Merge branch 'regulator-5.6' into regulator-linus
[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         return;
522 }
523
524 static bool is_ebb_event(struct perf_event *event)
525 {
526         /*
527          * This could be a per-PMU callback, but we'd rather avoid the cost. We
528          * check that the PMU supports EBB, meaning those that don't can still
529          * use bit 63 of the event code for something else if they wish.
530          */
531         return (ppmu->flags & PPMU_ARCH_207S) &&
532                ((event->attr.config >> PERF_EVENT_CONFIG_EBB_SHIFT) & 1);
533 }
534
535 static int ebb_event_check(struct perf_event *event)
536 {
537         struct perf_event *leader = event->group_leader;
538
539         /* Event and group leader must agree on EBB */
540         if (is_ebb_event(leader) != is_ebb_event(event))
541                 return -EINVAL;
542
543         if (is_ebb_event(event)) {
544                 if (!(event->attach_state & PERF_ATTACH_TASK))
545                         return -EINVAL;
546
547                 if (!leader->attr.pinned || !leader->attr.exclusive)
548                         return -EINVAL;
549
550                 if (event->attr.freq ||
551                     event->attr.inherit ||
552                     event->attr.sample_type ||
553                     event->attr.sample_period ||
554                     event->attr.enable_on_exec)
555                         return -EINVAL;
556         }
557
558         return 0;
559 }
560
561 static void ebb_event_add(struct perf_event *event)
562 {
563         if (!is_ebb_event(event) || current->thread.used_ebb)
564                 return;
565
566         /*
567          * IFF this is the first time we've added an EBB event, set
568          * PMXE in the user MMCR0 so we can detect when it's cleared by
569          * userspace. We need this so that we can context switch while
570          * userspace is in the EBB handler (where PMXE is 0).
571          */
572         current->thread.used_ebb = 1;
573         current->thread.mmcr0 |= MMCR0_PMXE;
574 }
575
576 static void ebb_switch_out(unsigned long mmcr0)
577 {
578         if (!(mmcr0 & MMCR0_EBE))
579                 return;
580
581         current->thread.siar  = mfspr(SPRN_SIAR);
582         current->thread.sier  = mfspr(SPRN_SIER);
583         current->thread.sdar  = mfspr(SPRN_SDAR);
584         current->thread.mmcr0 = mmcr0 & MMCR0_USER_MASK;
585         current->thread.mmcr2 = mfspr(SPRN_MMCR2) & MMCR2_USER_MASK;
586 }
587
588 static unsigned long ebb_switch_in(bool ebb, struct cpu_hw_events *cpuhw)
589 {
590         unsigned long mmcr0 = cpuhw->mmcr[0];
591
592         if (!ebb)
593                 goto out;
594
595         /* Enable EBB and read/write to all 6 PMCs and BHRB for userspace */
596         mmcr0 |= MMCR0_EBE | MMCR0_BHRBA | MMCR0_PMCC_U6;
597
598         /*
599          * Add any bits from the user MMCR0, FC or PMAO. This is compatible
600          * with pmao_restore_workaround() because we may add PMAO but we never
601          * clear it here.
602          */
603         mmcr0 |= current->thread.mmcr0;
604
605         /*
606          * Be careful not to set PMXE if userspace had it cleared. This is also
607          * compatible with pmao_restore_workaround() because it has already
608          * cleared PMXE and we leave PMAO alone.
609          */
610         if (!(current->thread.mmcr0 & MMCR0_PMXE))
611                 mmcr0 &= ~MMCR0_PMXE;
612
613         mtspr(SPRN_SIAR, current->thread.siar);
614         mtspr(SPRN_SIER, current->thread.sier);
615         mtspr(SPRN_SDAR, current->thread.sdar);
616
617         /*
618          * Merge the kernel & user values of MMCR2. The semantics we implement
619          * are that the user MMCR2 can set bits, ie. cause counters to freeze,
620          * but not clear bits. If a task wants to be able to clear bits, ie.
621          * unfreeze counters, it should not set exclude_xxx in its events and
622          * instead manage the MMCR2 entirely by itself.
623          */
624         mtspr(SPRN_MMCR2, cpuhw->mmcr[3] | current->thread.mmcr2);
625 out:
626         return mmcr0;
627 }
628
629 static void pmao_restore_workaround(bool ebb)
630 {
631         unsigned pmcs[6];
632
633         if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_PMAO_BUG))
634                 return;
635
636         /*
637          * On POWER8E there is a hardware defect which affects the PMU context
638          * switch logic, ie. power_pmu_disable/enable().
639          *
640          * When a counter overflows PMXE is cleared and FC/PMAO is set in MMCR0
641          * by the hardware. Sometime later the actual PMU exception is
642          * delivered.
643          *
644          * If we context switch, or simply disable/enable, the PMU prior to the
645          * exception arriving, the exception will be lost when we clear PMAO.
646          *
647          * When we reenable the PMU, we will write the saved MMCR0 with PMAO
648          * set, and this _should_ generate an exception. However because of the
649          * defect no exception is generated when we write PMAO, and we get
650          * stuck with no counters counting but no exception delivered.
651          *
652          * The workaround is to detect this case and tweak the hardware to
653          * create another pending PMU exception.
654          *
655          * We do that by setting up PMC6 (cycles) for an imminent overflow and
656          * enabling the PMU. That causes a new exception to be generated in the
657          * chip, but we don't take it yet because we have interrupts hard
658          * disabled. We then write back the PMU state as we want it to be seen
659          * by the exception handler. When we reenable interrupts the exception
660          * handler will be called and see the correct state.
661          *
662          * The logic is the same for EBB, except that the exception is gated by
663          * us having interrupts hard disabled as well as the fact that we are
664          * not in userspace. The exception is finally delivered when we return
665          * to userspace.
666          */
667
668         /* Only if PMAO is set and PMAO_SYNC is clear */
669         if ((current->thread.mmcr0 & (MMCR0_PMAO | MMCR0_PMAO_SYNC)) != MMCR0_PMAO)
670                 return;
671
672         /* If we're doing EBB, only if BESCR[GE] is set */
673         if (ebb && !(current->thread.bescr & BESCR_GE))
674                 return;
675
676         /*
677          * We are already soft-disabled in power_pmu_enable(). We need to hard
678          * disable to actually prevent the PMU exception from firing.
679          */
680         hard_irq_disable();
681
682         /*
683          * This is a bit gross, but we know we're on POWER8E and have 6 PMCs.
684          * Using read/write_pmc() in a for loop adds 12 function calls and
685          * almost doubles our code size.
686          */
687         pmcs[0] = mfspr(SPRN_PMC1);
688         pmcs[1] = mfspr(SPRN_PMC2);
689         pmcs[2] = mfspr(SPRN_PMC3);
690         pmcs[3] = mfspr(SPRN_PMC4);
691         pmcs[4] = mfspr(SPRN_PMC5);
692         pmcs[5] = mfspr(SPRN_PMC6);
693
694         /* Ensure all freeze bits are unset */
695         mtspr(SPRN_MMCR2, 0);
696
697         /* Set up PMC6 to overflow in one cycle */
698         mtspr(SPRN_PMC6, 0x7FFFFFFE);
699
700         /* Enable exceptions and unfreeze PMC6 */
701         mtspr(SPRN_MMCR0, MMCR0_PMXE | MMCR0_PMCjCE | MMCR0_PMAO);
702
703         /* Now we need to refreeze and restore the PMCs */
704         mtspr(SPRN_MMCR0, MMCR0_FC | MMCR0_PMAO);
705
706         mtspr(SPRN_PMC1, pmcs[0]);
707         mtspr(SPRN_PMC2, pmcs[1]);
708         mtspr(SPRN_PMC3, pmcs[2]);
709         mtspr(SPRN_PMC4, pmcs[3]);
710         mtspr(SPRN_PMC5, pmcs[4]);
711         mtspr(SPRN_PMC6, pmcs[5]);
712 }
713
714 #endif /* CONFIG_PPC64 */
715
716 static void perf_event_interrupt(struct pt_regs *regs);
717
718 /*
719  * Read one performance monitor counter (PMC).
