clk: uniphier: Fix fixed-rate initialization
[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 #include <asm/hw_irq.h>
21 #include <asm/interrupt.h>
22
23 #ifdef CONFIG_PPC64
24 #include "internal.h"
25 #endif
26
27 #define BHRB_MAX_ENTRIES        32
28 #define BHRB_TARGET             0x0000000000000002
29 #define BHRB_PREDICTION         0x0000000000000001
30 #define BHRB_EA                 0xFFFFFFFFFFFFFFFCUL
31
32 struct cpu_hw_events {
33         int n_events;
34         int n_percpu;
35         int disabled;
36         int n_added;
37         int n_limited;
38         u8  pmcs_enabled;
39         struct perf_event *event[MAX_HWEVENTS];
40         u64 events[MAX_HWEVENTS];
41         unsigned int flags[MAX_HWEVENTS];
42         struct mmcr_regs mmcr;
43         struct perf_event *limited_counter[MAX_LIMITED_HWCOUNTERS];
44         u8  limited_hwidx[MAX_LIMITED_HWCOUNTERS];
45         u64 alternatives[MAX_HWEVENTS][MAX_EVENT_ALTERNATIVES];
46         unsigned long amasks[MAX_HWEVENTS][MAX_EVENT_ALTERNATIVES];
47         unsigned long avalues[MAX_HWEVENTS][MAX_EVENT_ALTERNATIVES];
48
49         unsigned int txn_flags;
50         int n_txn_start;
51
52         /* BHRB bits */
53         u64                             bhrb_filter;    /* BHRB HW branch filter */
54         unsigned int                    bhrb_users;
55         void                            *bhrb_context;
56         struct  perf_branch_stack       bhrb_stack;
57         struct  perf_branch_entry       bhrb_entries[BHRB_MAX_ENTRIES];
58         u64                             ic_init;
59
60         /* Store the PMC values */
61         unsigned long pmcs[MAX_HWEVENTS];
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  * Also 32-bit doesn't have MMCR3, SIER2 and SIER3.
81  * Define them as zero knowing that any code path accessing
82  * these registers (via mtspr/mfspr) are done under ppmu flag
83  * check for PPMU_ARCH_31 and we will not enter that code path
84  * for 32-bit.
85  */
86 #ifdef CONFIG_PPC32
87
88 #define MMCR0_FCHV              0
89 #define MMCR0_PMCjCE            MMCR0_PMCnCE
90 #define MMCR0_FC56              0
91 #define MMCR0_PMAO              0
92 #define MMCR0_EBE               0
93 #define MMCR0_BHRBA             0
94 #define MMCR0_PMCC              0
95 #define MMCR0_PMCC_U6           0
96
97 #define SPRN_MMCRA              SPRN_MMCR2
98 #define SPRN_MMCR3              0
99 #define SPRN_SIER2              0
100 #define SPRN_SIER3              0
101 #define MMCRA_SAMPLE_ENABLE     0
102 #define MMCRA_BHRB_DISABLE     0
103 #define MMCR0_PMCCEXT           0
104
105 static inline unsigned long perf_ip_adjust(struct pt_regs *regs)
106 {
107         return 0;
108 }
109 static inline void perf_get_data_addr(struct perf_event *event, struct pt_regs *regs, u64 *addrp) { }
110 static inline u32 perf_get_misc_flags(struct pt_regs *regs)
111 {
112         return 0;
113 }
114 static inline void perf_read_regs(struct pt_regs *regs)
115 {
116         regs->result = 0;
117 }
118
119 static inline int siar_valid(struct pt_regs *regs)
120 {
121         return 1;
122 }
123
124 static bool is_ebb_event(struct perf_event *event) { return false; }
125 static int ebb_event_check(struct perf_event *event) { return 0; }
126 static void ebb_event_add(struct perf_event *event) { }
127 static void ebb_switch_out(unsigned long mmcr0) { }
128 static unsigned long ebb_switch_in(bool ebb, struct cpu_hw_events *cpuhw)
129 {
130         return cpuhw->mmcr.mmcr0;
131 }
132
133 static inline void power_pmu_bhrb_enable(struct perf_event *event) {}
134 static inline void power_pmu_bhrb_disable(struct perf_event *event) {}
135 static void power_pmu_sched_task(struct perf_event_context *ctx, bool sched_in) {}
136 static inline void power_pmu_bhrb_read(struct perf_event *event, struct cpu_hw_events *cpuhw) {}
137 static void pmao_restore_workaround(bool ebb) { }
138 #endif /* CONFIG_PPC32 */
139
140 bool is_sier_available(void)
141 {
142         if (!ppmu)
143                 return false;
144
145         if (ppmu->flags & PPMU_HAS_SIER)
146                 return true;
147
148         return false;
149 }
150
151 /*
152  * Return PMC value corresponding to the
153  * index passed.
154  */
155 unsigned long get_pmcs_ext_regs(int idx)
156 {
157         struct cpu_hw_events *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_events);
158
159         return cpuhw->pmcs[idx];
160 }
161
162 static bool regs_use_siar(struct pt_regs *regs)
163 {
164         /*
165          * When we take a performance monitor exception the regs are setup
166          * using perf_read_regs() which overloads some fields, in particular
167          * regs->result to tell us whether to use SIAR.
168          *
169          * However if the regs are from another exception, eg. a syscall, then
170          * they have not been setup using perf_read_regs() and so regs->result
171          * is something random.
172          */
173         return ((TRAP(regs) == INTERRUPT_PERFMON) && regs->result);
174 }
175
176 /*
177  * Things that are specific to 64-bit implementations.
178  */
179 #ifdef CONFIG_PPC64
180
181 static inline unsigned long perf_ip_adjust(struct pt_regs *regs)
182 {
183         unsigned long mmcra = regs->dsisr;
184
185         if ((ppmu->flags & PPMU_HAS_SSLOT) && (mmcra & MMCRA_SAMPLE_ENABLE)) {
186                 unsigned long slot = (mmcra & MMCRA_SLOT) >> MMCRA_SLOT_SHIFT;
187                 if (slot > 1)
188                         return 4 * (slot - 1);
189         }
190
191         return 0;
192 }
193
194 /*
195  * The user wants a data address recorded.
196  * If we're not doing instruction sampling, give them the SDAR
197  * (sampled data address).  If we are doing instruction sampling, then
198  * only give them the SDAR if it corresponds to the instruction
199  * pointed to by SIAR; this is indicated by the [POWER6_]MMCRA_SDSYNC, the
200  * [POWER7P_]MMCRA_SDAR_VALID bit in MMCRA, or the SDAR_VALID bit in SIER.
201  */
202 static inline void perf_get_data_addr(struct perf_event *event, struct pt_regs *regs, u64 *addrp)
203 {
204         unsigned long mmcra = regs->dsisr;
205         bool sdar_valid;
206
207         if (ppmu->flags & PPMU_HAS_SIER)
208                 sdar_valid = regs->dar & SIER_SDAR_VALID;
209         else {
210                 unsigned long sdsync;
211
212                 if (ppmu->flags & PPMU_SIAR_VALID)
213                         sdsync = POWER7P_MMCRA_SDAR_VALID;
214                 else if (ppmu->flags & PPMU_ALT_SIPR)
215                         sdsync = POWER6_MMCRA_SDSYNC;
216                 else if (ppmu->flags & PPMU_NO_SIAR)
217                         sdsync = MMCRA_SAMPLE_ENABLE;
218                 else
219                         sdsync = MMCRA_SDSYNC;
220
221                 sdar_valid = mmcra & sdsync;
222         }
223
224         if (!(mmcra & MMCRA_SAMPLE_ENABLE) || sdar_valid)
225                 *addrp = mfspr(SPRN_SDAR);
226
227         if (is_kernel_addr(mfspr(SPRN_SDAR)) && event->attr.exclude_kernel)
228                 *addrp = 0;
229 }
230
231 static bool regs_sihv(struct pt_regs *regs)
232 {
233         unsigned long sihv = MMCRA_SIHV;
234
235         if (ppmu->flags & PPMU_HAS_SIER)
236                 return !!(regs->dar & SIER_SIHV);
237
238         if (ppmu->flags & PPMU_ALT_SIPR)
239                 sihv = POWER6_MMCRA_SIHV;
240
241         return !!(regs->dsisr & sihv);
242 }
243
244 static bool regs_sipr(struct pt_regs *regs)
245 {
246         unsigned long sipr = MMCRA_SIPR;
247
248         if (ppmu->flags & PPMU_HAS_SIER)
249                 return !!(regs->dar & SIER_SIPR);
250
251         if (ppmu->flags & PPMU_ALT_SIPR)
252                 sipr = POWER6_MMCRA_SIPR;
253
254         return !!(regs->dsisr & sipr);
255 }
256
257 static inline u32 perf_flags_from_msr(struct pt_regs *regs)
258 {
259         if (regs->msr & MSR_PR)
260                 return PERF_RECORD_MISC_USER;
261         if ((regs->msr & MSR_HV) && freeze_events_kernel != MMCR0_FCHV)
262                 return PERF_RECORD_MISC_HYPERVISOR;
263         return PERF_RECORD_MISC_KERNEL;
264 }
265
266 static inline u32 perf_get_misc_flags(struct pt_regs *regs)
267 {
268         bool use_siar = regs_use_siar(regs);
269         unsigned long mmcra = regs->dsisr;
270         int marked = mmcra & MMCRA_SAMPLE_ENABLE;
271
272         if (!use_siar)
273                 return perf_flags_from_msr(regs);
274
275         /*
276          * Check the address in SIAR to identify the
277          * privilege levels since the SIER[MSR_HV, MSR_PR]
278          * bits are not set for marked events in power10
279          * DD1.
280          */
281         if (marked && (ppmu->flags & PPMU_P10_DD1)) {
282                 unsigned long siar = mfspr(SPRN_SIAR);
283                 if (siar) {
284                         if (is_kernel_addr(siar))
285                                 return PERF_RECORD_MISC_KERNEL;
286                         return PERF_RECORD_MISC_USER;
287                 } else {
288                         if (is_kernel_addr(regs->nip))
289                                 return PERF_RECORD_MISC_KERNEL;
290                         return PERF_RECORD_MISC_USER;
291                 }
292         }
293
294         /*
295          * If we don't have flags in MMCRA, rather than using
296          * the MSR, we intuit the flags from the address in
297          * SIAR which should give slightly more reliable
298          * results
299          */
300         if (ppmu->flags & PPMU_NO_SIPR) {
301                 unsigned long siar = mfspr(SPRN_SIAR);
302                 if (is_kernel_addr(siar))
303                         return PERF_RECORD_MISC_KERNEL;
304                 return PERF_RECORD_MISC_USER;
305         }
306
307         /* PR has priority over HV, so order below is important */
308         if (regs_sipr(regs))
309                 return PERF_RECORD_MISC_USER;
310
311         if (regs_sihv(regs) && (freeze_events_kernel != MMCR0_FCHV))
312                 return PERF_RECORD_MISC_HYPERVISOR;
313
314         return PERF_RECORD_MISC_KERNEL;
315 }
316
317 /*
318  * Overload regs->dsisr to store MMCRA so we only need to read it once
319  * on each interrupt.
320  * Overload regs->dar to store SIER if we have it.
321  * Overload regs->result to specify whether we should use the MSR (result
322  * is zero) or the SIAR (result is non zero).
323  */
324 static inline void perf_read_regs(struct pt_regs *regs)
325 {
326         unsigned long mmcra = mfspr(SPRN_MMCRA);
327         int marked = mmcra & MMCRA_SAMPLE_ENABLE;
328         int use_siar;
329
330         regs->dsisr = mmcra;
331
332         if (ppmu->flags & PPMU_HAS_SIER)
333                 regs->dar = mfspr(SPRN_SIER);
334
335         /*
336          * If this isn't a PMU exception (eg a software event) the SIAR is
337          * not valid. Use pt_regs.
338          *
339          * If it is a marked event use the SIAR.
340          *
341          * If the PMU doesn't update the SIAR for non marked events use
342          * pt_regs.
