Merge tag 'powerpc-6.9-1' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/powerpc...
[sfrench/cifs-2.6.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_pmu_context *pmu_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 (user_mode(regs))
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->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->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_pmu_context *pmu_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 /*
780  * If the perf subsystem wants performance monitor interrupts as soon as
781  * possible (e.g., to sample the instruction address and stack chain),
782  * this should return true. The IRQ masking code can then enable MSR[EE]
783  * in some places (e.g., interrupt handlers) that allows PMI interrupts
784  * through to improve accuracy of profiles, at the cost of some performance.
785  *
786  * The PMU counters can be enabled by other means (e.g., sysfs raw SPR
787  * access), but in that case there is no need for prompt PMI handling.
788  *
789  * This currently returns true if any perf counter is being used. It
790  * could possibly return false if only events are being counted rather than
791  * samples being taken, but for now this is good enough.
792  */
793 bool power_pmu_wants_prompt_pmi(void)
794 {
795         struct cpu_hw_events *cpuhw;
796
797         /*
798          * This could simply test local_paca->pmcregs_in_use if that were not
799          * under ifdef KVM.
800          */
801         if (!ppmu)
802                 return false;
803
804         cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_events);
805         return cpuhw->n_events;
806 }
807 #endif /* CONFIG_PPC64 */
808
809 static void perf_event_interrupt(struct pt_regs *regs);
810
811 /*
812  * Read one performance monitor counter (PMC).
813  */
814 static unsigned long read_pmc(int idx)
815 {
816         unsigned long val;
817
818         switch (idx) {
819         case 1:
820                 val = mfspr(SPRN_PMC1);
821                 break;
822         case 2:
823                 val = mfspr(SPRN_PMC2);
824                 break;
825         case 3:
826                 val = mfspr(SPRN_PMC3);
827                 break;
828         case 4:
829                 val = mfspr(SPRN_PMC4);
830                 break;
831         case 5:
832                 val = mfspr(SPRN_PMC5);
833                 break;
834         case 6:
835                 val = mfspr(SPRN_PMC6);
836                 break;
837 #ifdef CONFIG_PPC64
838         case 7:
839                 val = mfspr(SPRN_PMC7);
840                 break;
841         case 8:
842                 val = mfspr(SPRN_PMC8);
843                 break;
844 #endif /* CONFIG_PPC64 */
845         default:
846                 printk(KERN_ERR "oops trying to read PMC%d\n", idx);
847                 val = 0;
848         }
849         return val;
850 }
851
852 /*
853  * Write one PMC.
854  */
855 static void write_pmc(int idx, unsigned long val)
856 {
857         switch (idx) {
858         case 1:
859                 mtspr(SPRN_PMC1, val);
860                 break;
861         case 2:
862                 mtspr(SPRN_PMC2, val);
863                 break;
864         case 3:
865                 mtspr(SPRN_PMC3, val);
866                 break;
867         case 4:
868                 mtspr(SPRN_PMC4, val);
869                 break;
870         case 5:
871                 mtspr(SPRN_PMC5, val);
872                 break;
873         case 6:
874                 mtspr(SPRN_PMC6, val);
875                 break;
876 #ifdef CONFIG_PPC64
877         case 7:
878                 mtspr(SPRN_PMC7, val);
879                 break;
880         case 8:
881                 mtspr(SPRN_PMC8, val);
882                 break;
883 #endif /* CONFIG_PPC64 */
884         default:
885                 printk(KERN_ERR "oops trying to write PMC%d\n", idx);
886         }
887 }
888
889 static int any_pmc_overflown(struct cpu_hw_events *cpuhw)
890 {
891         int i, idx;
892
893         for (i = 0; i < cpuhw->n_events; i++) {
894                 idx = cpuhw->event[i]->hw.idx;
895                 if ((idx) && ((int)read_pmc(idx) < 0))
896                         return idx;
897         }
898
899         return 0;
900 }
901
902 /* Called from sysrq_handle_showregs() */
903 void perf_event_print_debug(void)