720  */
721 static unsigned long read_pmc(int idx)
722 {
723         unsigned long val;
724
725         switch (idx) {
726         case 1:
727                 val = mfspr(SPRN_PMC1);
728                 break;
729         case 2:
730                 val = mfspr(SPRN_PMC2);
731                 break;
732         case 3:
733                 val = mfspr(SPRN_PMC3);
734                 break;
735         case 4:
736                 val = mfspr(SPRN_PMC4);
737                 break;
738         case 5:
739                 val = mfspr(SPRN_PMC5);
740                 break;
741         case 6:
742                 val = mfspr(SPRN_PMC6);
743                 break;
744 #ifdef CONFIG_PPC64
745         case 7:
746                 val = mfspr(SPRN_PMC7);
747                 break;
748         case 8:
749                 val = mfspr(SPRN_PMC8);
750                 break;
751 #endif /* CONFIG_PPC64 */
752         default:
753                 printk(KERN_ERR "oops trying to read PMC%d\n", idx);
754                 val = 0;
755         }
756         return val;
757 }
758
759 /*
760  * Write one PMC.
761  */
762 static void write_pmc(int idx, unsigned long val)
763 {
764         switch (idx) {
765         case 1:
766                 mtspr(SPRN_PMC1, val);
767                 break;
768         case 2:
769                 mtspr(SPRN_PMC2, val);
770                 break;
771         case 3:
772                 mtspr(SPRN_PMC3, val);
773                 break;
774         case 4:
775                 mtspr(SPRN_PMC4, val);
776                 break;
777         case 5:
778                 mtspr(SPRN_PMC5, val);
779                 break;
780         case 6:
781                 mtspr(SPRN_PMC6, val);
782                 break;
783 #ifdef CONFIG_PPC64
784         case 7:
785                 mtspr(SPRN_PMC7, val);
786                 break;
787         case 8:
788                 mtspr(SPRN_PMC8, val);
789                 break;
790 #endif /* CONFIG_PPC64 */
791         default:
792                 printk(KERN_ERR "oops trying to write PMC%d\n", idx);
793         }
794 }
795
796 /* Called from sysrq_handle_showregs() */
797 void perf_event_print_debug(void)
798 {
799         unsigned long sdar, sier, flags;
800         u32 pmcs[MAX_HWEVENTS];
801         int i;
802
803         if (!ppmu) {
804                 pr_info("Performance monitor hardware not registered.\n");
805                 return;
806         }
807
808         if (!ppmu->n_counter)
809                 return;
810
811         local_irq_save(flags);
812
813         pr_info("CPU: %d PMU registers, ppmu = %s n_counters = %d",
814                  smp_processor_id(), ppmu->name, ppmu->n_counter);
815
816         for (i = 0; i < ppmu->n_counter; i++)
817                 pmcs[i] = read_pmc(i + 1);
818
819         for (; i < MAX_HWEVENTS; i++)
820                 pmcs[i] = 0xdeadbeef;
821
822         pr_info("PMC1:  %08x PMC2: %08x PMC3: %08x PMC4: %08x\n",
823                  pmcs[0], pmcs[1], pmcs[2], pmcs[3]);
824
825         if (ppmu->n_counter > 4)
826                 pr_info("PMC5:  %08x PMC6: %08x PMC7: %08x PMC8: %08x\n",
827                          pmcs[4], pmcs[5], pmcs[6], pmcs[7]);
828
829         pr_info("MMCR0: %016lx MMCR1: %016lx MMCRA: %016lx\n",
830                 mfspr(SPRN_MMCR0), mfspr(SPRN_MMCR1), mfspr(SPRN_MMCRA));
831
832         sdar = sier = 0;
833 #ifdef CONFIG_PPC64
834         sdar = mfspr(SPRN_SDAR);
835
836         if (ppmu->flags & PPMU_HAS_SIER)
837                 sier = mfspr(SPRN_SIER);
838
839         if (ppmu->flags & PPMU_ARCH_207S) {
840                 pr_info("MMCR2: %016lx EBBHR: %016lx\n",
841                         mfspr(SPRN_MMCR2), mfspr(SPRN_EBBHR));
842                 pr_info("EBBRR: %016lx BESCR: %016lx\n",
843                         mfspr(SPRN_EBBRR), mfspr(SPRN_BESCR));
844         }
845 #endif
846         pr_info("SIAR:  %016lx SDAR:  %016lx SIER:  %016lx\n",
847                 mfspr(SPRN_SIAR), sdar, sier);
848
849         local_irq_restore(flags);
850 }
851
852 /*
853  * Check if a set of events can all go on the PMU at once.
854  * If they can't, this will look at alternative codes for the events
855  * and see if any combination of alternative codes is feasible.
856  * The feasible set is returned in event_id[].
857  */
858 static int power_check_constraints(struct cpu_hw_events *cpuhw,
859                                    u64 event_id[], unsigned int cflags[],
860                                    int n_ev)
861 {
862         unsigned long mask, value, nv;
863         unsigned long smasks[MAX_HWEVENTS], svalues[MAX_HWEVENTS];
864         int n_alt[MAX_HWEVENTS], choice[MAX_HWEVENTS];
865         int i, j;
866         unsigned long addf = ppmu->add_fields;
867         unsigned long tadd = ppmu->test_adder;
868         unsigned long grp_mask = ppmu->group_constraint_mask;
869         unsigned long grp_val = ppmu->group_constraint_val;
870
871         if (n_ev > ppmu->n_counter)
872                 return -1;
873
874         /* First see if the events will go on as-is */
875         for (i = 0; i < n_ev; ++i) {
876                 if ((cflags[i] & PPMU_LIMITED_PMC_REQD)
877                     && !ppmu->limited_pmc_event(event_id[i])) {
878                         ppmu->get_alternatives(event_id[i], cflags[i],
879                                                cpuhw->alternatives[i]);
880                         event_id[i] = cpuhw->alternatives[i][0];
881                 }
882                 if (ppmu->get_constraint(event_id[i], &cpuhw->amasks[i][0],
883                                          &cpuhw->avalues[i][0]))
884                         return -1;
885         }
886         value = mask = 0;
887         for (i = 0; i < n_ev; ++i) {
888                 nv = (value | cpuhw->avalues[i][0]) +
889                         (value & cpuhw->avalues[i][0] & addf);
890
891                 if (((((nv + tadd) ^ value) & mask) & (~grp_mask)) != 0)
892                         break;
893
894                 if (((((nv + tadd) ^ cpuhw->avalues[i][0]) & cpuhw->amasks[i][0])
895                         & (~grp_mask)) != 0)
896                         break;
897
898                 value = nv;
899                 mask |= cpuhw->amasks[i][0];
900         }
901         if (i == n_ev) {
902                 if ((value & mask & grp_mask) != (mask & grp_val))
903                         return -1;
904                 else
905                         return 0;       /* all OK */
906         }
907
908         /* doesn't work, gather alternatives... */
909         if (!ppmu->get_alternatives)
910                 return -1;
911         for (i = 0; i < n_ev; ++i) {
912                 choice[i] = 0;
913                 n_alt[i] = ppmu->get_alternatives(event_id[i], cflags[i],
914                                                   cpuhw->alternatives[i]);
915                 for (j = 1; j < n_alt[i]; ++j)
916                         ppmu->get_constraint(cpuhw->alternatives[i][j],
917                                              &cpuhw->amasks[i][j],
918                                              &cpuhw->avalues[i][j]);
919         }
920
921         /* enumerate all possibilities and see if any will work */
922         i = 0;
923         j = -1;
924         value = mask = nv = 0;
925         while (i < n_ev) {
926                 if (j >= 0) {
927                         /* we're backtracking, restore context */
928                         value = svalues[i];
929                         mask = smasks[i];
930                         j = choice[i];
931                 }
932                 /*
933                  * See if any alternative k for event_id i,
934                  * where k > j, will satisfy the constraints.
935                  */
936                 while (++j < n_alt[i]) {
937                         nv = (value | cpuhw->avalues[i][j]) +
938                                 (value & cpuhw->avalues[i][j] & addf);
939                         if ((((nv + tadd) ^ value) & mask) == 0 &&
940                             (((nv + tadd) ^ cpuhw->avalues[i][j])
941                              & cpuhw->amasks[i][j]) == 0)
942                                 break;
943                 }
944                 if (j >= n_alt[i]) {
945                         /*
946                          * No feasible alternative, backtrack
947                          * to event_id i-1 and continue enumerating its
948                          * alternatives from where we got up to.
949                          */
950                         if (--i < 0)
951                                 return -1;
952                 } else {
953                         /*
954                          * Found a feasible alternative for event_id i,
955                          * remember where we got up to with this event_id,
956                          * go on to the next event_id, and start with
957                          * the first alternative for it.