343          *
344          * If regs is a kernel interrupt, always use SIAR. Some PMUs have an
345          * issue with regs_sipr not being in synch with SIAR in interrupt entry
346          * and return sequences, which can result in regs_sipr being true for
347          * kernel interrupts and SIAR, which has the effect of causing samples
348          * to pile up at mtmsrd MSR[EE] 0->1 or pending irq replay around
349          * interrupt entry/exit.
350          *
351          * If the PMU has HV/PR flags then check to see if they
352          * place the exception in userspace. If so, use pt_regs. In
353          * continuous sampling mode the SIAR and the PMU exception are
354          * not synchronised, so they may be many instructions apart.
355          * This can result in confusing backtraces. We still want
356          * hypervisor samples as well as samples in the kernel with
357          * interrupts off hence the userspace check.
358          */
359         if (TRAP(regs) != INTERRUPT_PERFMON)
360                 use_siar = 0;
361         else if ((ppmu->flags & PPMU_NO_SIAR))
362                 use_siar = 0;
363         else if (marked)
364                 use_siar = 1;
365         else if ((ppmu->flags & PPMU_NO_CONT_SAMPLING))
366                 use_siar = 0;
367         else if (!user_mode(regs))
368                 use_siar = 1;
369         else if (!(ppmu->flags & PPMU_NO_SIPR) && regs_sipr(regs))
370                 use_siar = 0;
371         else
372                 use_siar = 1;
373
374         regs->result = use_siar;
375 }
376
377 /*
378  * On processors like P7+ that have the SIAR-Valid bit, marked instructions
379  * must be sampled only if the SIAR-valid bit is set.
380  *
381  * For unmarked instructions and for processors that don't have the SIAR-Valid
382  * bit, assume that SIAR is valid.
383  */
384 static inline int siar_valid(struct pt_regs *regs)
385 {
386         unsigned long mmcra = regs->dsisr;
387         int marked = mmcra & MMCRA_SAMPLE_ENABLE;
388
389         if (marked) {
390                 /*
391                  * SIER[SIAR_VALID] is not set for some
392                  * marked events on power10 DD1, so drop
393                  * the check for SIER[SIAR_VALID] and return true.
394                  */
395                 if (ppmu->flags & PPMU_P10_DD1)
396                         return 0x1;
397                 else if (ppmu->flags & PPMU_HAS_SIER)
398                         return regs->dar & SIER_SIAR_VALID;
399
400                 if (ppmu->flags & PPMU_SIAR_VALID)
401                         return mmcra & POWER7P_MMCRA_SIAR_VALID;
402         }
403
404         return 1;
405 }
406
407
408 /* Reset all possible BHRB entries */
409 static void power_pmu_bhrb_reset(void)
410 {
411         asm volatile(PPC_CLRBHRB);
412 }
413
414 static void power_pmu_bhrb_enable(struct perf_event *event)
415 {
416         struct cpu_hw_events *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_events);
417
418         if (!ppmu->bhrb_nr)
419                 return;
420
421         /* Clear BHRB if we changed task context to avoid data leaks */
422         if (event->ctx->task && cpuhw->bhrb_context != event->ctx) {
423                 power_pmu_bhrb_reset();
424                 cpuhw->bhrb_context = event->ctx;
425         }
426         cpuhw->bhrb_users++;
427         perf_sched_cb_inc(event->ctx->pmu);
428 }
429
430 static void power_pmu_bhrb_disable(struct perf_event *event)
431 {
432         struct cpu_hw_events *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_events);
433
434         if (!ppmu->bhrb_nr)
435                 return;
436
437         WARN_ON_ONCE(!cpuhw->bhrb_users);
438         cpuhw->bhrb_users--;
439         perf_sched_cb_dec(event->ctx->pmu);
440
441         if (!cpuhw->disabled && !cpuhw->bhrb_users) {
442                 /* BHRB cannot be turned off when other
443                  * events are active on the PMU.
444                  */
445
446                 /* avoid stale pointer */
447                 cpuhw->bhrb_context = NULL;
448         }
449 }
450
451 /* Called from ctxsw to prevent one process's branch entries to
452  * mingle with the other process's entries during context switch.
453  */
454 static void power_pmu_sched_task(struct perf_event_context *ctx, bool sched_in)
455 {
456         if (!ppmu->bhrb_nr)
457                 return;
458
459         if (sched_in)
460                 power_pmu_bhrb_reset();
461 }
462 /* Calculate the to address for a branch */
463 static __u64 power_pmu_bhrb_to(u64 addr)
464 {
465         unsigned int instr;
466         __u64 target;
467
468         if (is_kernel_addr(addr)) {
469                 if (copy_from_kernel_nofault(&instr, (void *)addr,
470                                 sizeof(instr)))
471                         return 0;
472
473                 return branch_target(&instr);
474         }
475
476         /* Userspace: need copy instruction here then translate it */
477         if (copy_from_user_nofault(&instr, (unsigned int __user *)addr,
478                         sizeof(instr)))
479                 return 0;
480
481         target = branch_target(&instr);
482         if ((!target) || (instr & BRANCH_ABSOLUTE))
483                 return target;
484
485         /* Translate relative branch target from kernel to user address */
486         return target - (unsigned long)&instr + addr;
487 }
488
489 /* Processing BHRB entries */
490 static void power_pmu_bhrb_read(struct perf_event *event, struct cpu_hw_events *cpuhw)
491 {
492         u64 val;
493         u64 addr;
494         int r_index, u_index, pred;
495
496         r_index = 0;
497         u_index = 0;
498         while (r_index < ppmu->bhrb_nr) {
499                 /* Assembly read function */
500                 val = read_bhrb(r_index++);
501                 if (!val)
502                         /* Terminal marker: End of valid BHRB entries */
503                         break;
504                 else {
505                         addr = val & BHRB_EA;
506                         pred = val & BHRB_PREDICTION;
507
508                         if (!addr)
509                                 /* invalid entry */
510                                 continue;
511
512                         /*
513                          * BHRB rolling buffer could very much contain the kernel
514                          * addresses at this point. Check the privileges before
515                          * exporting it to userspace (avoid exposure of regions
516                          * where we could have speculative execution)
517                          * Incase of ISA v3.1, BHRB will capture only user-space
518                          * addresses, hence include a check before filtering code
519                          */
520                         if (!(ppmu->flags & PPMU_ARCH_31) &&
521                             is_kernel_addr(addr) && event->attr.exclude_kernel)
522                                 continue;
523
524                         /* Branches are read most recent first (ie. mfbhrb 0 is
525                          * the most recent branch).
526                          * There are two types of valid entries:
527                          * 1) a target entry which is the to address of a
528                          *    computed goto like a blr,bctr,btar.  The next
529                          *    entry read from the bhrb will be branch
530                          *    corresponding to this target (ie. the actual
531                          *    blr/bctr/btar instruction).
532                          * 2) a from address which is an actual branch.  If a
533                          *    target entry proceeds this, then this is the
534                          *    matching branch for that target.  If this is not
535                          *    following a target entry, then this is a branch
536                          *    where the target is given as an immediate field
537                          *    in the instruction (ie. an i or b form branch).
538                          *    In this case we need to read the instruction from
539                          *    memory to determine the target/to address.
540                          */
541
542                         if (val & BHRB_TARGET) {
543                                 /* Target branches use two entries
544                                  * (ie. computed gotos/XL form)
545                                  */
546                                 cpuhw->bhrb_entries[u_index].to = addr;
547                                 cpuhw->bhrb_entries[u_index].mispred = pred;
548                                 cpuhw->bhrb_entries[u_index].predicted = ~pred;
549
550                                 /* Get from address in next entry */
551                                 val = read_bhrb(r_index++);
552                                 addr = val & BHRB_EA;
553                                 if (val & BHRB_TARGET) {
554                                         /* Shouldn't have two targets in a
555                                            row.. Reset index and try again */
556                                         r_index--;
557                                         addr = 0;
558                                 }
559                                 cpuhw->bhrb_entries[u_index].from = addr;
560                         } else {
561                                 /* Branches to immediate field 
562                                    (ie I or B form) */
563                                 cpuhw->bhrb_entries[u_index].from = addr;
564                                 cpuhw->bhrb_entries[u_index].to =
565                                         power_pmu_bhrb_to(addr);
566                                 cpuhw->bhrb_entries[u_index].mispred = pred;
567                                 cpuhw->bhrb_entries[u_index].predicted = ~pred;
568                         }
569                         u_index++;
570
571                 }
572         }
573         cpuhw->bhrb_stack.nr = u_index;
574         cpuhw->bhrb_stack.hw_idx = -1ULL;
575         return;
576 }
577
578 static bool is_ebb_event(struct perf_event *event)
579 {
580         /*
581          * This could be a per-PMU callback, but we'd rather avoid the cost. We
582          * check that the PMU supports EBB, meaning those that don't can still
583          * use bit 63 of the event code for something else if they wish.
584          */
585         return (ppmu->flags & PPMU_ARCH_207S) &&
586                ((event->attr.config >> PERF_EVENT_CONFIG_EBB_SHIFT) & 1);
587 }
588
589 static int ebb_event_check(struct perf_event *event)
590 {
591         struct perf_event *leader = event->group_leader;
592
593         /* Event and group leader must agree on EBB */
594         if (is_ebb_event(leader) != is_ebb_event(event))
595                 return -EINVAL;
596
597         if (is_ebb_event(event)) {
598                 if (!(event->attach_state & PERF_ATTACH_TASK))
599                         return -EINVAL;
600
601                 if (!leader->attr.pinned || !leader->attr.exclusive)
602                         return -EINVAL;
603
604                 if (event->attr.freq ||
605                     event->attr.inherit ||
606                     event->attr.sample_type ||
607                     event->attr.sample_period ||
608                     event->attr.enable_on_exec)
609                         return -EINVAL;
610         }
611
612         return 0;
613 }
614
615 static void ebb_event_add(struct perf_event *event)
616 {
617         if (!is_ebb_event(event) || current->thread.used_ebb)
618                 return;
619
620         /*
621          * IFF this is the first time we've added an EBB event, set
622          * PMXE in the user MMCR0 so we can detect when it's cleared by
623          * userspace. We need this so that we can context switch while
624          * userspace is in the EBB handler (where PMXE is 0).
625          */
626         current->thread.used_ebb = 1;
627         current->thread.mmcr0 |= MMCR0_PMXE;
628 }
629
630 static void ebb_switch_out(unsigned long mmcr0)
631 {
632         if (!(mmcr0 & MMCR0_EBE))
633                 return;
634
635         current->thread.siar  = mfspr(SPRN_SIAR);
636         current->thread.sier  = mfspr(SPRN_SIER);
637         current->thread.sdar  = mfspr(SPRN_SDAR);
638         current->thread.mmcr0 = mmcr0 & MMCR0_USER_MASK;
639         current->thread.mmcr2 = mfspr(SPRN_MMCR2) & MMCR2_USER_MASK;
640         if (ppmu->flags & PPMU_ARCH_31) {
641                 current->thread.mmcr3 = mfspr(SPRN_MMCR3);
642                 current->thread.sier2 = mfspr(SPRN_SIER2);
643                 current->thread.sier3 = mfspr(SPRN_SIER3);
644         }
645 }
646
647 static unsigned long ebb_switch_in(bool ebb, struct cpu_hw_events *cpuhw)
648 {
649         unsigned long mmcr0 = cpuhw->mmcr.mmcr0;
650
651         if (!ebb)
652                 goto out;
653
654         /* Enable EBB and read/write to all 6 PMCs and BHRB for userspace */
655         mmcr0 |= MMCR0_EBE | MMCR0_BHRBA | MMCR0_PMCC_U6;
656
657         /*
658          * Add any bits from the user MMCR0, FC or PMAO. This is compatible
659          * with pmao_restore_workaround() because we may add PMAO but we never
660          * clear it here.
