1);
2191
2192         /* Try to find what caused the IRQ */
2193         found = 0;
2194         for (i = 0; i < ppmu->n_counter; ++i) {
2195                 if (!pmc_overflow(val[i]))
2196                         continue;
2197                 if (is_limited_pmc(i + 1))
2198                         continue; /* these won't generate IRQs */
2199                 /*
2200                  * We've found one that's overflowed.  For active
2201                  * counters we need to log this.  For inactive
2202                  * counters, we need to reset it anyway
2203                  */
2204                 found = 1;
2205                 active = 0;
2206                 for (j = 0; j < cpuhw->n_events; ++j) {
2207                         event = cpuhw->event[j];
2208                         if (event->hw.idx == (i + 1)) {
2209                                 active = 1;
2210                                 record_and_restart(event, val[i], regs);
2211                                 break;
2212                         }
2213                 }
2214                 if (!active)
2215                         /* reset non active counters that have overflowed */
2216                         write_pmc(i + 1, 0);
2217         }
2218         if (!found && pvr_version_is(PVR_POWER7)) {
2219                 /* check active counters for special buggy p7 overflow */
2220                 for (i = 0; i < cpuhw->n_events; ++i) {
2221                         event = cpuhw->event[i];
2222                         if (!event->hw.idx || is_limited_pmc(event->hw.idx))
2223                                 continue;
2224                         if (pmc_overflow_power7(val[event->hw.idx - 1])) {
2225                                 /* event has overflowed in a buggy way*/
2226                                 found = 1;
2227                                 record_and_restart(event,
2228                                                    val[event->hw.idx - 1],
2229                                                    regs);
2230                         }
2231                 }
2232         }
2233         if (!found && !nmi && printk_ratelimit())
2234                 printk(KERN_WARNING "Can't find PMC that caused IRQ\n");
2235
2236         /*
2237          * Reset MMCR0 to its normal value.  This will set PMXE and
2238          * clear FC (freeze counters) and PMAO (perf mon alert occurred)
2239          * and thus allow interrupts to occur again.
2240          * XXX might want to use MSR.PM to keep the events frozen until
2241          * we get back out of this interrupt.
2242          */
2243         write_mmcr0(cpuhw, cpuhw->mmcr[0]);
2244
2245         if (nmi)
2246                 nmi_exit();
2247         else
2248                 irq_exit();
2249 }
2250
2251 static void perf_event_interrupt(struct pt_regs *regs)
2252 {
2253         u64 start_clock = sched_clock();
2254
2255         __perf_event_interrupt(regs);
2256         perf_sample_event_took(sched_clock() - start_clock);
2257 }
2258
2259 static int power_pmu_prepare_cpu(unsigned int cpu)
2260 {
2261         struct cpu_hw_events *cpuhw = &per_cpu(cpu_hw_events, cpu);
2262
2263         if (ppmu) {
2264                 memset(cpuhw, 0, sizeof(*cpuhw));
2265                 cpuhw->mmcr[0] = MMCR0_FC;
2266         }
2267         return 0;
2268 }
2269
2270 int register_power_pmu(struct power_pmu *pmu)
2271 {
2272         if (ppmu)
2273                 return -EBUSY;          /* something's already registered */
2274
2275         ppmu = pmu;
2276         pr_info("%s performance monitor hardware support registered\n",
2277                 pmu->name);
2278
2279         power_pmu.attr_groups = ppmu->attr_groups;
2280
2281 #ifdef MSR_HV
2282         /*
2283          * Use FCHV to ignore kernel events if MSR.HV is set.
2284          */
2285         if (mfmsr() & MSR_HV)
2286                 freeze_events_kernel = MMCR0_FCHV;
2287 #endif /* CONFIG_PPC64 */
2288
2289         perf_pmu_register(&power_pmu, "cpu", PERF_TYPE_RAW);
2290         cpuhp_setup_state(CPUHP_PERF_POWER, "perf/powerpc:prepare",
2291                           power_pmu_prepare_cpu, NULL);
2292         return 0;
2293 }
2294
2295 #ifdef CONFIG_PPC64
2296 static int __init init_ppc64_pmu(void)
2297 {
2298         /* run through all the pmu drivers one at a time */
2299         if (!init_power5_pmu())
2300                 return 0;
2301         else if (!init_power5p_pmu())
2302                 return 0;
2303         else if (!init_power6_pmu())
2304                 return 0;
2305         else if (!init_power7_pmu())
2306                 return 0;
2307         else if (!init_power8_pmu())
2308                 return 0;
2309         else if (!init_power9_pmu())
2310                 return 0;
2311         else if (!init_ppc970_pmu())
2312                 return 0;
2313         else
2314                 return init_generic_compat_pmu();
2315 }
2316 early_initcall(init_ppc64_pmu);
2317 #endif