958                          */
959                         choice[i] = j;
960                         svalues[i] = value;
961                         smasks[i] = mask;
962                         value = nv;
963                         mask |= cpuhw->amasks[i][j];
964                         ++i;
965                         j = -1;
966                 }
967         }
968
969         /* OK, we have a feasible combination, tell the caller the solution */
970         for (i = 0; i < n_ev; ++i)
971                 event_id[i] = cpuhw->alternatives[i][choice[i]];
972         return 0;
973 }
974
975 /*
976  * Check if newly-added events have consistent settings for
977  * exclude_{user,kernel,hv} with each other and any previously
978  * added events.
979  */
980 static int check_excludes(struct perf_event **ctrs, unsigned int cflags[],
981                           int n_prev, int n_new)
982 {
983         int eu = 0, ek = 0, eh = 0;
984         int i, n, first;
985         struct perf_event *event;
986
987         /*
988          * If the PMU we're on supports per event exclude settings then we
989          * don't need to do any of this logic. NB. This assumes no PMU has both
990          * per event exclude and limited PMCs.
991          */
992         if (ppmu->flags & PPMU_ARCH_207S)
993                 return 0;
994
995         n = n_prev + n_new;
996         if (n <= 1)
997                 return 0;
998
999         first = 1;
1000         for (i = 0; i < n; ++i) {
1001                 if (cflags[i] & PPMU_LIMITED_PMC_OK) {
1002                         cflags[i] &= ~PPMU_LIMITED_PMC_REQD;
1003                         continue;
1004                 }
1005                 event = ctrs[i];
1006                 if (first) {
1007                         eu = event->attr.exclude_user;
1008                         ek = event->attr.exclude_kernel;
1009                         eh = event->attr.exclude_hv;
1010                         first = 0;
1011                 } else if (event->attr.exclude_user != eu ||
1012                            event->attr.exclude_kernel != ek ||
1013                            event->attr.exclude_hv != eh) {
1014                         return -EAGAIN;
1015                 }
1016         }
1017
1018         if (eu || ek || eh)
1019                 for (i = 0; i < n; ++i)
1020                         if (cflags[i] & PPMU_LIMITED_PMC_OK)
1021                                 cflags[i] |= PPMU_LIMITED_PMC_REQD;
1022
1023         return 0;
1024 }
1025
1026 static u64 check_and_compute_delta(u64 prev, u64 val)
1027 {
1028         u64 delta = (val - prev) & 0xfffffffful;
1029
1030         /*
1031          * POWER7 can roll back counter values, if the new value is smaller
1032          * than the previous value it will cause the delta and the counter to
1033          * have bogus values unless we rolled a counter over.  If a coutner is
1034          * rolled back, it will be smaller, but within 256, which is the maximum
1035          * number of events to rollback at once.  If we detect a rollback
1036          * return 0.  This can lead to a small lack of precision in the
1037          * counters.
1038          */
1039         if (prev > val && (prev - val) < 256)
1040                 delta = 0;
1041
1042         return delta;
1043 }
1044
1045 static void power_pmu_read(struct perf_event *event)
1046 {
1047         s64 val, delta, prev;
1048
1049         if (event->hw.state & PERF_HES_STOPPED)
1050                 return;
1051
1052         if (!event->hw.idx)
1053                 return;
1054
1055         if (is_ebb_event(event)) {
1056                 val = read_pmc(event->hw.idx);
1057                 local64_set(&event->hw.prev_count, val);
1058                 return;
1059         }
1060
1061         /*
1062          * Performance monitor interrupts come even when interrupts
1063          * are soft-disabled, as long as interrupts are hard-enabled.
1064          * Therefore we treat them like NMIs.
1065          */
1066         do {
1067                 prev = local64_read(&event->hw.prev_count);
1068                 barrier();
1069                 val = read_pmc(event->hw.idx);
1070                 delta = check_and_compute_delta(prev, val);
1071                 if (!delta)
1072                         return;
1073         } while (local64_cmpxchg(&event->hw.prev_count, prev, val) != prev);
1074
1075         local64_add(delta, &event->count);
1076
1077         /*
1078          * A number of places program the PMC with (0x80000000 - period_left).
1079          * We never want period_left to be less than 1 because we will program
1080          * the PMC with a value >= 0x800000000 and an edge detected PMC will
1081          * roll around to 0 before taking an exception. We have seen this
1082          * on POWER8.
1083          *
1084          * To fix this, clamp the minimum value of period_left to 1.
1085          */
1086         do {
1087                 prev = local64_read(&event->hw.period_left);
1088                 val = prev - delta;
1089                 if (val < 1)
1090                         val = 1;
1091         } while (local64_cmpxchg(&event->hw.period_left, prev, val) != prev);
1092 }
1093
1094 /*
1095  * On some machines, PMC5 and PMC6 can't be written, don't respect
1096  * the freeze conditions, and don't generate interrupts.  This tells
1097  * us if `event' is using such a PMC.
1098  */
1099 static int is_limited_pmc(int pmcnum)
1100 {
1101         return (ppmu->flags & PPMU_LIMITED_PMC5_6)
1102                 && (pmcnum == 5 || pmcnum == 6);
1103 }
1104
1105 static void freeze_limited_counters(struct cpu_hw_events *cpuhw,
1106                                     unsigned long pmc5, unsigned long pmc6)
1107 {
1108         struct perf_event *event;
1109         u64 val, prev, delta;
1110         int i;
1111
1112         for (i = 0; i < cpuhw->n_limited; ++i) {
1113                 event = cpuhw->limited_counter[i];
1114                 if (!event->hw.idx)
1115                         continue;
1116                 val = (event->hw.idx == 5) ? pmc5 : pmc6;
1117                 prev = local64_read(&event->hw.prev_count);
1118                 event->hw.idx = 0;
1119                 delta = check_and_compute_delta(prev, val);
1120                 if (delta)
1121                         local64_add(delta, &event->count);
1122         }
1123 }
1124
1125 static void thaw_limited_counters(struct cpu_hw_events *cpuhw,
1126                                   unsigned long pmc5, unsigned long pmc6)
1127 {
1128         struct perf_event *event;
1129         u64 val, prev;
1130         int i;
1131
1132         for (i = 0; i < cpuhw->n_limited; ++i) {
1133                 event = cpuhw->limited_counter[i];
1134                 event->hw.idx = cpuhw->limited_hwidx[i];
1135                 val = (event->hw.idx == 5) ? pmc5 : pmc6;
1136                 prev = local64_read(&event->hw.prev_count);
1137                 if (check_and_compute_delta(prev, val))
1138                         local64_set(&event->hw.prev_count, val);
1139                 perf_event_update_userpage(event);
1140         }
1141 }
1142
1143 /*
1144  * Since limited events don't respect the freeze conditions, we
1145  * have to read them immediately after freezing or unfreezing the
1146  * other events.  We try to keep the values from the limited
1147  * events as consistent as possible by keeping the delay (in
1148  * cycles and instructions) between freezing/unfreezing and reading
1149  * the limited events as small and consistent as possible.
1150  * Therefore, if any limited events are in use, we read them
1151  * both, and always in the same order, to minimize variability,
1152  * and do it inside the same asm that writes MMCR0.
1153  */
1154 static void write_mmcr0(struct cpu_hw_events *cpuhw, unsigned long mmcr0)
1155 {
1156         unsigned long pmc5, pmc6;
1157
1158         if (!cpuhw->n_limited) {
1159                 mtspr(SPRN_MMCR0, mmcr0);
1160                 return;
1161         }
1162
1163         /*
1164          * Write MMCR0, then read PMC5 and PMC6 immediately.
1165          * To ensure we don't get a performance monitor interrupt
1166          * between writing MMCR0 and freezing/thawing the limited
1167          * events, we first write MMCR0 with the event overflow
1168          * interrupt enable bits turned off.
1169          */
1170         asm volatile("mtspr %3,%2; mfspr %0,%4; mfspr %1,%5"
1171                      : "=&r" (pmc5), "=&r" (pmc6)
1172                      : "r" (mmcr0 & ~(MMCR0_PMC1CE | MMCR0_PMCjCE)),
1173                        "i" (SPRN_MMCR0),
1174                        "i" (SPRN_PMC5), "i" (SPRN_PMC6));
1175
1176         if (mmcr0 & MMCR0_FC)
1177                 freeze_limited_counters(cpuhw, pmc5, pmc6);
1178         else
1179                 thaw_limited_counters(cpuhw, pmc5, pmc6);
1180
1181         /*
1182          * Write the full MMCR0 including the event overflow interrupt
1183          * enable bits, if necessary.