661          */
662         mmcr0 |= current->thread.mmcr0;
663
664         /*
665          * Be careful not to set PMXE if userspace had it cleared. This is also
666          * compatible with pmao_restore_workaround() because it has already
667          * cleared PMXE and we leave PMAO alone.
668          */
669         if (!(current->thread.mmcr0 & MMCR0_PMXE))
670                 mmcr0 &= ~MMCR0_PMXE;
671
672         mtspr(SPRN_SIAR, current->thread.siar);
673         mtspr(SPRN_SIER, current->thread.sier);
674         mtspr(SPRN_SDAR, current->thread.sdar);
675
676         /*
677          * Merge the kernel & user values of MMCR2. The semantics we implement
678          * are that the user MMCR2 can set bits, ie. cause counters to freeze,
679          * but not clear bits. If a task wants to be able to clear bits, ie.
680          * unfreeze counters, it should not set exclude_xxx in its events and
681          * instead manage the MMCR2 entirely by itself.
682          */
683         mtspr(SPRN_MMCR2, cpuhw->mmcr.mmcr2 | current->thread.mmcr2);
684
685         if (ppmu->flags & PPMU_ARCH_31) {
686                 mtspr(SPRN_MMCR3, current->thread.mmcr3);
687                 mtspr(SPRN_SIER2, current->thread.sier2);
688                 mtspr(SPRN_SIER3, current->thread.sier3);
689         }
690 out:
691         return mmcr0;
692 }
693
694 static void pmao_restore_workaround(bool ebb)
695 {
696         unsigned pmcs[6];
697
698         if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_PMAO_BUG))
699                 return;
700
701         /*
702          * On POWER8E there is a hardware defect which affects the PMU context
703          * switch logic, ie. power_pmu_disable/enable().
704          *
705          * When a counter overflows PMXE is cleared and FC/PMAO is set in MMCR0
706          * by the hardware. Sometime later the actual PMU exception is
707          * delivered.
708          *
709          * If we context switch, or simply disable/enable, the PMU prior to the
710          * exception arriving, the exception will be lost when we clear PMAO.
711          *
712          * When we reenable the PMU, we will write the saved MMCR0 with PMAO
713          * set, and this _should_ generate an exception. However because of the
714          * defect no exception is generated when we write PMAO, and we get
715          * stuck with no counters counting but no exception delivered.
716          *
717          * The workaround is to detect this case and tweak the hardware to
718          * create another pending PMU exception.
719          *
720          * We do that by setting up PMC6 (cycles) for an imminent overflow and
721          * enabling the PMU. That causes a new exception to be generated in the
722          * chip, but we don't take it yet because we have interrupts hard
723          * disabled. We then write back the PMU state as we want it to be seen
724          * by the exception handler. When we reenable interrupts the exception
725          * handler will be called and see the correct state.
726          *
727          * The logic is the same for EBB, except that the exception is gated by
728          * us having interrupts hard disabled as well as the fact that we are
729          * not in userspace. The exception is finally delivered when we return
730          * to userspace.
731          */
732
733         /* Only if PMAO is set and PMAO_SYNC is clear */
734         if ((current->thread.mmcr0 & (MMCR0_PMAO | MMCR0_PMAO_SYNC)) != MMCR0_PMAO)
735                 return;
736
737         /* If we're doing EBB, only if BESCR[GE] is set */
738         if (ebb && !(current->thread.bescr & BESCR_GE))
739                 return;
740
741         /*
742          * We are already soft-disabled in power_pmu_enable(). We need to hard
743          * disable to actually prevent the PMU exception from firing.
744          */
745         hard_irq_disable();
746
747         /*
748          * This is a bit gross, but we know we're on POWER8E and have 6 PMCs.
749          * Using read/write_pmc() in a for loop adds 12 function calls and
750          * almost doubles our code size.
751          */
752         pmcs[0] = mfspr(SPRN_PMC1);
753         pmcs[1] = mfspr(SPRN_PMC2);
754         pmcs[2] = mfspr(SPRN_PMC3);
755         pmcs[3] = mfspr(SPRN_PMC4);
756         pmcs[4] = mfspr(SPRN_PMC5);
757         pmcs[5] = mfspr(SPRN_PMC6);
758
759         /* Ensure all freeze bits are unset */
760         mtspr(SPRN_MMCR2, 0);
761
762         /* Set up PMC6 to overflow in one cycle */
763         mtspr(SPRN_PMC6, 0x7FFFFFFE);
764
765         /* Enable exceptions and unfreeze PMC6 */
766         mtspr(SPRN_MMCR0, MMCR0_PMXE | MMCR0_PMCjCE | MMCR0_PMAO);
767
768         /* Now we need to refreeze and restore the PMCs */
769         mtspr(SPRN_MMCR0, MMCR0_FC | MMCR0_PMAO);
770
771         mtspr(SPRN_PMC1, pmcs[0]);
772         mtspr(SPRN_PMC2, pmcs[1]);
773         mtspr(SPRN_PMC3, pmcs[2]);
774         mtspr(SPRN_PMC4, pmcs[3]);
775         mtspr(SPRN_PMC5, pmcs[4]);
776         mtspr(SPRN_PMC6, pmcs[5]);
777 }
778
779 #endif /* CONFIG_PPC64 */
780
781 static void perf_event_interrupt(struct pt_regs *regs);
782
783 /*
784  * Read one performance monitor counter (PMC).
785  */
786 static unsigned long read_pmc(int idx)
787 {
788         unsigned long val;
789
790         switch (idx) {
791         case 1:
792                 val = mfspr(SPRN_PMC1);
793                 break;
794         case 2:
795                 val = mfspr(SPRN_PMC2);
796                 break;
797         case 3:
798                 val = mfspr(SPRN_PMC3);
799                 break;
800         case 4:
801                 val = mfspr(SPRN_PMC4);
802                 break;
803         case 5:
804                 val = mfspr(SPRN_PMC5);
805                 break;
806         case 6:
807                 val = mfspr(SPRN_PMC6);
808                 break;
809 #ifdef CONFIG_PPC64
810         case 7:
811                 val = mfspr(SPRN_PMC7);
812                 break;
813         case 8:
814                 val = mfspr(SPRN_PMC8);
815                 break;
816 #endif /* CONFIG_PPC64 */
817         default:
818                 printk(KERN_ERR "oops trying to read PMC%d\n", idx);
819                 val = 0;
820         }
821         return val;
822 }
823
824 /*
825  * Write one PMC.
826  */
827 static void write_pmc(int idx, unsigned long val)
828 {
829         switch (idx) {
830         case 1:
831                 mtspr(SPRN_PMC1, val);
832                 break;
833         case 2:
834                 mtspr(SPRN_PMC2, val);
835                 break;
836         case 3:
837                 mtspr(SPRN_PMC3, val);
838                 break;
839         case 4:
840                 mtspr(SPRN_PMC4, val);
841                 break;
842         case 5:
843                 mtspr(SPRN_PMC5, val);
844                 break;
845         case 6:
846                 mtspr(SPRN_PMC6, val);
847                 break;
848 #ifdef CONFIG_PPC64
849         case 7:
850                 mtspr(SPRN_PMC7, val);
851                 break;
852         case 8:
853                 mtspr(SPRN_PMC8, val);
854                 break;
855 #endif /* CONFIG_PPC64 */
856         default:
857                 printk(KERN_ERR "oops trying to write PMC%d\n", idx);
858         }
859 }
860
861 static int any_pmc_overflown(struct cpu_hw_events *cpuhw)
862 {
863         int i, idx;
864
865         for (i = 0; i < cpuhw->n_events; i++) {
866                 idx = cpuhw->event[i]->hw.idx;
867                 if ((idx) && ((int)read_pmc(idx) < 0))
868                         return idx;
869         }
870
871         return 0;
872 }
873
874 /* Called from sysrq_handle_showregs() */
875 void perf_event_print_debug(void)
876 {
877         unsigned long sdar, sier, flags;
878         u32 pmcs[MAX_HWEVENTS];
879         int i;
880
881         if (!ppmu) {
882                 pr_info("Performance monitor hardware not registered.\n");
883                 return;
884         }
885
886         if (!ppmu->n_counter)
887                 return;
888
889         local_irq_save(flags);
890
891         pr_info("CPU: %d PMU registers, ppmu = %s n_counters = %d",
892                  smp_processor_id(), ppmu->name, ppmu->n_counter);
893
894         for (i = 0; i < ppmu->n_counter; i++)
895                 pmcs[i] = read_pmc(i + 1);
896
897         for (; i < MAX_HWEVENTS; i++)
898                 pmcs[i] = 0xdeadbeef;
899
900         pr_info("PMC1:  %08x PMC2: %08x PMC3: %08x PMC4: %08x\n",
901                  pmcs[0], pmcs[1], pmcs[2], pmcs[3]);
902
903         if (ppmu->n_counter > 4)
904                 pr_info("PMC5:  %08x PMC6: %08x PMC7: %08x PMC8: %08x\n",
905                          pmcs[4], pmcs[5], pmcs[6], pmcs[7]);
906
907         pr_info("MMCR0: %016lx MMCR1: %016lx MMCRA: %016lx\n",
908                 mfspr(SPRN_MMCR0), mfspr(SPRN_MMCR1), mfspr(SPRN_MMCRA));
909
910         sdar = sier = 0;
911 #ifdef CONFIG_PPC64
912         sdar = mfspr(SPRN_SDAR);
913
914         if (ppmu->flags & PPMU_HAS_SIER)
915                 sier = mfspr(SPRN_SIER);
916
917         if (ppmu->flags & PPMU_ARCH_207S) {
918                 pr_info("MMCR2: %016lx EBBHR: %016lx\n",
919                         mfspr(SPRN_MMCR2), mfspr(SPRN_EBBHR));
920                 pr_info("EBBRR: %016lx BESCR: %016lx\n",
921                         mfspr(SPRN_EBBRR), mfspr(SPRN_BESCR));
922         }
923
924         if (ppmu->flags & PPMU_ARCH_31) {
925                 pr_info("MMCR3: %016lx SIER2: %016lx SIER3: %016lx\n",
926                         mfspr(SPRN_MMCR3), mfspr(SPRN_SIER2), mfspr(SPRN_SIER3));
927         }
928 #endif
929         pr_info("SIAR:  %016lx SDAR:  %016lx SIER:  %016lx\n",
930                 mfspr(SPRN_SIAR), sdar, sier);
931
932         local_irq_restore(flags);
933 }
934
935 /*
936  * Check if a set of events can all go on the PMU at once.
937  * If they can't, this will look at alternative codes for the events
938  * and see if any combination of alternative codes is feasible.
939  * The feasible set is returned in event_id[].