1184          */
1185         if (mmcr0 & (MMCR0_PMC1CE | MMCR0_PMCjCE))
1186                 mtspr(SPRN_MMCR0, mmcr0);
1187 }
1188
1189 /*
1190  * Disable all events to prevent PMU interrupts and to allow
1191  * events to be added or removed.
1192  */
1193 static void power_pmu_disable(struct pmu *pmu)
1194 {
1195         struct cpu_hw_events *cpuhw;
1196         unsigned long flags, mmcr0, val;
1197
1198         if (!ppmu)
1199                 return;
1200         local_irq_save(flags);
1201         cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_events);
1202
1203         if (!cpuhw->disabled) {
1204                 /*
1205                  * Check if we ever enabled the PMU on this cpu.
1206                  */
1207                 if (!cpuhw->pmcs_enabled) {
1208                         ppc_enable_pmcs();
1209                         cpuhw->pmcs_enabled = 1;
1210                 }
1211
1212                 /*
1213                  * Set the 'freeze counters' bit, clear EBE/BHRBA/PMCC/PMAO/FC56
1214                  */
1215                 val  = mmcr0 = mfspr(SPRN_MMCR0);
1216                 val |= MMCR0_FC;
1217                 val &= ~(MMCR0_EBE | MMCR0_BHRBA | MMCR0_PMCC | MMCR0_PMAO |
1218                          MMCR0_FC56);
1219
1220                 /*
1221                  * The barrier is to make sure the mtspr has been
1222                  * executed and the PMU has frozen the events etc.
1223                  * before we return.
1224                  */
1225                 write_mmcr0(cpuhw, val);
1226                 mb();
1227                 isync();
1228
1229                 /*
1230                  * Disable instruction sampling if it was enabled
1231                  */
1232                 if (cpuhw->mmcr[2] & MMCRA_SAMPLE_ENABLE) {
1233                         mtspr(SPRN_MMCRA,
1234                               cpuhw->mmcr[2] & ~MMCRA_SAMPLE_ENABLE);
1235                         mb();
1236                         isync();
1237                 }
1238
1239                 cpuhw->disabled = 1;
1240                 cpuhw->n_added = 0;
1241
1242                 ebb_switch_out(mmcr0);
1243
1244 #ifdef CONFIG_PPC64
1245                 /*
1246                  * These are readable by userspace, may contain kernel
1247                  * addresses and are not switched by context switch, so clear
1248                  * them now to avoid leaking anything to userspace in general
1249                  * including to another process.
1250                  */
1251                 if (ppmu->flags & PPMU_ARCH_207S) {
1252                         mtspr(SPRN_SDAR, 0);
1253                         mtspr(SPRN_SIAR, 0);
1254                 }
1255 #endif
1256         }
1257
1258         local_irq_restore(flags);
1259 }
1260
1261 /*
1262  * Re-enable all events if disable == 0.
1263  * If we were previously disabled and events were added, then
1264  * put the new config on the PMU.
1265  */
1266 static void power_pmu_enable(struct pmu *pmu)
1267 {
1268         struct perf_event *event;
1269         struct cpu_hw_events *cpuhw;
1270         unsigned long flags;
1271         long i;
1272         unsigned long val, mmcr0;
1273         s64 left;
1274         unsigned int hwc_index[MAX_HWEVENTS];
1275         int n_lim;
1276         int idx;
1277         bool ebb;
1278
1279         if (!ppmu)
1280                 return;
1281         local_irq_save(flags);
1282
1283         cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_events);
1284         if (!cpuhw->disabled)
1285                 goto out;
1286
1287         if (cpuhw->n_events == 0) {
1288                 ppc_set_pmu_inuse(0);
1289                 goto out;
1290         }
1291
1292         cpuhw->disabled = 0;
1293
1294         /*
1295          * EBB requires an exclusive group and all events must have the EBB
1296          * flag set, or not set, so we can just check a single event. Also we
1297          * know we have at least one event.
1298          */
1299         ebb = is_ebb_event(cpuhw->event[0]);
1300
1301         /*
1302          * If we didn't change anything, or only removed events,
1303          * no need to recalculate MMCR* settings and reset the PMCs.
1304          * Just reenable the PMU with the current MMCR* settings
1305          * (possibly updated for removal of events).
1306          */
1307         if (!cpuhw->n_added) {
1308                 mtspr(SPRN_MMCRA, cpuhw->mmcr[2] & ~MMCRA_SAMPLE_ENABLE);
1309                 mtspr(SPRN_MMCR1, cpuhw->mmcr[1]);
1310                 goto out_enable;
1311         }
1312
1313         /*
1314          * Clear all MMCR settings and recompute them for the new set of events.
1315          */
1316         memset(cpuhw->mmcr, 0, sizeof(cpuhw->mmcr));
1317
1318         if (ppmu->compute_mmcr(cpuhw->events, cpuhw->n_events, hwc_index,
1319                                cpuhw->mmcr, cpuhw->event)) {
1320                 /* shouldn't ever get here */
1321                 printk(KERN_ERR "oops compute_mmcr failed\n");
1322                 goto out;
1323         }
1324
1325         if (!(ppmu->flags & PPMU_ARCH_207S)) {
1326                 /*
1327                  * Add in MMCR0 freeze bits corresponding to the attr.exclude_*
1328                  * bits for the first event. We have already checked that all
1329                  * events have the same value for these bits as the first event.
1330                  */
1331                 event = cpuhw->event[0];
1332                 if (event->attr.exclude_user)
1333                         cpuhw->mmcr[0] |= MMCR0_FCP;
1334                 if (event->attr.exclude_kernel)
1335                         cpuhw->mmcr[0] |= freeze_events_kernel;
1336                 if (event->attr.exclude_hv)
1337                         cpuhw->mmcr[0] |= MMCR0_FCHV;
1338         }
1339
1340         /*
1341          * Write the new configuration to MMCR* with the freeze
1342          * bit set and set the hardware events to their initial values.
1343          * Then unfreeze the events.
1344          */
1345         ppc_set_pmu_inuse(1);
1346         mtspr(SPRN_MMCRA, cpuhw->mmcr[2] & ~MMCRA_SAMPLE_ENABLE);
1347         mtspr(SPRN_MMCR1, cpuhw->mmcr[1]);
1348         mtspr(SPRN_MMCR0, (cpuhw->mmcr[0] & ~(MMCR0_PMC1CE | MMCR0_PMCjCE))
1349                                 | MMCR0_FC);
1350         if (ppmu->flags & PPMU_ARCH_207S)
1351                 mtspr(SPRN_MMCR2, cpuhw->mmcr[3]);
1352
1353         /*
1354          * Read off any pre-existing events that need to move
1355          * to another PMC.
1356          */
1357         for (i = 0; i < cpuhw->n_events; ++i) {
1358                 event = cpuhw->event[i];
1359                 if (event->hw.idx && event->hw.idx != hwc_index[i] + 1) {
1360                         power_pmu_read(event);
1361                         write_pmc(event->hw.idx, 0);
1362                         event->hw.idx = 0;
1363                 }
1364         }
1365
1366         /*
1367          * Initialize the PMCs for all the new and moved events.
1368          */
1369         cpuhw->n_limited = n_lim = 0;
1370         for (i = 0; i < cpuhw->n_events; ++i) {
1371                 event = cpuhw->event[i];
1372                 if (event->hw.idx)
1373                         continue;
1374                 idx = hwc_index[i] + 1;
1375                 if (is_limited_pmc(idx)) {
1376                         cpuhw->limited_counter[n_lim] = event;
1377                         cpuhw->limited_hwidx[n_lim] = idx;
1378                         ++n_lim;
1379                         continue;
1380                 }
1381
1382                 if (ebb)
1383                         val = local64_read(&event->hw.prev_count);
1384                 else {
1385                         val = 0;
1386                         if (event->hw.sample_period) {
1387                                 left = local64_read(&event->hw.period_left);
1388                                 if (left < 0x80000000L)
1389                                         val = 0x80000000L - left;
1390                         }
1391                         local64_set(&event->hw.prev_count, val);
1392                 }
1393
1394                 event->hw.idx = idx;
1395                 if (event->hw.state & PERF_HES_STOPPED)
1396                         val = 0;
1397                 write_pmc(idx, val);
1398
1399                 perf_event_update_userpage(event);
1400         }
1401         cpuhw->n_limited = n_lim;
1402         cpuhw->mmcr[0] |= MMCR0_PMXE | MMCR0_FCECE;
1403
1404  out_enable:
1405         pmao_restore_workaround(ebb);
1406
1407         mmcr0 = ebb_switch_in(ebb, cpuhw);
1408
1409         mb();
1410         if (cpuhw->bhrb_users)
1411                 ppmu->config_bhrb(cpuhw->bhrb_filter);
1412
1413         write_mmcr0(cpuhw, mmcr0);
1414
1415         /*
1416          * Enable instruction sampling if necessary
1417          */
1418         if (cpuhw->mmcr[2] & MMCRA_SAMPLE_ENABLE) {
1419                 mb();
1420                 mtspr(SPRN_MMCRA, cpuhw->mmcr[2]);
1421         }
1422
1423  out:
1424
1425         local_irq_restore(flags);
1426 }
1427
1428 static int collect_events(struct perf_event *group, int max_count,
1429                           struct perf_event *ctrs[], u64 *events,
1430                           unsigned int *flags)
1431 {
1432         int n = 0;
1433         struct perf_event *event;
1434
1435         if (group->pmu->task_ctx_nr == perf_hw_context) {
1436                 if (n >= max_count)
1437                         return -1;
1438                 ctrs[n] = group;
1439                 flags[n] = group->hw.event_base;
1440                 events[n++] = group->hw.config;
1441         }
1442         for_each_sibling_event(event, group) {
1443                 if (event->pmu->task_ctx_nr == perf_hw_context &&
1444                     event->state != PERF_EVENT_STATE_OFF) {
1445                         if (n >= max_count)
1446                                 return -1;
1447                         ctrs[n] = event;
1448                         flags[n] = event->hw.event_base;
1449                         events[n++] = event->hw.config;
1450                 }
1451         }
1452         return n;
1453 }
1454
1455 /*
1456  * Add an event to the PMU.
1457  * If all events are not already frozen, then we disable and
1458  * re-enable the PMU in order to get hw_perf_enable to do the
1459  * actual work of reconfiguring the PMU.
1460  */
1461 static int power_pmu_add(struct perf_event *event, int ef_flags)
1462 {
1463         struct cpu_hw_events *cpuhw;
1464         unsigned long flags;
1465         int n0;
1466         int ret = -EAGAIN;
1467
1468         local_irq_save(flags);
1469         perf_pmu_disable(event->pmu);
1470
1471         /*
1472          * Add the event to the list (if there is room)
1473          * and check whether the total set is still feasible.
1474          */
1475         cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_events);
1476         n0 = cpuhw->n_events;
1477         if (n0 >= ppmu->n_counter)
1478                 goto out;
1479         cpuhw->event[n0] = event;
1480         cpuhw->events[n0] = event->hw.config;
1481         cpuhw->flags[n0] = event->hw.event_base;
1482
1483         /*
1484          * This event may have been disabled/stopped in record_and_restart()
1485          * because we exceeded the ->event_limit. If re-starting the event,
1486          * clear the ->hw.state (STOPPED and UPTODATE flags), so the user
1487          * notification is re-enabled.
1488          */
1489         if (!(ef_flags & PERF_EF_START))
1490                 event->hw.state = PERF_HES_STOPPED | PERF_HES_UPTODATE;
1491         else
1492                 event->hw.state = 0;
1493
1494         /*
1495          * If group events scheduling transaction was started,
1496          * skip the schedulability test here, it will be performed
1497          * at commit time(->commit_txn) as a whole
1498          */
1499         if (cpuhw->txn_flags & PERF_PMU_TXN_ADD)
1500                 goto nocheck;
1501
1502         if (check_excludes(cpuhw->event, cpuhw->flags, n0, 1))
1503                 goto out;
1504         if (power_check_constraints(cpuhw, cpuhw->events, cpuhw->flags, n0 + 1))
1505                 goto out;
1506         event->hw.config = cpuhw->events[n0];
1507
1508 nocheck:
1509         ebb_event_add(event);
1510
1511         ++cpuhw->n_events;
1512         ++cpuhw->n_added;
1513
1514         ret = 0;
1515  out:
1516         if (has_branch_stack(event)) {
1517                 power_pmu_bhrb_enable(event);
1518                 cpuhw->bhrb_filter = ppmu->bhrb_filter_map(
1519                                         event->attr.branch_sample_type);
1520         }
1521
1522         perf_pmu_enable(event->pmu);
1523         local_irq_restore(flags);
1524         return ret;
1525 }
1526
1527 /*
1528  * Remove an event from the PMU.
1529  */
1530 static void power_pmu_del(struct perf_event *event, int ef_flags)
1531 {
1532         struct cpu_hw_events *cpuhw;
1533         long i;
1534         unsigned long flags;
1535
1536         local_irq_save(flags);
1537         perf_pmu_disable(event->pmu);
1538
1539         power_pmu_read(event);
1540
1541         cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_events);
1542         for (i = 0; i < cpuhw->n_events; ++i) {
1543                 if (event == cpuhw->event[i]) {
1544                         while (++i < cpuhw->n_events) {
1545                                 cpuhw->event[i-1] = cpuhw->event[i];
1546                                 cpuhw->events[i-1] = cpuhw->events[i];
1547                                 cpuhw->flags[i-1] = cpuhw->flags[i];
1548                         }
1549                         --cpuhw->n_events;
1550                         ppmu->disable_pmc(event->hw.idx - 1, cpuhw->mmcr);
1551                         if (event->hw.idx) {
1552                                 write_pmc(event->hw.idx, 0);
1553                                 event->hw.idx = 0;
1554                         }
1555                         perf_event_update_userpage(event);
1556                         break;
1557                 }
1558         }
1559         for (i = 0; i < cpuhw->n_limited; ++i)
1560                 if (event == cpuhw->limited_counter[i])
1561                         break;
1562         if (i < cpuhw->n_limited) {
1563                 while (++i < cpuhw->n_limited) {
1564                         cpuhw->limited_counter[i-1] = cpuhw->limited_counter[i];
1565                         cpuhw->limited_hwidx[i-1] = cpuhw->limited_hwidx[i];
1566                 }
1567                 --cpuhw->n_limited;
1568         }
1569         if (cpuhw->n_events == 0) {
1570                 /* disable exceptions if no events are running */
1571                 cpuhw->mmcr[0] &= ~(MMCR0_PMXE | MMCR0_FCECE);
1572         }
1573
1574         if (has_branch_stack(event))
1575                 power_pmu_bhrb_disable(event);
1576
1577         perf_pmu_enable(event->pmu);
1578         local_irq_restore(flags);
1579 }
1580
1581 /*
1582  * POWER-PMU does not support disabling individual counters, hence
1583  * program their cycle counter to their max value and ignore the interrupts.
1584  */
1585
1586 static void power_pmu_start(struct perf_event *event, int ef_flags)
1587 {
1588         unsigned long flags;
1589         s64 left;
1590         unsigned long val;
1591
1592         if (!event->hw.idx || !event->hw.sample_period)
1593                 return;
1594
1595         if (!(event->hw.state & PERF_HES_STOPPED))
1596                 return;
1597
1598         if (ef_flags & PERF_EF_RELOAD)
1599                 WARN_ON_ONCE(!(event->hw.state & PERF_HES_UPTODATE));
1600
1601         local_irq_save(flags);
1602         perf_pmu_disable(event->pmu);
1603
1604         event->hw.state = 0;
1605         left = local64_read(&event->hw.period_left);
1606
1607         val = 0;
1608         if (left < 0x80000000L)
1609                 val = 0x80000000L - left;
1610
1611         write_pmc(event->hw.idx, val);
1612
1613         perf_event_update_userpage(event);
1614         perf_pmu_enable(event->pmu);
1615         local_irq_restore(flags);
1616 }
1617
1618 static void power_pmu_stop(struct perf_event *event, int ef_flags)
1619 {
1620         unsigned long flags;
1621
1622         if (!event->hw.idx || !event->hw.sample_period)
1623                 return;
1624
1625         if (event->hw.state & PERF_HES_STOPPED)
1626                 return;
1627
1628         local_irq_save(flags);
1629         perf_pmu_disable(event->pmu);
1630
1631         power_pmu_read(event);
1632         event->hw.state |= PERF_HES_STOPPED | PERF_HES_UPTODATE;
1633         write_pmc(event->hw.idx, 0);
1634
1635         perf_event_update_userpage(event);
1636         perf_pmu_enable(event->pmu);
1637         local_irq_restore(flags);
1638 }
1639
1640 /*
1641  * Start group events scheduling transaction
1642  * Set the flag to make pmu::enable() not perform the
1643  * schedulability test, it will be performed at commit time
1644  *
1645  * We only support PERF_PMU_TXN_ADD transactions. Save the
1646  * transaction flags but otherwise ignore non-PERF_PMU_TXN_ADD
1647  * transactions.