940  */
941 static int power_check_constraints(struct cpu_hw_events *cpuhw,
942                                    u64 event_id[], unsigned int cflags[],
943                                    int n_ev, struct perf_event **event)
944 {
945         unsigned long mask, value, nv;
946         unsigned long smasks[MAX_HWEVENTS], svalues[MAX_HWEVENTS];
947         int n_alt[MAX_HWEVENTS], choice[MAX_HWEVENTS];
948         int i, j;
949         unsigned long addf = ppmu->add_fields;
950         unsigned long tadd = ppmu->test_adder;
951         unsigned long grp_mask = ppmu->group_constraint_mask;
952         unsigned long grp_val = ppmu->group_constraint_val;
953
954         if (n_ev > ppmu->n_counter)
955                 return -1;
956
957         /* First see if the events will go on as-is */
958         for (i = 0; i < n_ev; ++i) {
959                 if ((cflags[i] & PPMU_LIMITED_PMC_REQD)
960                     && !ppmu->limited_pmc_event(event_id[i])) {
961                         ppmu->get_alternatives(event_id[i], cflags[i],
962                                                cpuhw->alternatives[i]);
963                         event_id[i] = cpuhw->alternatives[i][0];
964                 }
965                 if (ppmu->get_constraint(event_id[i], &cpuhw->amasks[i][0],
966                                          &cpuhw->avalues[i][0], event[i]->attr.config1))
967                         return -1;
968         }
969         value = mask = 0;
970         for (i = 0; i < n_ev; ++i) {
971                 nv = (value | cpuhw->avalues[i][0]) +
972                         (value & cpuhw->avalues[i][0] & addf);
973
974                 if (((((nv + tadd) ^ value) & mask) & (~grp_mask)) != 0)
975                         break;
976
977                 if (((((nv + tadd) ^ cpuhw->avalues[i][0]) & cpuhw->amasks[i][0])
978                         & (~grp_mask)) != 0)
979                         break;
980
981                 value = nv;
982                 mask |= cpuhw->amasks[i][0];
983         }
984         if (i == n_ev) {
985                 if ((value & mask & grp_mask) != (mask & grp_val))
986                         return -1;
987                 else
988                         return 0;       /* all OK */
989         }
990
991         /* doesn't work, gather alternatives... */
992         if (!ppmu->get_alternatives)
993                 return -1;
994         for (i = 0; i < n_ev; ++i) {
995                 choice[i] = 0;
996                 n_alt[i] = ppmu->get_alternatives(event_id[i], cflags[i],
997                                                   cpuhw->alternatives[i]);
998                 for (j = 1; j < n_alt[i]; ++j)
999                         ppmu->get_constraint(cpuhw->alternatives[i][j],
1000                                              &cpuhw->amasks[i][j],
1001                                              &cpuhw->avalues[i][j],
1002                                              event[i]->attr.config1);
1003         }
1004
1005         /* enumerate all possibilities and see if any will work */
1006         i = 0;
1007         j = -1;
1008         value = mask = nv = 0;
1009         while (i < n_ev) {
1010                 if (j >= 0) {
1011                         /* we're backtracking, restore context */
1012                         value = svalues[i];
1013                         mask = smasks[i];
1014                         j = choice[i];
1015                 }
1016                 /*
1017                  * See if any alternative k for event_id i,
1018                  * where k > j, will satisfy the constraints.
1019                  */
1020                 while (++j < n_alt[i]) {
1021                         nv = (value | cpuhw->avalues[i][j]) +
1022                                 (value & cpuhw->avalues[i][j] & addf);
1023                         if ((((nv + tadd) ^ value) & mask) == 0 &&
1024                             (((nv + tadd) ^ cpuhw->avalues[i][j])
1025                              & cpuhw->amasks[i][j]) == 0)
1026                                 break;
1027                 }
1028                 if (j >= n_alt[i]) {
1029                         /*
1030                          * No feasible alternative, backtrack
1031                          * to event_id i-1 and continue enumerating its
1032                          * alternatives from where we got up to.
1033                          */
1034                         if (--i < 0)
1035                                 return -1;
1036                 } else {
1037                         /*
1038                          * Found a feasible alternative for event_id i,
1039                          * remember where we got up to with this event_id,
1040                          * go on to the next event_id, and start with
1041                          * the first alternative for it.
1042                          */
1043                         choice[i] = j;
1044                         svalues[i] = value;
1045                         smasks[i] = mask;
1046                         value = nv;
1047                         mask |= cpuhw->amasks[i][j];
1048                         ++i;
1049                         j = -1;
1050                 }
1051         }
1052
1053         /* OK, we have a feasible combination, tell the caller the solution */
1054         for (i = 0; i < n_ev; ++i)
1055                 event_id[i] = cpuhw->alternatives[i][choice[i]];
1056         return 0;
1057 }
1058
1059 /*
1060  * Check if newly-added events have consistent settings for
1061  * exclude_{user,kernel,hv} with each other and any previously
1062  * added events.
1063  */
1064 static int check_excludes(struct perf_event **ctrs, unsigned int cflags[],
1065                           int n_prev, int n_new)
1066 {
1067         int eu = 0, ek = 0, eh = 0;
1068         int i, n, first;
1069         struct perf_event *event;
1070
1071         /*
1072          * If the PMU we're on supports per event exclude settings then we
1073          * don't need to do any of this logic. NB. This assumes no PMU has both
1074          * per event exclude and limited PMCs.
1075          */
1076         if (ppmu->flags & PPMU_ARCH_207S)
1077                 return 0;
1078
1079         n = n_prev + n_new;
1080         if (n <= 1)
1081                 return 0;
1082
1083         first = 1;
1084         for (i = 0; i < n; ++i) {
1085                 if (cflags[i] & PPMU_LIMITED_PMC_OK) {
1086                         cflags[i] &= ~PPMU_LIMITED_PMC_REQD;
1087                         continue;
1088                 }
1089                 event = ctrs[i];
1090                 if (first) {
1091                         eu = event->attr.exclude_user;
1092                         ek = event->attr.exclude_kernel;
1093                         eh = event->attr.exclude_hv;
1094                         first = 0;
1095                 } else if (event->attr.exclude_user != eu ||
1096                            event->attr.exclude_kernel != ek ||
1097                            event->attr.exclude_hv != eh) {
1098                         return -EAGAIN;
1099                 }
1100         }
1101
1102         if (eu || ek || eh)
1103                 for (i = 0; i < n; ++i)
1104                         if (cflags[i] & PPMU_LIMITED_PMC_OK)
1105                                 cflags[i] |= PPMU_LIMITED_PMC_REQD;
1106
1107         return 0;
1108 }
1109
1110 static u64 check_and_compute_delta(u64 prev, u64 val)
1111 {
1112         u64 delta = (val - prev) & 0xfffffffful;
1113
1114         /*
1115          * POWER7 can roll back counter values, if the new value is smaller
1116          * than the previous value it will cause the delta and the counter to
1117          * have bogus values unless we rolled a counter over.  If a coutner is
1118          * rolled back, it will be smaller, but within 256, which is the maximum
1119          * number of events to rollback at once.  If we detect a rollback
1120          * return 0.  This can lead to a small lack of precision in the
1121          * counters.
1122          */
1123         if (prev > val && (prev - val) < 256)
1124                 delta = 0;
1125
1126         return delta;
1127 }
1128
1129 static void power_pmu_read(struct perf_event *event)
1130 {
1131         s64 val, delta, prev;
1132
1133         if (event->hw.state & PERF_HES_STOPPED)
1134                 return;
1135
1136         if (!event->hw.idx)
1137                 return;
1138
1139         if (is_ebb_event(event)) {
1140                 val = read_pmc(event->hw.idx);
1141                 local64_set(&event->hw.prev_count, val);
1142                 return;
1143         }
1144
1145         /*
1146          * Performance monitor interrupts come even when interrupts
1147          * are soft-disabled, as long as interrupts are hard-enabled.
1148          * Therefore we treat them like NMIs.
1149          */
1150         do {
1151                 prev = local64_read(&event->hw.prev_count);
1152                 barrier();
1153                 val = read_pmc(event->hw.idx);
1154                 delta = check_and_compute_delta(prev, val);
1155                 if (!delta)
1156                         return;
1157         } while (local64_cmpxchg(&event->hw.prev_count, prev, val) != prev);
1158
1159         local64_add(delta, &event->count);
1160
1161         /*
1162          * A number of places program the PMC with (0x80000000 - period_left).
1163          * We never want period_left to be less than 1 because we will program
1164          * the PMC with a value >= 0x800000000 and an edge detected PMC will
1165          * roll around to 0 before taking an exception. We have seen this
1166          * on POWER8.
1167          *
1168          * To fix this, clamp the minimum value of period_left to 1.
1169          */
1170         do {
1171                 prev = local64_read(&event->hw.period_left);
1172                 val = prev - delta;
1173                 if (val < 1)
1174                         val = 1;
1175         } while (local64_cmpxchg(&event->hw.period_left, prev, val) != prev);
1176 }
1177
1178 /*
1179  * On some machines, PMC5 and PMC6 can't be written, don't respect
1180  * the freeze conditions, and don't generate interrupts.  This tells
1181  * us if `event' is using such a PMC.
1182  */
1183 static int is_limited_pmc(int pmcnum)
1184 {
1185         return (ppmu->flags & PPMU_LIMITED_PMC5_6)
1186                 && (pmcnum == 5 || pmcnum == 6);
1187 }
1188
1189 static void freeze_limited_counters(struct cpu_hw_events *cpuhw,
1190                                     unsigned long pmc5, unsigned long pmc6)
1191 {
1192         struct perf_event *event;
1193         u64 val, prev, delta;
1194         int i;
1195
1196         for (i = 0; i < cpuhw->n_limited; ++i) {
1197                 event = cpuhw->limited_counter[i];
1198                 if (!event->hw.idx)
1199                         continue;
1200                 val = (event->hw.idx == 5) ? pmc5 : pmc6;
1201                 prev = local64_read(&event->hw.prev_count);
1202                 event->hw.idx = 0;
1203                 delta = check_and_compute_delta(prev, val);
1204                 if (delta)
1205                         local64_add(delta, &event->count);
1206         }
1207 }
1208
1209 static void thaw_limited_counters(struct cpu_hw_events *cpuhw,
1210                                   unsigned long pmc5, unsigned long pmc6)
1211 {
1212         struct perf_event *event;
1213         u64 val, prev;
1214         int i;
1215
1216         for (i = 0; i < cpuhw->n_limited; ++i) {
1217                 event = cpuhw->limited_counter[i];
1218                 event->hw.idx = cpuhw->limited_hwidx[i];
1219                 val = (event->hw.idx == 5) ? pmc5 : pmc6;
1220                 prev = local64_read(&event->hw.prev_count);
1221                 if (check_and_compute_delta(prev, val))
1222                         local64_set(&event->hw.prev_count, val);
1223                 perf_event_update_userpage(event);
1224         }
1225 }
1226
1227 /*
1228  * Since limited events don't respect the freeze conditions, we
1229  * have to read them immediately after freezing or unfreezing the
1230  * other events.  We try to keep the values from the limited
1231  * events as consistent as possible by keeping the delay (in
1232  * cycles and instructions) between freezing/unfreezing and reading
1233  * the limited events as small and consistent as possible.
1234  * Therefore, if any limited events are in use, we read them
1235  * both, and always in the same order, to minimize variability,
1236  * and do it inside the same asm that writes MMCR0.
1237  */
1238 static void write_mmcr0(struct cpu_hw_events *cpuhw, unsigned long mmcr0)
1239 {
1240         unsigned long pmc5, pmc6;
1241
1242         if (!cpuhw->n_limited) {
1243                 mtspr(SPRN_MMCR0, mmcr0);
1244                 return;
1245         }
1246
1247         /*
1248          * Write MMCR0, then read PMC5 and PMC6 immediately.
1249          * To ensure we don't get a performance monitor interrupt
1250          * between writing MMCR0 and freezing/thawing the limited
1251          * events, we first write MMCR0 with the event overflow
1252          * interrupt enable bits turned off.
1253          */
1254         asm volatile("mtspr %3,%2; mfspr %0,%4; mfspr %1,%5"
1255                      : "=&r" (pmc5), "=&r" (pmc6)
1256                      : "r" (mmcr0 & ~(MMCR0_PMC1CE | MMCR0_PMCjCE)),
1257                        "i" (SPRN_MMCR0),
1258                        "i" (SPRN_PMC5), "i" (SPRN_PMC6));
1259
1260         if (mmcr0 & MMCR0_FC)
1261                 freeze_limited_counters(cpuhw, pmc5, pmc6);
1262         else
1263                 thaw_limited_counters(cpuhw, pmc5, pmc6);
1264
1265         /*
1266          * Write the full MMCR0 including the event overflow interrupt
1267          * enable bits, if necessary.
1268          */
1269         if (mmcr0 & (MMCR0_PMC1CE | MMCR0_PMCjCE))
1270                 mtspr(SPRN_MMCR0, mmcr0);
1271 }
1272
1273 /*
1274  * Disable all events to prevent PMU interrupts and to allow
1275  * events to be added or removed.
1276  */
1277 static void power_pmu_disable(struct pmu *pmu)
1278 {
1279         struct cpu_hw_events *cpuhw;
1280         unsigned long flags, mmcr0, val, mmcra;
1281
1282         if (!ppmu)
1283                 return;
1284         local_irq_save(flags);
1285         cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_events);
1286
1287         if (!cpuhw->disabled) {
1288                 /*
1289                  * Check if we ever enabled the PMU on this cpu.