1648  */
1649 static void power_pmu_start_txn(struct pmu *pmu, unsigned int txn_flags)
1650 {
1651         struct cpu_hw_events *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_events);
1652
1653         WARN_ON_ONCE(cpuhw->txn_flags);         /* txn already in flight */
1654
1655         cpuhw->txn_flags = txn_flags;
1656         if (txn_flags & ~PERF_PMU_TXN_ADD)
1657                 return;
1658
1659         perf_pmu_disable(pmu);
1660         cpuhw->n_txn_start = cpuhw->n_events;
1661 }
1662
1663 /*
1664  * Stop group events scheduling transaction
1665  * Clear the flag and pmu::enable() will perform the
1666  * schedulability test.
1667  */
1668 static void power_pmu_cancel_txn(struct pmu *pmu)
1669 {
1670         struct cpu_hw_events *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_events);
1671         unsigned int txn_flags;
1672
1673         WARN_ON_ONCE(!cpuhw->txn_flags);        /* no txn in flight */
1674
1675         txn_flags = cpuhw->txn_flags;
1676         cpuhw->txn_flags = 0;
1677         if (txn_flags & ~PERF_PMU_TXN_ADD)
1678                 return;
1679
1680         perf_pmu_enable(pmu);
1681 }
1682
1683 /*
1684  * Commit group events scheduling transaction
1685  * Perform the group schedulability test as a whole
1686  * Return 0 if success
1687  */
1688 static int power_pmu_commit_txn(struct pmu *pmu)
1689 {
1690         struct cpu_hw_events *cpuhw;
1691         long i, n;
1692
1693         if (!ppmu)
1694                 return -EAGAIN;
1695
1696         cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_events);
1697         WARN_ON_ONCE(!cpuhw->txn_flags);        /* no txn in flight */
1698
1699         if (cpuhw->txn_flags & ~PERF_PMU_TXN_ADD) {
1700                 cpuhw->txn_flags = 0;
1701                 return 0;
1702         }
1703
1704         n = cpuhw->n_events;
1705         if (check_excludes(cpuhw->event, cpuhw->flags, 0, n))
1706                 return -EAGAIN;
1707         i = power_check_constraints(cpuhw, cpuhw->events, cpuhw->flags, n);
1708         if (i < 0)
1709                 return -EAGAIN;
1710
1711         for (i = cpuhw->n_txn_start; i < n; ++i)
1712                 cpuhw->event[i]->hw.config = cpuhw->events[i];
1713
1714         cpuhw->txn_flags = 0;
1715         perf_pmu_enable(pmu);
1716         return 0;
1717 }
1718
1719 /*
1720  * Return 1 if we might be able to put event on a limited PMC,
1721  * or 0 if not.
1722  * An event can only go on a limited PMC if it counts something
1723  * that a limited PMC can count, doesn't require interrupts, and
1724  * doesn't exclude any processor mode.
1725  */
1726 static int can_go_on_limited_pmc(struct perf_event *event, u64 ev,
1727                                  unsigned int flags)
1728 {
1729         int n;
1730         u64 alt[MAX_EVENT_ALTERNATIVES];
1731
1732         if (event->attr.exclude_user
1733             || event->attr.exclude_kernel
1734             || event->attr.exclude_hv
1735             || event->attr.sample_period)
1736                 return 0;
1737
1738         if (ppmu->limited_pmc_event(ev))
1739                 return 1;
1740
1741         /*
1742          * The requested event_id isn't on a limited PMC already;
1743          * see if any alternative code goes on a limited PMC.
1744          */
1745         if (!ppmu->get_alternatives)
1746                 return 0;
1747
1748         flags |= PPMU_LIMITED_PMC_OK | PPMU_LIMITED_PMC_REQD;
1749         n = ppmu->get_alternatives(ev, flags, alt);
1750
1751         return n > 0;
1752 }
1753
1754 /*
1755  * Find an alternative event_id that goes on a normal PMC, if possible,
1756  * and return the event_id code, or 0 if there is no such alternative.
1757  * (Note: event_id code 0 is "don't count" on all machines.)
1758  */
1759 static u64 normal_pmc_alternative(u64 ev, unsigned long flags)
1760 {
1761         u64 alt[MAX_EVENT_ALTERNATIVES];
1762         int n;
1763
1764         flags &= ~(PPMU_LIMITED_PMC_OK | PPMU_LIMITED_PMC_REQD);
1765         n = ppmu->get_alternatives(ev, flags, alt);
1766         if (!n)
1767                 return 0;
1768         return alt[0];
1769 }
1770
1771 /* Number of perf_events counting hardware events */
1772 static atomic_t num_events;
1773 /* Used to avoid races in calling reserve/release_pmc_hardware */
1774 static DEFINE_MUTEX(pmc_reserve_mutex);
1775
1776 /*
1777  * Release the PMU if this is the last perf_event.
1778  */
1779 static void hw_perf_event_destroy(struct perf_event *event)
1780 {
1781         if (!atomic_add_unless(&num_events, -1, 1)) {
1782                 mutex_lock(&pmc_reserve_mutex);
1783                 if (atomic_dec_return(&num_events) == 0)
1784                         release_pmc_hardware();
1785                 mutex_unlock(&pmc_reserve_mutex);
1786         }
1787 }
1788
1789 /*
1790  * Translate a generic cache event_id config to a raw event_id code.
1791  */
1792 static int hw_perf_cache_event(u64 config, u64 *eventp)
1793 {
1794         unsigned long type, op, result;
1795         int ev;
1796
1797         if (!ppmu->cache_events)
1798                 return -EINVAL;
1799
1800         /* unpack config */
1801         type = config & 0xff;
1802         op = (config >> 8) & 0xff;
1803         result = (config >> 16) & 0xff;
1804
1805         if (type >= PERF_COUNT_HW_CACHE_MAX ||
1806             op >= PERF_COUNT_HW_CACHE_OP_MAX ||
1807             result >= PERF_COUNT_HW_CACHE_RESULT_MAX)
1808                 return -EINVAL;
1809
1810         ev = (*ppmu->cache_events)[type][op][result];
1811         if (ev == 0)
1812                 return -EOPNOTSUPP;
1813         if (ev == -1)
1814                 return -EINVAL;
1815         *eventp = ev;
1816         return 0;
1817 }
1818
1819 static bool is_event_blacklisted(u64 ev)
1820 {
1821         int i;
1822
1823         for (i=0; i < ppmu->n_blacklist_ev; i++) {
1824                 if (ppmu->blacklist_ev[i] == ev)
1825                         return true;
1826         }
1827
1828         return false;
1829 }
1830
1831 static int power_pmu_event_init(struct perf_event *event)
1832 {
1833         u64 ev;
1834         unsigned long flags;
1835         struct perf_event *ctrs[MAX_HWEVENTS];
1836         u64 events[MAX_HWEVENTS];
1837         unsigned int cflags[MAX_HWEVENTS];
1838         int n;
1839         int err;
1840         struct cpu_hw_events *cpuhw;
1841         u64 bhrb_filter;
1842
1843         if (!ppmu)
1844                 return -ENOENT;
1845
1846         if (has_branch_stack(event)) {
1847                 /* PMU has BHRB enabled */
1848                 if (!(ppmu->flags & PPMU_ARCH_207S))
1849                         return -EOPNOTSUPP;
1850         }
1851
1852         switch (event->attr.type) {
1853         case PERF_TYPE_HARDWARE:
1854                 ev = event->attr.config;
1855                 if (ev >= ppmu->n_generic || ppmu->generic_events[ev] == 0)
1856                         return -EOPNOTSUPP;
1857
1858                 if (ppmu->blacklist_ev && is_event_blacklisted(ev))
1859                         return -EINVAL;
1860                 ev = ppmu->generic_events[ev];
1861                 break;
1862         case PERF_TYPE_HW_CACHE:
1863                 err = hw_perf_cache_event(event->attr.config, &ev);
1864                 if (err)
1865                         return err;
1866
1867                 if (ppmu->blacklist_ev && is_event_blacklisted(ev))
1868                         return -EINVAL;
1869                 break;
1870         case PERF_TYPE_RAW:
1871                 ev = event->attr.config;
1872
1873                 if (ppmu->blacklist_ev && is_event_blacklisted(ev))
1874                         return -EINVAL;
1875                 break;
1876         default:
1877                 return -ENOENT;
1878         }
1879
1880         event->hw.config_base = ev;
1881         event->hw.idx = 0;
1882
1883         /*
1884          * If we are not running on a hypervisor, force the
1885          * exclude_hv bit to 0 so that we don't care what
1886          * the user set it to.
1887          */
1888         if (!firmware_has_feature(FW_FEATURE_LPAR))
1889                 event->attr.exclude_hv = 0;
1890
1891         /*
1892          * If this is a per-task event, then we can use
1893          * PM_RUN_* events interchangeably with their non RUN_*
1894          * equivalents, e.g. PM_RUN_CYC instead of PM_CYC.
1895          * XXX we should check if the task is an idle task.
1896          */
1897         flags = 0;
1898         if (event->attach_state & PERF_ATTACH_TASK)
1899                 flags |= PPMU_ONLY_COUNT_RUN;
1900
1901         /*
1902          * If this machine has limited events, check whether this
1903          * event_id could go on a limited event.
1904          */
1905         if (ppmu->flags & PPMU_LIMITED_PMC5_6) {
1906                 if (can_go_on_limited_pmc(event, ev, flags)) {
1907                         flags |= PPMU_LIMITED_PMC_OK;
1908                 } else if (ppmu->limited_pmc_event(ev)) {
1909                         /*
1910                          * The requested event_id is on a limited PMC,
1911                          * but we can't use a limited PMC; see if any
1912                          * alternative goes on a normal PMC.
1913                          */
1914                         ev = normal_pmc_alternative(ev, flags);
1915                         if (!ev)
1916                                 return -EINVAL;
1917                 }
1918         }
1919
1920         /* Extra checks for EBB */
1921         err = ebb_event_check(event);
1922         if (err)
1923                 return err;
1924
1925         /*
1926          * If this is in a group, check if it can go on with all the
1927          * other hardware events in the group.  We assume the event
1928          * hasn't been linked into its leader's sibling list at this point.
1929          */
1930         n = 0;
1931         if (event->group_leader != event) {
1932                 n = collect_events(event->group_leader, ppmu->n_counter - 1,
1933                                    ctrs, events, cflags);
1934                 if (n < 0)
1935                         return -EINVAL;
1936         }
1937         events[n] = ev;
1938         ctrs[n] = event;
1939         cflags[n] = flags;
1940         if (check_excludes(ctrs, cflags, n, 1))
1941                 return -EINVAL;
1942
1943         cpuhw = &get_cpu_var(cpu_hw_events);
1944         err = power_check_constraints(cpuhw, events, cflags, n + 1);
1945
1946         if (has_branch_stack(event)) {
1947                 bhrb_filter = ppmu->bhrb_filter_map(
1948                                         event->attr.branch_sample_type);
1949
1950                 if (bhrb_filter == -1) {
1951                         put_cpu_var(cpu_hw_events);
1952                         return -EOPNOTSUPP;
1953                 }
1954                 cpuhw->bhrb_filter = bhrb_filter;
1955         }
1956
1957         put_cpu_var(cpu_hw_events);
1958         if (err)
1959                 return -EINVAL;
1960
1961         event->hw.config = events[n];
1962         event->hw.event_base = cflags[n];
1963         event->hw.last_period = event->hw.sample_period;
1964         local64_set(&event->hw.period_left, event->hw.last_period);
1965
1966         /*
1967          * For EBB events we just context switch the PMC value, we don't do any
1968          * of the sample_period logic. We use hw.prev_count for this.
1969          */
1970         if (is_ebb_event(event))
1971                 local64_set(&event->hw.prev_count, 0);
1972
1973         /*
1974          * See if we need to reserve the PMU.
1975          * If no events are currently in use, then we have to take a
1976          * mutex to ensure that we don't race with another task doing
1977          * reserve_pmc_hardware or release_pmc_hardware.
1978          */
1979         err = 0;
1980         if (!atomic_inc_not_zero(&num_events)) {
1981                 mutex_lock(&pmc_reserve_mutex);
1982                 if (atomic_read(&num_events) == 0 &&
1983                     reserve_pmc_hardware(perf_event_interrupt))
1984                         err = -EBUSY;
1985                 else
1986                         atomic_inc(&num_events);
1987                 mutex_unlock(&pmc_reserve_mutex);
1988         }
1989         event->destroy = hw_perf_event_destroy;
1990
1991         return err;
1992 }
1993
1994 static int power_pmu_event_idx(struct perf_event *event)
1995 {
1996         return event->hw.idx;
1997 }
1998
1999 ssize_t power_events_sysfs_show(struct device *dev,
2000                                 struct device_attribute *attr, char *page)
2001 {
2002         struct perf_pmu_events_attr *pmu_attr;
2003
2004         pmu_attr = container_of(attr, struct perf_pmu_events_attr, attr);
2005
2006         return sprintf(page, "event=0x%02llx\n", pmu_attr->id);
2007 }
2008
2009 static struct pmu power_pmu = {
2010         .pmu_enable     = power_pmu_enable,
2011         .pmu_disable    = power_pmu_disable,
2012         .event_init     = power_pmu_event_init,
2013         .add            = power_pmu_add,
2014         .del            = power_pmu_del,
2015         .start          = power_pmu_start,
2016         .stop           = power_pmu_stop,
2017         .read           = power_pmu_read,
2018         .start_txn      = power_pmu_start_txn,
2019         .cancel_txn     = power_pmu_cancel_txn,
2020         .commit_txn     = power_pmu_commit_txn,
2021         .event_idx      = power_pmu_event_idx,
2022         .sched_task     = power_pmu_sched_task,
2023 };
2024
2025 /*
2026  * A counter has overflowed; update its count and record
2027  * things if requested.  Note that interrupts are hard-disabled
2028  * here so there is no possibility of being interrupted.
2029  */
2030 static void record_and_restart(struct perf_event *event, unsigned long val,
2031                                struct pt_regs *regs)
2032 {
2033         u64 period = event->hw.sample_period;
2034         s64 prev, delta, left;
2035         int record = 0;
2036
2037         if (event->hw.state & PERF_HES_STOPPED) {
2038                 write_pmc(event->hw.idx, 0);
2039                 return;
2040         }
2041
2042         /* we don't have to worry about interrupts here */
2043         prev = local64_read(&event->hw.prev_count);
2044         delta = check_and_compute_delta(prev, val);
2045         local64_add(delta, &event->count);
2046
2047         /*
2048          * See if the total period for this event has expired,
2049          * and update for the next period.
2050          */
2051         val = 0;
2052         left = local64_read(&event->hw.period_left) - delta;
2053         if (delta == 0)
2054                 left++;
2055         if (period) {
2056                 if (left <= 0) {
2057                         left += period;
2058                         if (left <= 0)
2059                                 left = period;
2060                         record = siar_valid(regs);
2061                         event->hw.last_period = event->hw.sample_period;
2062                 }
2063                 if (left < 0x80000000LL)
2064                         val = 0x80000000LL - left;
2065         }
2066
2067         write_pmc(event->hw.idx, val);
2068         local64_set(&event->hw.prev_count, val);
2069         local64_set(&event->hw.period_left, left);
2070         perf_event_update_userpage(event);
2071
2072         /*
2073          * Finally record data if requested.