1290                  */
1291                 if (!cpuhw->pmcs_enabled) {
1292                         ppc_enable_pmcs();
1293                         cpuhw->pmcs_enabled = 1;
1294                 }
1295
1296                 /*
1297                  * Set the 'freeze counters' bit, clear EBE/BHRBA/PMCC/PMAO/FC56
1298                  * Also clear PMXE to disable PMI's getting triggered in some
1299                  * corner cases during PMU disable.
1300                  */
1301                 val  = mmcr0 = mfspr(SPRN_MMCR0);
1302                 val |= MMCR0_FC;
1303                 val &= ~(MMCR0_EBE | MMCR0_BHRBA | MMCR0_PMCC | MMCR0_PMAO |
1304                          MMCR0_PMXE | MMCR0_FC56);
1305                 /* Set mmcr0 PMCCEXT for p10 */
1306                 if (ppmu->flags & PPMU_ARCH_31)
1307                         val |= MMCR0_PMCCEXT;
1308
1309                 /*
1310                  * The barrier is to make sure the mtspr has been
1311                  * executed and the PMU has frozen the events etc.
1312                  * before we return.
1313                  */
1314                 write_mmcr0(cpuhw, val);
1315                 mb();
1316                 isync();
1317
1318                 /*
1319                  * Some corner cases could clear the PMU counter overflow
1320                  * while a masked PMI is pending. One such case is when
1321                  * a PMI happens during interrupt replay and perf counter
1322                  * values are cleared by PMU callbacks before replay.
1323                  *
1324                  * If any PMC corresponding to the active PMU events are
1325                  * overflown, disable the interrupt by clearing the paca
1326                  * bit for PMI since we are disabling the PMU now.
1327                  * Otherwise provide a warning if there is PMI pending, but
1328                  * no counter is found overflown.
1329                  */
1330                 if (any_pmc_overflown(cpuhw))
1331                         clear_pmi_irq_pending();
1332                 else
1333                         WARN_ON(pmi_irq_pending());
1334
1335                 val = mmcra = cpuhw->mmcr.mmcra;
1336
1337                 /*
1338                  * Disable instruction sampling if it was enabled
1339                  */
1340                 if (cpuhw->mmcr.mmcra & MMCRA_SAMPLE_ENABLE)
1341                         val &= ~MMCRA_SAMPLE_ENABLE;
1342
1343                 /* Disable BHRB via mmcra (BHRBRD) for p10 */
1344                 if (ppmu->flags & PPMU_ARCH_31)
1345                         val |= MMCRA_BHRB_DISABLE;
1346
1347                 /*
1348                  * Write SPRN_MMCRA if mmcra has either disabled
1349                  * instruction sampling or BHRB.
1350                  */
1351                 if (val != mmcra) {
1352                         mtspr(SPRN_MMCRA, mmcra);
1353                         mb();
1354                         isync();
1355                 }
1356
1357                 cpuhw->disabled = 1;
1358                 cpuhw->n_added = 0;
1359
1360                 ebb_switch_out(mmcr0);
1361
1362 #ifdef CONFIG_PPC64
1363                 /*
1364                  * These are readable by userspace, may contain kernel
1365                  * addresses and are not switched by context switch, so clear
1366                  * them now to avoid leaking anything to userspace in general
1367                  * including to another process.
1368                  */
1369                 if (ppmu->flags & PPMU_ARCH_207S) {
1370                         mtspr(SPRN_SDAR, 0);
1371                         mtspr(SPRN_SIAR, 0);
1372                 }
1373 #endif
1374         }
1375
1376         local_irq_restore(flags);
1377 }
1378
1379 /*
1380  * Re-enable all events if disable == 0.
1381  * If we were previously disabled and events were added, then
1382  * put the new config on the PMU.
1383  */
1384 static void power_pmu_enable(struct pmu *pmu)
1385 {
1386         struct perf_event *event;
1387         struct cpu_hw_events *cpuhw;
1388         unsigned long flags;
1389         long i;
1390         unsigned long val, mmcr0;
1391         s64 left;
1392         unsigned int hwc_index[MAX_HWEVENTS];
1393         int n_lim;
1394         int idx;
1395         bool ebb;
1396
1397         if (!ppmu)
1398                 return;
1399         local_irq_save(flags);
1400
1401         cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_events);
1402         if (!cpuhw->disabled)
1403                 goto out;
1404
1405         if (cpuhw->n_events == 0) {
1406                 ppc_set_pmu_inuse(0);
1407                 goto out;
1408         }
1409
1410         cpuhw->disabled = 0;
1411
1412         /*
1413          * EBB requires an exclusive group and all events must have the EBB
1414          * flag set, or not set, so we can just check a single event. Also we
1415          * know we have at least one event.
1416          */
1417         ebb = is_ebb_event(cpuhw->event[0]);
1418
1419         /*
1420          * If we didn't change anything, or only removed events,
1421          * no need to recalculate MMCR* settings and reset the PMCs.
1422          * Just reenable the PMU with the current MMCR* settings
1423          * (possibly updated for removal of events).
1424          */
1425         if (!cpuhw->n_added) {
1426                 /*
1427                  * If there is any active event with an overflown PMC
1428                  * value, set back PACA_IRQ_PMI which would have been
1429                  * cleared in power_pmu_disable().
1430                  */
1431                 hard_irq_disable();
1432                 if (any_pmc_overflown(cpuhw))
1433                         set_pmi_irq_pending();
1434
1435                 mtspr(SPRN_MMCRA, cpuhw->mmcr.mmcra & ~MMCRA_SAMPLE_ENABLE);
1436                 mtspr(SPRN_MMCR1, cpuhw->mmcr.mmcr1);
1437                 if (ppmu->flags & PPMU_ARCH_31)
1438                         mtspr(SPRN_MMCR3, cpuhw->mmcr.mmcr3);
1439                 goto out_enable;
1440         }
1441
1442         /*
1443          * Clear all MMCR settings and recompute them for the new set of events.
1444          */
1445         memset(&cpuhw->mmcr, 0, sizeof(cpuhw->mmcr));
1446
1447         if (ppmu->compute_mmcr(cpuhw->events, cpuhw->n_events, hwc_index,
1448                                &cpuhw->mmcr, cpuhw->event, ppmu->flags)) {
1449                 /* shouldn't ever get here */
1450                 printk(KERN_ERR "oops compute_mmcr failed\n");
1451                 goto out;
1452         }
1453
1454         if (!(ppmu->flags & PPMU_ARCH_207S)) {
1455                 /*
1456                  * Add in MMCR0 freeze bits corresponding to the attr.exclude_*
1457                  * bits for the first event. We have already checked that all
1458                  * events have the same value for these bits as the first event.
1459                  */
1460                 event = cpuhw->event[0];
1461                 if (event->attr.exclude_user)
1462                         cpuhw->mmcr.mmcr0 |= MMCR0_FCP;
1463                 if (event->attr.exclude_kernel)
1464                         cpuhw->mmcr.mmcr0 |= freeze_events_kernel;
1465                 if (event->attr.exclude_hv)
1466                         cpuhw->mmcr.mmcr0 |= MMCR0_FCHV;
1467         }
1468
1469         /*
1470          * Write the new configuration to MMCR* with the freeze
1471          * bit set and set the hardware events to their initial values.
1472          * Then unfreeze the events.
1473          */
1474         ppc_set_pmu_inuse(1);
1475         mtspr(SPRN_MMCRA, cpuhw->mmcr.mmcra & ~MMCRA_SAMPLE_ENABLE);
1476         mtspr(SPRN_MMCR1, cpuhw->mmcr.mmcr1);
1477         mtspr(SPRN_MMCR0, (cpuhw->mmcr.mmcr0 & ~(MMCR0_PMC1CE | MMCR0_PMCjCE))
1478                                 | MMCR0_FC);
1479         if (ppmu->flags & PPMU_ARCH_207S)
1480                 mtspr(SPRN_MMCR2, cpuhw->mmcr.mmcr2);
1481
1482         if (ppmu->flags & PPMU_ARCH_31)
1483                 mtspr(SPRN_MMCR3, cpuhw->mmcr.mmcr3);
1484
1485         /*
1486          * Read off any pre-existing events that need to move
1487          * to another PMC.
1488          */
1489         for (i = 0; i < cpuhw->n_events; ++i) {
1490                 event = cpuhw->event[i];
1491                 if (event->hw.idx && event->hw.idx != hwc_index[i] + 1) {
1492                         power_pmu_read(event);
1493                         write_pmc(event->hw.idx, 0);
1494                         event->hw.idx = 0;
1495                 }
1496         }
1497
1498         /*
1499          * Initialize the PMCs for all the new and moved events.
1500          */
1501         cpuhw->n_limited = n_lim = 0;
1502         for (i = 0; i < cpuhw->n_events; ++i) {
1503                 event = cpuhw->event[i];
1504                 if (event->hw.idx)
1505                         continue;
1506                 idx = hwc_index[i] + 1;
1507                 if (is_limited_pmc(idx)) {
1508                         cpuhw->limited_counter[n_lim] = event;
1509                         cpuhw->limited_hwidx[n_lim] = idx;
1510                         ++n_lim;
1511                         continue;
1512                 }
1513
1514                 if (ebb)
1515                         val = local64_read(&event->hw.prev_count);
1516                 else {
1517                         val = 0;
1518                         if (event->hw.sample_period) {
1519                                 left = local64_read(&event->hw.period_left);
1520                                 if (left < 0x80000000L)
1521                                         val = 0x80000000L - left;
1522                         }
1523                         local64_set(&event->hw.prev_count, val);
1524                 }
1525
1526                 event->hw.idx = idx;
1527                 if (event->hw.state & PERF_HES_STOPPED)
1528                         val = 0;
1529                 write_pmc(idx, val);
1530
1531                 perf_event_update_userpage(event);
1532         }
1533         cpuhw->n_limited = n_lim;
1534         cpuhw->mmcr.mmcr0 |= MMCR0_PMXE | MMCR0_FCECE;
1535
1536  out_enable:
1537         pmao_restore_workaround(ebb);
1538
1539         mmcr0 = ebb_switch_in(ebb, cpuhw);
1540
1541         mb();
1542         if (cpuhw->bhrb_users)
1543                 ppmu->config_bhrb(cpuhw->bhrb_filter);
1544
1545         write_mmcr0(cpuhw, mmcr0);
1546
1547         /*
1548          * Enable instruction sampling if necessary
1549          */
1550         if (cpuhw->mmcr.mmcra & MMCRA_SAMPLE_ENABLE) {
1551                 mb();
1552                 mtspr(SPRN_MMCRA, cpuhw->mmcr.mmcra);
1553         }
1554
1555  out:
1556
1557         local_irq_restore(flags);
1558 }
1559
1560 static int collect_events(struct perf_event *group, int max_count,
1561                           struct perf_event *ctrs[], u64 *events,
1562                           unsigned int *flags)
1563 {
1564         int n = 0;
1565         struct perf_event *event;
1566
1567         if (group->pmu->task_ctx_nr == perf_hw_context) {
1568                 if (n >= max_count)
1569                         return -1;
1570                 ctrs[n] = group;
1571                 flags[n] = group->hw.event_base;
1572                 events[n++] = group->hw.config;
1573         }
1574         for_each_sibling_event(event, group) {
1575                 if (event->pmu->task_ctx_nr == perf_hw_context &&
1576                     event->state != PERF_EVENT_STATE_OFF) {
1577                         if (n >= max_count)
1578                                 return -1;
1579                         ctrs[n] = event;
1580                         flags[n] = event->hw.event_base;
1581                         events[n++] = event->hw.config;
1582                 }
1583         }
1584         return n;
1585 }
1586
1587 /*
1588  * Add an event to the PMU.
1589  * If all events are not already frozen, then we disable and
1590  * re-enable the PMU in order to get hw_perf_enable to do the
1591  * actual work of reconfiguring the PMU.
1592  */
1593 static int power_pmu_add(struct perf_event *event, int ef_flags)
1594 {
1595         struct cpu_hw_events *cpuhw;
1596         unsigned long flags;
1597         int n0;
1598         int ret = -EAGAIN;
1599
1600         local_irq_save(flags);
1601         perf_pmu_disable(event->pmu);
1602
1603         /*
1604          * Add the event to the list (if there is room)
1605          * and check whether the total set is still feasible.
1606          */
1607         cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_events);
1608         n0 = cpuhw->n_events;
1609         if (n0 >= ppmu->n_counter)
1610                 goto out;
1611         cpuhw->event[n0] = event;
1612         cpuhw->events[n0] = event->hw.config;
1613         cpuhw->flags[n0] = event->hw.event_base;
1614
1615         /*
1616          * This event may have been disabled/stopped in record_and_restart()
1617          * because we exceeded the ->event_limit. If re-starting the event,
1618          * clear the ->hw.state (STOPPED and UPTODATE flags), so the user
1619          * notification is re-enabled.
1620          */
1621         if (!(ef_flags & PERF_EF_START))
1622                 event->hw.state = PERF_HES_STOPPED | PERF_HES_UPTODATE;
1623         else
1624                 event->hw.state = 0;
1625
1626         /*
1627          * If group events scheduling transaction was started,
1628          * skip the schedulability test here, it will be performed
1629          * at commit time(->commit_txn) as a whole
1630          */
1631         if (cpuhw->txn_flags & PERF_PMU_TXN_ADD)
1632                 goto nocheck;
1633
1634         if (check_excludes(cpuhw->event, cpuhw->flags, n0, 1))
1635                 goto out;
1636         if (power_check_constraints(cpuhw, cpuhw->events, cpuhw->flags, n0 + 1, cpuhw->event))
1637                 goto out;
1638         event->hw.config = cpuhw->events[n0];
1639
1640 nocheck:
1641         ebb_event_add(event);
1642
1643         ++cpuhw->n_events;
1644         ++cpuhw->n_added;
1645
1646         ret = 0;
1647  out:
1648         if (has_branch_stack(event)) {
1649                 u64 bhrb_filter = -1;
1650
1651                 if (ppmu->bhrb_filter_map)
1652                         bhrb_filter = ppmu->bhrb_filter_map(
1653                                 event->attr.branch_sample_type);
1654
1655                 if (bhrb_filter != -1) {
1656                         cpuhw->bhrb_filter = bhrb_filter;
1657                         power_pmu_bhrb_enable(event);
1658                 }
1659         }
1660
1661         perf_pmu_enable(event->pmu);
1662         local_irq_restore(flags);
1663         return ret;
1664 }
1665
1666 /*
1667  * Remove an event from the PMU.
1668  */
1669 static void power_pmu_del(struct perf_event *event, int ef_flags)
1670 {
1671         struct cpu_hw_events *cpuhw;
1672         long i;
1673         unsigned long flags;
1674
1675         local_irq_save(flags);
1676         perf_pmu_disable(event->pmu);
1677
1678         power_pmu_read(event);
1679
1680         cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_events);
1681         for (i = 0; i < cpuhw->n_events; ++i) {
1682                 if (event == cpuhw->event[i]) {
1683                         while (++i < cpuhw->n_events) {
1684                                 cpuhw->event[i-1] = cpuhw->event[i];
1685                                 cpuhw->events[i-1] = cpuhw->events[i];
1686                                 cpuhw->flags[i-1] = cpuhw->flags[i];
1687                         }
1688                         --cpuhw->n_events;
1689                         ppmu->disable_pmc(event->hw.idx - 1, &cpuhw->mmcr);
1690                         if (event->hw.idx) {
1691                                 write_pmc(event->hw.idx, 0);
1692                                 event->hw.idx = 0;
1693                         }
1694                         perf_event_update_userpage(event);
1695                         break;
1696                 }
1697         }
1698         for (i = 0; i < cpuhw->n_limited; ++i)
1699                 if (event == cpuhw->limited_counter[i])
1700                         break;
1701         if (i < cpuhw->n_limited) {
1702                 while (++i < cpuhw->n_limited) {
1703                         cpuhw->limited_counter[i-1] = cpuhw->limited_counter[i];
1704                         cpuhw->limited_hwidx[i-1] = cpuhw->limited_hwidx[i];
1705                 }
1706                 --cpuhw->n_limited;
1707         }
1708         if (cpuhw->n_events == 0) {
1709                 /* disable exceptions if no events are running */
1710                 cpuhw->mmcr.mmcr0 &= ~(MMCR0_PMXE | MMCR0_FCECE);
1711         }
1712
1713         if (has_branch_stack(event))
1714                 power_pmu_bhrb_disable(event);
1715
1716         perf_pmu_enable(event->pmu);
1717         local_irq_restore(flags);
1718 }
1719
1720 /*
1721  * POWER-PMU does not support disabling individual counters, hence
1722  * program their cycle counter to their max value and ignore the interrupts.
1723  */
1724
1725 static void power_pmu_start(struct perf_event *event, int ef_flags)
1726 {
1727         unsigned long flags;
1728         s64 left;
1729         unsigned long val;
1730
1731         if (!event->hw.idx || !event->hw.sample_period)
1732                 return;
1733
1734         if (!(event->hw.state & PERF_HES_STOPPED))
1735                 return;
1736
1737         if (ef_flags & PERF_EF_RELOAD)
1738                 WARN_ON_ONCE(!(event->hw.state & PERF_HES_UPTODATE));
1739
1740         local_irq_save(flags);
1741         perf_pmu_disable(event->pmu);
1742
1743         event->hw.state = 0;
1744         left = local64_read(&event->hw.period_left);
1745
1746         val = 0;
1747         if (left < 0x80000000L)
1748                 val = 0x80000000L - left;
1749
1750         write_pmc(event->hw.idx, val);
1751
1752         perf_event_update_userpage(event);
1753         perf_pmu_enable(event->pmu);
1754         local_irq_restore(flags);
1755 }
1756
1757 static void power_pmu_stop(struct perf_event *event, int ef_flags)
1758 {
1759         unsigned long flags;
1760
1761         if (!event->hw.idx || !event->hw.sample_period)
1762                 return;
1763
1764         if (event->hw.state & PERF_HES_STOPPED)
1765                 return;
1766
1767         local_irq_save(flags);
1768         perf_pmu_disable(event->pmu);
1769
1770         power_pmu_read(event);
1771         event->hw.state |= PERF_HES_STOPPED | PERF_HES_UPTODATE;
1772         write_pmc(event->hw.idx, 0);
1773
1774         perf_event_update_userpage(event);
1775         perf_pmu_enable(event->pmu);
1776         local_irq_restore(flags);
1777 }
1778
1779 /*
1780  * Start group events scheduling transaction
1781  * Set the flag to make pmu::enable() not perform the
1782  * schedulability test, it will be performed at commit time
1783  *
1784  * We only support PERF_PMU_TXN_ADD transactions. Save the
1785  * transaction flags but otherwise ignore non-PERF_PMU_TXN_ADD
1786  * transactions.
1787  */
1788 static void power_pmu_start_txn(struct pmu *pmu, unsigned int txn_flags)
1789 {
1790         struct cpu_hw_events *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_events);
1791
1792         WARN_ON_ONCE(cpuhw->txn_flags);         /* txn already in flight */
1793
1794         cpuhw->txn_flags = txn_flags;
1795         if (txn_flags & ~PERF_PMU_TXN_ADD)
1796                 return;
1797
1798         perf_pmu_disable(pmu);
1799         cpuhw->n_txn_start = cpuhw->n_events;
1800 }
1801
1802 /*
1803  * Stop group events scheduling transaction
1804  * Clear the flag and pmu::enable() will perform the
1805  * schedulability test.
1806  */
1807 static void power_pmu_cancel_txn(struct pmu *pmu)
1808 {
1809         struct cpu_hw_events *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_events);
1810         unsigned int txn_flags;
1811
1812         WARN_ON_ONCE(!cpuhw->txn_flags);        /* no txn in flight */
1813
1814         txn_flags = cpuhw->txn_flags;
1815         cpuhw->txn_flags = 0;
1816         if (txn_flags & ~PERF_PMU_TXN_ADD)
1817                 return;
1818
1819         perf_pmu_enable(pmu);
1820 }
1821
1822 /*
1823  * Commit group events scheduling transaction
1824  * Perform the group schedulability test as a whole
1825  * Return 0 if success
1826  */
1827 static int power_pmu_commit_txn(struct pmu *pmu)
1828 {
1829         struct cpu_hw_events *cpuhw;
1830         long i, n;
1831
1832         if (!ppmu)
1833                 return -EAGAIN;
1834
1835         cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_events);
1836         WARN_ON_ONCE(!cpuhw->txn_flags);        /* no txn in flight */
1837
1838         if (cpuhw->txn_flags & ~PERF_PMU_TXN_ADD) {
1839                 cpuhw->txn_flags = 0;
1840                 return 0;
1841         }
1842
1843         n = cpuhw->n_events;
1844         if (check_excludes(cpuhw->event, cpuhw->flags, 0, n))
1845                 return -EAGAIN;
1846         i = power_check_constraints(cpuhw, cpuhw->events, cpuhw->flags, n, cpuhw->event);
1847         if (i < 0)
1848                 return -EAGAIN;
1849
1850         for (i = cpuhw->n_txn_start; i < n; ++i)
1851                 cpuhw->event[i]->hw.config = cpuhw->events[i];
1852
1853         cpuhw->txn_flags = 0;
1854         perf_pmu_enable(pmu);
1855         return 0;
1856 }
1857
1858 /*
1859  * Return 1 if we might be able to put event on a limited PMC,
1860  * or 0 if not.
1861  * An event can only go on a limited PMC if it counts something
1862  * that a limited PMC can count, doesn't require interrupts, and
1863  * doesn't exclude any processor mode.
1864  */
1865 static int can_go_on_limited_pmc(struct perf_event *event, u64 ev,
1866                                  unsigned int flags)
1867 {
1868         int n;
1869         u64 alt[MAX_EVENT_ALTERNATIVES];
1870
1871         if (event->attr.exclude_user
1872             || event->attr.exclude_kernel
1873             || event->attr.exclude_hv
1874             || event->attr.sample_period)
1875                 return 0;
1876
1877         if (ppmu->limited_pmc_event(ev))
1878                 return 1;
1879
1880         /*
1881          * The requested event_id isn't on a limited PMC already;
1882          * see if any alternative code goes on a limited PMC.
1883          */
1884         if (!ppmu->get_alternatives)
1885                 return 0;
1886
1887         flags |= PPMU_LIMITED_PMC_OK | PPMU_LIMITED_PMC_REQD;
1888         n = ppmu->get_alternatives(ev, flags, alt);
1889
1890         return n > 0;
1891 }
1892
1893 /*
1894  * Find an alternative event_id that goes on a normal PMC, if possible,
1895  * and return the event_id code, or 0 if there is no such alternative.
1896  * (Note: event_id code 0 is "don't count" on all machines.)
1897  */
1898 static u64 normal_pmc_alternative(u64 ev, unsigned long flags)
1899 {
1900         u64 alt[MAX_EVENT_ALTERNATIVES];
1901         int n;
1902
1903         flags &= ~(PPMU_LIMITED_PMC_OK | PPMU_LIMITED_PMC_REQD);
1904         n = ppmu->get_alternatives(ev, flags, alt);
1905         if (!n)
1906                 return 0;
1907         return alt[0];
1908 }
1909
1910 /* Number of perf_events counting hardware events */
1911 static atomic_t num_events;
1912 /* Used to avoid races in calling reserve/release_pmc_hardware */
1913 static DEFINE_MUTEX(pmc_reserve_mutex);
1914
1915 /*
1916  * Release the PMU if this is the last perf_event.