2074          */
2075         if (record) {
2076                 struct perf_sample_data data;
2077
2078                 perf_sample_data_init(&data, ~0ULL, event->hw.last_period);
2079
2080                 if (event->attr.sample_type &
2081                     (PERF_SAMPLE_ADDR | PERF_SAMPLE_PHYS_ADDR))
2082                         perf_get_data_addr(event, regs, &data.addr);
2083
2084                 if (event->attr.sample_type & PERF_SAMPLE_BRANCH_STACK) {
2085                         struct cpu_hw_events *cpuhw;
2086                         cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_events);
2087                         power_pmu_bhrb_read(event, cpuhw);
2088                         data.br_stack = &cpuhw->bhrb_stack;
2089                 }
2090
2091                 if (event->attr.sample_type & PERF_SAMPLE_DATA_SRC &&
2092                                                 ppmu->get_mem_data_src)
2093                         ppmu->get_mem_data_src(&data.data_src, ppmu->flags, regs);
2094
2095                 if (event->attr.sample_type & PERF_SAMPLE_WEIGHT &&
2096                                                 ppmu->get_mem_weight)
2097                         ppmu->get_mem_weight(&data.weight);
2098
2099                 if (perf_event_overflow(event, &data, regs))
2100                         power_pmu_stop(event, 0);
2101         }
2102 }
2103
2104 /*
2105  * Called from generic code to get the misc flags (i.e. processor mode)
2106  * for an event_id.
2107  */
2108 unsigned long perf_misc_flags(struct pt_regs *regs)
2109 {
2110         u32 flags = perf_get_misc_flags(regs);
2111
2112         if (flags)
2113                 return flags;
2114         return user_mode(regs) ? PERF_RECORD_MISC_USER :
2115                 PERF_RECORD_MISC_KERNEL;
2116 }
2117
2118 /*
2119  * Called from generic code to get the instruction pointer
2120  * for an event_id.
2121  */
2122 unsigned long perf_instruction_pointer(struct pt_regs *regs)
2123 {
2124         bool use_siar = regs_use_siar(regs);
2125
2126         if (use_siar && siar_valid(regs))
2127                 return mfspr(SPRN_SIAR) + perf_ip_adjust(regs);
2128         else if (use_siar)
2129                 return 0;               // no valid instruction pointer
2130         else
2131                 return regs->nip;
2132 }
2133
2134 static bool pmc_overflow_power7(unsigned long val)
2135 {
2136         /*
2137          * Events on POWER7 can roll back if a speculative event doesn't
2138          * eventually complete. Unfortunately in some rare cases they will
2139          * raise a performance monitor exception. We need to catch this to
2140          * ensure we reset the PMC. In all cases the PMC will be 256 or less
2141          * cycles from overflow.
2142          *
2143          * We only do this if the first pass fails to find any overflowing
2144          * PMCs because a user might set a period of less than 256 and we
2145          * don't want to mistakenly reset them.
2146          */
2147         if ((0x80000000 - val) <= 256)
2148                 return true;
2149
2150         return false;
2151 }
2152
2153 static bool pmc_overflow(unsigned long val)
2154 {
2155         if ((int)val < 0)
2156                 return true;
2157
2158         return false;
2159 }
2160
2161 /*
2162  * Performance monitor interrupt stuff
2163  */
2164 static void __perf_event_interrupt(struct pt_regs *regs)
2165 {
2166         int i, j;
2167         struct cpu_hw_events *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_events);
2168         struct perf_event *event;
2169         unsigned long val[8];
2170         int found, active;
2171         int nmi;
2172
2173         if (cpuhw->n_limited)
2174                 freeze_limited_counters(cpuhw, mfspr(SPRN_PMC5),
2175                                         mfspr(SPRN_PMC6));
2176
2177         perf_read_regs(regs);
2178
2179         nmi = perf_intr_is_nmi(regs);
2180         if (nmi)
2181                 nmi_enter();
2182         else
2183                 irq_enter();
2184
2185         /* Read all the PMCs since we'll need them a bunch of times */
2186         for (i = 0; i < ppmu->n_counter; ++i)
2187                 val[i] = read_pmc(i + 1);
2188
2189         /* Try to find what caused the IRQ */
2190         found = 0;
2191         for (i = 0; i < ppmu->n_counter; ++i) {
2192                 if (!pmc_overflow(val[i]))
2193                         continue;
2194                 if (is_limited_pmc(i + 1))
2195                         continue; /* these won't generate IRQs */
2196                 /*
2197                  * We've found one that's overflowed.  For active
2198                  * counters we need to log this.  For inactive
2199                  * counters, we need to reset it anyway
2200                  */
2201                 found = 1;
2202                 active = 0;
2203                 for (j = 0; j < cpuhw->n_events; ++j) {
2204                         event = cpuhw->event[j];
2205                         if (event->hw.idx == (i + 1)) {
2206                                 active = 1;
2207                                 record_and_restart(event, val[i], regs);
2208                                 break;
2209                         }
2210                 }
2211                 if (!active)
2212                         /* reset non active counters that have overflowed */
2213                         write_pmc(i + 1, 0);
2214         }
2215         if (!found && pvr_version_is(PVR_POWER7)) {
2216                 /* check active counters for special buggy p7 overflow */
2217                 for (i = 0; i < cpuhw->n_events; ++i) {
2218                         event = cpuhw->event[i];
2219                         if (!event->hw.idx || is_limited_pmc(event->hw.idx))
2220                                 continue;
2221                         if (pmc_overflow_power7(val[event->hw.idx - 1])) {
2222                                 /* event has overflowed in a buggy way*/
2223                                 found = 1;
2224                                 record_and_restart(event,
2225                                                    val[event->hw.idx - 1],
2226                                                    regs);
2227                         }
2228                 }
2229         }
2230         if (!found && !nmi && printk_ratelimit())
2231                 printk(KERN_WARNING "Can't find PMC that caused IRQ\n");
2232
2233         /*
2234          * Reset MMCR0 to its normal value.  This will set PMXE and
2235          * clear FC (freeze counters) and PMAO (perf mon alert occurred)
2236          * and thus allow interrupts to occur again.
2237          * XXX might want to use MSR.PM to keep the events frozen until
2238          * we get back out of this interrupt.
2239          */
2240         write_mmcr0(cpuhw, cpuhw->mmcr[0]);
2241
2242         if (nmi)
2243                 nmi_exit();
2244         else
2245                 irq_exit();
2246 }
2247
2248 static void perf_event_interrupt(struct pt_regs *regs)
2249 {
2250         u64 start_clock = sched_clock();
2251
2252         __perf_event_interrupt(regs);
2253         perf_sample_event_took(sched_clock() - start_clock);
2254 }
2255
2256 static int power_pmu_prepare_cpu(unsigned int cpu)
2257 {
2258         struct cpu_hw_events *cpuhw = &per_cpu(cpu_hw_events, cpu);
2259
2260         if (ppmu) {
2261                 memset(cpuhw, 0, sizeof(*cpuhw));
2262                 cpuhw->mmcr[0] = MMCR0_FC;
2263         }
2264         return 0;
2265 }
2266
2267 int register_power_pmu(struct power_pmu *pmu)
2268 {
2269         if (ppmu)
2270                 return -EBUSY;          /* something's already registered */
2271
2272         ppmu = pmu;
2273         pr_info("%s performance monitor hardware support registered\n",
2274                 pmu->name);
2275
2276         power_pmu.attr_groups = ppmu->attr_groups;
2277
2278 #ifdef MSR_HV
2279         /*
2280          * Use FCHV to ignore kernel events if MSR.HV is set.
2281          */
2282         if (mfmsr() & MSR_HV)
2283                 freeze_events_kernel = MMCR0_FCHV;
2284 #endif /* CONFIG_PPC64 */
2285
2286         perf_pmu_register(&power_pmu, "cpu", PERF_TYPE_RAW);
2287         cpuhp_setup_state(CPUHP_PERF_POWER, "perf/powerpc:prepare",
2288                           power_pmu_prepare_cpu, NULL);
2289         return 0;
2290 }
2291
2292 #ifdef CONFIG_PPC64
2293 static int __init init_ppc64_pmu(void)
2294 {
2295         /* run through all the pmu drivers one at a time */
2296         if (!init_power5_pmu())
2297                 return 0;
2298         else if (!init_power5p_pmu())
2299                 return 0;
2300         else if (!init_power6_pmu())
2301                 return 0;
2302         else if (!init_power7_pmu())
2303                 return 0;
2304         else if (!init_power8_pmu())
2305                 return 0;
2306         else if (!init_power9_pmu())
2307                 return 0;
2308         else if (!init_ppc970_pmu())
2309                 return 0;
2310         else
2311                 return init_generic_compat_pmu();
2312 }
2313 early_initcall(init_ppc64_pmu);
2314 #endif