1917  */
1918 static void hw_perf_event_destroy(struct perf_event *event)
1919 {
1920         if (!atomic_add_unless(&num_events, -1, 1)) {
1921                 mutex_lock(&pmc_reserve_mutex);
1922                 if (atomic_dec_return(&num_events) == 0)
1923                         release_pmc_hardware();
1924                 mutex_unlock(&pmc_reserve_mutex);
1925         }
1926 }
1927
1928 /*
1929  * Translate a generic cache event_id config to a raw event_id code.
1930  */
1931 static int hw_perf_cache_event(u64 config, u64 *eventp)
1932 {
1933         unsigned long type, op, result;
1934         u64 ev;
1935
1936         if (!ppmu->cache_events)
1937                 return -EINVAL;
1938
1939         /* unpack config */
1940         type = config & 0xff;
1941         op = (config >> 8) & 0xff;
1942         result = (config >> 16) & 0xff;
1943
1944         if (type >= PERF_COUNT_HW_CACHE_MAX ||
1945             op >= PERF_COUNT_HW_CACHE_OP_MAX ||
1946             result >= PERF_COUNT_HW_CACHE_RESULT_MAX)
1947                 return -EINVAL;
1948
1949         ev = (*ppmu->cache_events)[type][op][result];
1950         if (ev == 0)
1951                 return -EOPNOTSUPP;
1952         if (ev == -1)
1953                 return -EINVAL;
1954         *eventp = ev;
1955         return 0;
1956 }
1957
1958 static bool is_event_blacklisted(u64 ev)
1959 {
1960         int i;
1961
1962         for (i=0; i < ppmu->n_blacklist_ev; i++) {
1963                 if (ppmu->blacklist_ev[i] == ev)
1964                         return true;
1965         }
1966
1967         return false;
1968 }
1969
1970 static int power_pmu_event_init(struct perf_event *event)
1971 {
1972         u64 ev;
1973         unsigned long flags, irq_flags;
1974         struct perf_event *ctrs[MAX_HWEVENTS];
1975         u64 events[MAX_HWEVENTS];
1976         unsigned int cflags[MAX_HWEVENTS];
1977         int n;
1978         int err;
1979         struct cpu_hw_events *cpuhw;
1980
1981         if (!ppmu)
1982                 return -ENOENT;
1983
1984         if (has_branch_stack(event)) {
1985                 /* PMU has BHRB enabled */
1986                 if (!(ppmu->flags & PPMU_ARCH_207S))
1987                         return -EOPNOTSUPP;
1988         }
1989
1990         switch (event->attr.type) {
1991         case PERF_TYPE_HARDWARE:
1992                 ev = event->attr.config;
1993                 if (ev >= ppmu->n_generic || ppmu->generic_events[ev] == 0)
1994                         return -EOPNOTSUPP;
1995
1996                 if (ppmu->blacklist_ev && is_event_blacklisted(ev))
1997                         return -EINVAL;
1998                 ev = ppmu->generic_events[ev];
1999                 break;
2000         case PERF_TYPE_HW_CACHE:
2001                 err = hw_perf_cache_event(event->attr.config, &ev);
2002                 if (err)
2003                         return err;
2004
2005                 if (ppmu->blacklist_ev && is_event_blacklisted(ev))
2006                         return -EINVAL;
2007                 break;
2008         case PERF_TYPE_RAW:
2009                 ev = event->attr.config;
2010
2011                 if (ppmu->blacklist_ev && is_event_blacklisted(ev))
2012                         return -EINVAL;
2013                 break;
2014         default:
2015                 return -ENOENT;
2016         }
2017
2018         /*
2019          * PMU config registers have fields that are
2020          * reserved and some specific values for bit fields are reserved.
2021          * For ex., MMCRA[61:62] is Randome Sampling Mode (SM)
2022          * and value of 0b11 to this field is reserved.
2023          * Check for invalid values in attr.config.
2024          */
2025         if (ppmu->check_attr_config &&
2026             ppmu->check_attr_config(event))
2027                 return -EINVAL;
2028
2029         event->hw.config_base = ev;
2030         event->hw.idx = 0;
2031
2032         /*
2033          * If we are not running on a hypervisor, force the
2034          * exclude_hv bit to 0 so that we don't care what
2035          * the user set it to.
2036          */
2037         if (!firmware_has_feature(FW_FEATURE_LPAR))
2038                 event->attr.exclude_hv = 0;
2039
2040         /*
2041          * If this is a per-task event, then we can use
2042          * PM_RUN_* events interchangeably with their non RUN_*
2043          * equivalents, e.g. PM_RUN_CYC instead of PM_CYC.
2044          * XXX we should check if the task is an idle task.
2045          */
2046         flags = 0;
2047         if (event->attach_state & PERF_ATTACH_TASK)
2048                 flags |= PPMU_ONLY_COUNT_RUN;
2049
2050         /*
2051          * If this machine has limited events, check whether this
2052          * event_id could go on a limited event.
2053          */
2054         if (ppmu->flags & PPMU_LIMITED_PMC5_6) {
2055                 if (can_go_on_limited_pmc(event, ev, flags)) {
2056                         flags |= PPMU_LIMITED_PMC_OK;
2057                 } else if (ppmu->limited_pmc_event(ev)) {
2058                         /*
2059                          * The requested event_id is on a limited PMC,
2060                          * but we can't use a limited PMC; see if any
2061                          * alternative goes on a normal PMC.
2062                          */
2063                         ev = normal_pmc_alternative(ev, flags);
2064                         if (!ev)
2065                                 return -EINVAL;
2066                 }
2067         }
2068
2069         /* Extra checks for EBB */
2070         err = ebb_event_check(event);
2071         if (err)
2072                 return err;
2073
2074         /*
2075          * If this is in a group, check if it can go on with all the
2076          * other hardware events in the group.  We assume the event
2077          * hasn't been linked into its leader's sibling list at this point.
2078          */
2079         n = 0;
2080         if (event->group_leader != event) {
2081                 n = collect_events(event->group_leader, ppmu->n_counter - 1,
2082                                    ctrs, events, cflags);
2083                 if (n < 0)
2084                         return -EINVAL;
2085         }
2086         events[n] = ev;
2087         ctrs[n] = event;
2088         cflags[n] = flags;
2089         if (check_excludes(ctrs, cflags, n, 1))
2090                 return -EINVAL;
2091
2092         local_irq_save(irq_flags);
2093         cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_events);
2094
2095         err = power_check_constraints(cpuhw, events, cflags, n + 1, ctrs);
2096
2097         if (has_branch_stack(event)) {
2098                 u64 bhrb_filter = -1;
2099
2100                 if (ppmu->bhrb_filter_map)
2101                         bhrb_filter = ppmu->bhrb_filter_map(
2102                                         event->attr.branch_sample_type);
2103
2104                 if (bhrb_filter == -1) {
2105                         local_irq_restore(irq_flags);
2106                         return -EOPNOTSUPP;
2107                 }
2108                 cpuhw->bhrb_filter = bhrb_filter;
2109         }
2110
2111         local_irq_restore(irq_flags);
2112         if (err)
2113                 return -EINVAL;
2114
2115         event->hw.config = events[n];
2116         event->hw.event_base = cflags[n];
2117         event->hw.last_period = event->hw.sample_period;
2118         local64_set(&event->hw.period_left, event->hw.last_period);
2119
2120         /*
2121          * For EBB events we just context switch the PMC value, we don't do any
2122          * of the sample_period logic. We use hw.prev_count for this.
2123          */
2124         if (is_ebb_event(event))
2125                 local64_set(&event->hw.prev_count, 0);
2126
2127         /*
2128          * See if we need to reserve the PMU.
2129          * If no events are currently in use, then we have to take a
2130          * mutex to ensure that we don't race with another task doing
2131          * reserve_pmc_hardware or release_pmc_hardware.
2132          */
2133         err = 0;
2134         if (!atomic_inc_not_zero(&num_events)) {
2135                 mutex_lock(&pmc_reserve_mutex);
2136                 if (atomic_read(&num_events) == 0 &&
2137                     reserve_pmc_hardware(perf_event_interrupt))
2138                         err = -EBUSY;
2139                 else
2140                         atomic_inc(&num_events);
2141                 mutex_unlock(&pmc_reserve_mutex);
2142         }
2143         event->destroy = hw_perf_event_destroy;
2144
2145         return err;
2146 }
2147
2148 static int power_pmu_event_idx(struct perf_event *event)
2149 {
2150         return event->hw.idx;
2151 }
2152
2153 ssize_t power_events_sysfs_show(struct device *dev,
2154                                 struct device_attribute *attr, char *page)
2155 {
2156         struct perf_pmu_events_attr *pmu_attr;
2157
2158         pmu_attr = container_of(attr, struct perf_pmu_events_attr, attr);
2159
2160         return sprintf(page, "event=0x%02llx\n", pmu_attr->id);
2161 }
2162
2163 static struct pmu power_pmu = {
2164         .pmu_enable     = power_pmu_enable,
2165         .pmu_disable    = power_pmu_disable,
2166         .event_init     = power_pmu_event_init,
2167         .add            = power_pmu_add,
2168         .del            = power_pmu_del,
2169         .start          = power_pmu_start,
2170         .stop           = power_pmu_stop,
2171         .read           = power_pmu_read,
2172         .start_txn      = power_pmu_start_txn,
2173         .cancel_txn     = power_pmu_cancel_txn,
2174         .commit_txn     = power_pmu_commit_txn,
2175         .event_idx      = power_pmu_event_idx,
2176         .sched_task     = power_pmu_sched_task,
2177 };
2178
2179 #define PERF_SAMPLE_ADDR_TYPE  (PERF_SAMPLE_ADDR |              \
2180                                 PERF_SAMPLE_PHYS_ADDR |         \
2181                                 PERF_SAMPLE_DATA_PAGE_SIZE)
2182 /*
2183  * A counter has overflowed; update its count and record
2184  * things if requested.  Note that interrupts are hard-disabled
2185  * here so there is no possibility of being interrupted.
2186  */
2187 static void record_and_restart(struct perf_event *event, unsigned long val,
2188                                struct pt_regs *regs)
2189 {
2190         u64 period = event->hw.sample_period;
2191         s64 prev, delta, left;
2192         int record = 0;
2193
2194         if (event->hw.state & PERF_HES_STOPPED) {
2195                 write_pmc(event->hw.idx, 0);
2196                 return;
2197         }
2198
2199         /* we don't have to worry about interrupts here */
2200         prev = local64_read(&event->hw.prev_count);
2201         delta = check_and_compute_delta(prev, val);
2202         local64_add(delta, &event->count);
2203
2204         /*
2205          * See if the total period for this event has expired,
2206          * and update for the next period.
2207          */
2208         val = 0;
2209         left = local64_read(&event->hw.period_left) - delta;
2210         if (delta == 0)
2211                 left++;
2212         if (period) {
2213                 if (left <= 0) {
2214                         left += period;
2215                         if (left <= 0)
2216                                 left = period;
2217
2218                         /*
2219                          * If address is not requested in the sample via
2220                          * PERF_SAMPLE_IP, just record that sample irrespective
2221                          * of SIAR valid check.
2222                          */
2223                         if (event->attr.sample_type & PERF_SAMPLE_IP)
2224                                 record = siar_valid(regs);
2225                         else
2226                                 record = 1;
2227
2228                         event->hw.last_period = event->hw.sample_period;
2229                 }
2230                 if (left < 0x80000000LL)
2231                         val = 0x80000000LL - left;
2232         }
2233
2234         write_pmc(event->hw.idx, val);
2235         local64_set(&event->hw.prev_count, val);
2236         local64_set(&event->hw.period_left, left);
2237         perf_event_update_userpage(event);
2238
2239         /*
2240          * Due to hardware limitation, sometimes SIAR could sample a kernel
2241          * address even when freeze on supervisor state (kernel) is set in
2242          * MMCR2. Check attr.exclude_kernel and address to drop the sample in
2243          * these cases.
2244          */
2245         if (event->attr.exclude_kernel &&
2246             (event->attr.sample_type & PERF_SAMPLE_IP) &&
2247             is_kernel_addr(mfspr(SPRN_SIAR)))
2248                 record = 0;
2249
2250         /*
2251          * Finally record data if requested.
2252          */
2253         if (record) {
2254                 struct perf_sample_data data;
2255
2256                 perf_sample_data_init(&data, ~0ULL, event->hw.last_period);
2257
2258                 if (event->attr.sample_type & PERF_SAMPLE_ADDR_TYPE)
2259                         perf_get_data_addr(event, regs, &data.addr);
2260
2261                 if (event->attr.sample_type & PERF_SAMPLE_BRANCH_STACK) {
2262                         struct cpu_hw_events *cpuhw;
2263                         cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_events);
2264                         power_pmu_bhrb_read(event, cpuhw);
2265                         data.br_stack = &cpuhw->bhrb_stack;
2266                 }
2267
2268                 if (event->attr.sample_type & PERF_SAMPLE_DATA_SRC &&
2269                                                 ppmu->get_mem_data_src)
2270                         ppmu->get_mem_data_src(&data.data_src, ppmu->flags, regs);
2271
2272                 if (event->attr.sample_type & PERF_SAMPLE_WEIGHT_TYPE &&
2273                                                 ppmu->get_mem_weight)
2274                         ppmu->get_mem_weight(&data.weight.full, event->attr.sample_type);
2275
2276                 if (perf_event_overflow(event, &data, regs))
2277                         power_pmu_stop(event, 0);
2278         } else if (period) {
2279                 /* Account for interrupt in case of invalid SIAR */
2280                 if (perf_event_account_interrupt(event))
2281                         power_pmu_stop(event, 0);
2282         }
2283 }
2284
2285 /*
2286  * Called from generic code to get the misc flags (i.e. processor mode)
2287  * for an event_id.
2288  */
2289 unsigned long perf_misc_flags(struct pt_regs *regs)
2290 {
2291         u32 flags = perf_get_misc_flags(regs);
2292
2293         if (flags)
2294                 return flags;
2295         return user_mode(regs) ? PERF_RECORD_MISC_USER :
2296                 PERF_RECORD_MISC_KERNEL;
2297 }
2298
2299 /*
2300  * Called from generic code to get the instruction pointer
2301  * for an event_id.
2302  */
2303 unsigned long perf_instruction_pointer(struct pt_regs *regs)
2304 {
2305         unsigned long siar = mfspr(SPRN_SIAR);
2306
2307         if (regs_use_siar(regs) && siar_valid(regs) && siar)
2308                 return siar + perf_ip_adjust(regs);
2309         else
2310                 return regs->nip;
2311 }
2312
2313 static bool pmc_overflow_power7(unsigned long val)
2314 {
2315         /*
2316          * Events on POWER7 can roll back if a speculative event doesn't
2317          * eventually complete. Unfortunately in some rare cases they will
2318          * raise a performance monitor exception. We need to catch this to
2319          * ensure we reset the PMC. In all cases the PMC will be 256 or less
2320          * cycles from overflow.
2321          *
2322          * We only do this if the first pass fails to find any overflowing
2323          * PMCs because a user might set a period of less than 256 and we
2324          * don't want to mistakenly reset them.
2325          */
2326         if ((0x80000000 - val) <= 256)
2327                 return true;
2328
2329         return false;
2330 }
2331
2332 static bool pmc_overflow(unsigned long val)
2333 {
2334         if ((int)val < 0)
2335                 return true;
2336
2337         return false;
2338 }
2339
2340 /*
2341  * Performance monitor interrupt stuff
2342  */
2343 static void __perf_event_interrupt(struct pt_regs *regs)
2344 {
2345         int i, j;
2346         struct cpu_hw_events *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_events);
2347         struct perf_event *event;
2348         int found, active;
2349
2350         if (cpuhw->n_limited)
2351                 freeze_limited_counters(cpuhw, mfspr(SPRN_PMC5),
2352                                         mfspr(SPRN_PMC6));
2353
2354         perf_read_regs(regs);
2355
2356         /* Read all the PMCs since we'll need them a bunch of times */
2357         for (i = 0; i < ppmu->n_counter; ++i)
2358                 cpuhw->pmcs[i] = read_pmc(i + 1);
2359
2360         /* Try to find what caused the IRQ */
2361         found = 0;
2362         for (i = 0; i < ppmu->n_counter; ++i) {
2363                 if (!pmc_overflow(cpuhw->pmcs[i]))
2364                         continue;
2365                 if (is_limited_pmc(i + 1))
2366                         continue; /* these won't generate IRQs */
2367                 /*
2368                  * We've found one that's overflowed.  For active
2369                  * counters we need to log this.  For inactive
2370                  * counters, we need to reset it anyway
2371                  */
2372                 found = 1;
2373                 active = 0;
2374                 for (j = 0; j < cpuhw->n_events; ++j) {
2375                         event = cpuhw->event[j];
2376                         if (event->hw.idx == (i + 1)) {
2377                                 active = 1;
2378                                 record_and_restart(event, cpuhw->pmcs[i], regs);
2379                                 break;
2380                         }
2381                 }
2382
2383                 /*
2384                  * Clear PACA_IRQ_PMI in case it was set by
2385                  * set_pmi_irq_pending() when PMU was enabled
2386                  * after accounting for interrupts.
2387                  */
2388                 clear_pmi_irq_pending();
2389
2390                 if (!active)
2391                         /* reset non active counters that have overflowed */
2392                         write_pmc(i + 1, 0);
2393         }
2394         if (!found && pvr_version_is(PVR_POWER7)) {
2395                 /* check active counters for special buggy p7 overflow */
2396                 for (i = 0; i < cpuhw->n_events; ++i) {
2397                         event = cpuhw->event[i];
2398                         if (!event->hw.idx || is_limited_pmc(event->hw.idx))
2399                                 continue;
2400                         if (pmc_overflow_power7(cpuhw->pmcs[event->hw.idx - 1])) {
2401                                 /* event has overflowed in a buggy way*/
2402                                 found = 1;
2403                                 record_and_restart(event,
2404                                                    cpuhw->pmcs[event->hw.idx - 1],
2405                                                    regs);
2406                         }
2407                 }
2408         }
2409
2410         /*
2411          * During system wide profling or while specific CPU is monitored for an
2412          * event, some corner cases could cause PMC to overflow in idle path. This
2413          * will trigger a PMI after waking up from idle. Since counter values are _not_
2414          * saved/restored in idle path, can lead to below "Can't find PMC" message.
2415          */
2416         if (unlikely(!found) && !arch_irq_disabled_regs(regs))
2417                 printk_ratelimited(KERN_WARNING "Can't find PMC that caused IRQ\n");
2418
2419         /*
2420          * Reset MMCR0 to its normal value.  This will set PMXE and
2421          * clear FC (freeze counters) and PMAO (perf mon alert occurred)
2422          * and thus allow interrupts to occur again.
2423          * XXX might want to use MSR.PM to keep the events frozen until
2424          * we get back out of this interrupt.
2425          */
2426         write_mmcr0(cpuhw, cpuhw->mmcr.mmcr0);
2427
2428         /* Clear the cpuhw->pmcs */
2429         memset(&cpuhw->pmcs, 0, sizeof(cpuhw->pmcs));
2430
2431 }
2432
2433 static void perf_event_interrupt(struct pt_regs *regs)
2434 {
2435         u64 start_clock = sched_clock();
2436
2437         __perf_event_interrupt(regs);
2438         perf_sample_event_took(sched_clock() - start_clock);
2439 }
2440
2441 /*
2442  * If the perf subsystem wants performance monitor interrupts as soon as
2443  * possible (e.g., to sample the instruction address and stack chain),
2444  * this should return true. The IRQ masking code can then enable MSR[EE]
2445  * in some places (e.g., interrupt handlers) that allows PMI interrupts
2446  * though to improve accuracy of profiles, at the cost of some performance.
2447  *
2448  * The PMU counters can be enabled by other means (e.g., sysfs raw SPR
2449  * access), but in that case there is no need for prompt PMI handling.
2450  *
2451  * This currently returns true if any perf counter is being used. It
2452  * could possibly return false if only events are being counted rather than
2453  * samples being taken, but for now this is good enough.
2454  */
2455 bool power_pmu_wants_prompt_pmi(void)
2456 {
2457         struct cpu_hw_events *cpuhw;
2458
2459         /*
2460          * This could simply test local_paca->pmcregs_in_use if that were not
2461          * under ifdef KVM.
2462          */
2463
2464         if (!ppmu)
2465                 return false;
2466
2467         cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_events);
2468         return cpuhw->n_events;
2469 }
2470
2471 static int power_pmu_prepare_cpu(unsigned int cpu)
2472 {
2473         struct cpu_hw_events *cpuhw = &per_cpu(cpu_hw_events, cpu);
2474
2475         if (ppmu) {
2476                 memset(cpuhw, 0, sizeof(*cpuhw));
2477                 cpuhw->mmcr.mmcr0 = MMCR0_FC;
2478         }
2479         return 0;
2480 }
2481
2482 int __init register_power_pmu(struct power_pmu *pmu)
2483 {
2484         if (ppmu)
2485                 return -EBUSY;          /* something's already registered */
2486
2487         ppmu = pmu;
2488         pr_info("%s performance monitor hardware support registered\n",
2489                 pmu->name);
2490
2491         power_pmu.attr_groups = ppmu->attr_groups;
2492         power_pmu.capabilities |= (ppmu->capabilities & PERF_PMU_CAP_EXTENDED_REGS);
2493
2494 #ifdef MSR_HV
2495         /*
2496          * Use FCHV to ignore kernel events if MSR.HV is set.
2497          */
2498         if (mfmsr() & MSR_HV)
2499                 freeze_events_kernel = MMCR0_FCHV;
2500 #endif /* CONFIG_PPC64 */
2501
2502         perf_pmu_register(&power_pmu, "cpu", PERF_TYPE_RAW);
2503         cpuhp_setup_state(CPUHP_PERF_POWER, "perf/powerpc:prepare",
2504                           power_pmu_prepare_cpu, NULL);
2505         return 0;
2506 }
2507
2508 #ifdef CONFIG_PPC64
2509 static bool pmu_override = false;
2510 static unsigned long pmu_override_val;
2511 static void do_pmu_override(void *data)
2512 {
2513         ppc_set_pmu_inuse(1);
2514         if (pmu_override_val)
2515                 mtspr(SPRN_MMCR1, pmu_override_val);
2516         mtspr(SPRN_MMCR0, mfspr(SPRN_MMCR0) & ~MMCR0_FC);
2517 }
2518
2519 static int __init init_ppc64_pmu(void)
2520 {
2521         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_HVMODE) && pmu_override) {
2522                 pr_warn("disabling perf due to pmu_override= command line option.\n");
2523                 on_each_cpu(do_pmu_override, NULL, 1);
2524                 return 0;
2525         }
2526
2527         /* run through all the pmu drivers one at a time */
2528         if (!init_power5_pmu())
2529                 return 0;
2530         else if (!init_power5p_pmu())
2531                 return 0;
2532         else if (!init_power6_pmu())
2533                 return 0;
2534         else if (!init_power7_pmu())
2535                 return 0;
2536         else if (!init_power8_pmu())
2537                 return 0;
2538         else if (!init_power9_pmu())
2539                 return 0;
2540         else if (!init_power10_pmu())
2541                 return 0;
2542         else if (!init_ppc970_pmu())
2543                 return 0;
2544         else
2545                 return init_generic_compat_pmu();
2546 }
2547 early_initcall(init_ppc64_pmu);
2548
2549 static int __init pmu_setup(char *str)
2550 {
2551         unsigned long val;
2552
2553         if (!early_cpu_has_feature(CPU_FTR_HVMODE))
2554                 return 0;
2555
2556         pmu_override = true;
2557
2558         if (kstrtoul(str, 0, &val))
2559                 val = 0;
2560
2561         pmu_override_val = val;
2562
2563         return 1;
2564 }
2565 __setup("pmu_override=", pmu_setup);
2566
2567 #endif