904 {
905         unsigned long sdar, sier, flags;
906         u32 pmcs[MAX_HWEVENTS];
907         int i;
908
909         if (!ppmu) {
910                 pr_info("Performance monitor hardware not registered.\n");
911                 return;
912         }
913
914         if (!ppmu->n_counter)
915                 return;
916
917         local_irq_save(flags);
918
919         pr_info("CPU: %d PMU registers, ppmu = %s n_counters = %d",
920                  smp_processor_id(), ppmu->name, ppmu->n_counter);
921
922         for (i = 0; i < ppmu->n_counter; i++)
923                 pmcs[i] = read_pmc(i + 1);
924
925         for (; i < MAX_HWEVENTS; i++)
926                 pmcs[i] = 0xdeadbeef;
927
928         pr_info("PMC1:  %08x PMC2: %08x PMC3: %08x PMC4: %08x\n",
929                  pmcs[0], pmcs[1], pmcs[2], pmcs[3]);
930
931         if (ppmu->n_counter > 4)
932                 pr_info("PMC5:  %08x PMC6: %08x PMC7: %08x PMC8: %08x\n",
933                          pmcs[4], pmcs[5], pmcs[6], pmcs[7]);
934
935         pr_info("MMCR0: %016lx MMCR1: %016lx MMCRA: %016lx\n",
936                 mfspr(SPRN_MMCR0), mfspr(SPRN_MMCR1), mfspr(SPRN_MMCRA));
937
938         sdar = sier = 0;
939 #ifdef CONFIG_PPC64
940         sdar = mfspr(SPRN_SDAR);
941
942         if (ppmu->flags & PPMU_HAS_SIER)
943                 sier = mfspr(SPRN_SIER);
944
945         if (ppmu->flags & PPMU_ARCH_207S) {
946                 pr_info("MMCR2: %016lx EBBHR: %016lx\n",
947                         mfspr(SPRN_MMCR2), mfspr(SPRN_EBBHR));
948                 pr_info("EBBRR: %016lx BESCR: %016lx\n",
949                         mfspr(SPRN_EBBRR), mfspr(SPRN_BESCR));
950         }
951
952         if (ppmu->flags & PPMU_ARCH_31) {
953                 pr_info("MMCR3: %016lx SIER2: %016lx SIER3: %016lx\n",
954                         mfspr(SPRN_MMCR3), mfspr(SPRN_SIER2), mfspr(SPRN_SIER3));
955         }
956 #endif
957         pr_info("SIAR:  %016lx SDAR:  %016lx SIER:  %016lx\n",
958                 mfspr(SPRN_SIAR), sdar, sier);
959
960         local_irq_restore(flags);
961 }
962
963 /*
964  * Check if a set of events can all go on the PMU at once.
965  * If they can't, this will look at alternative codes for the events
966  * and see if any combination of alternative codes is feasible.
967  * The feasible set is returned in event_id[].
968  */
969 static int power_check_constraints(struct cpu_hw_events *cpuhw,
970                                    u64 event_id[], unsigned int cflags[],
971                                    int n_ev, struct perf_event **event)
972 {
973         unsigned long mask, value, nv;
974         unsigned long smasks[MAX_HWEVENTS], svalues[MAX_HWEVENTS];
975         int n_alt[MAX_HWEVENTS], choice[MAX_HWEVENTS];
976         int i, j;
977         unsigned long addf = ppmu->add_fields;
978         unsigned long tadd = ppmu->test_adder;
979         unsigned long grp_mask = ppmu->group_constraint_mask;
980         unsigned long grp_val = ppmu->group_constraint_val;
981
982         if (n_ev > ppmu->n_counter)
983                 return -1;
984
985         /* First see if the events will go on as-is */
986         for (i = 0; i < n_ev; ++i) {
987                 if ((cflags[i] & PPMU_LIMITED_PMC_REQD)
988                     && !ppmu->limited_pmc_event(event_id[i])) {
989                         ppmu->get_alternatives(event_id[i], cflags[i],
990                                                cpuhw->alternatives[i]);
991                         event_id[i] = cpuhw->alternatives[i][0];
992                 }
993                 if (ppmu->get_constraint(event_id[i], &cpuhw->amasks[i][0],
994                                          &cpuhw->avalues[i][0], event[i]->attr.config1))
995                         return -1;
996         }
997         value = mask = 0;
998         for (i = 0; i < n_ev; ++i) {
999                 nv = (value | cpuhw->avalues[i][0]) +
1000                         (value & cpuhw->avalues[i][0] & addf);
1001
1002                 if (((((nv + tadd) ^ value) & mask) & (~grp_mask)) != 0)
1003                         break;
1004
1005                 if (((((nv + tadd) ^ cpuhw->avalues[i][0]) & cpuhw->amasks[i][0])
1006                         & (~grp_mask)) != 0)
1007                         break;
1008
1009                 value = nv;
1010                 mask |= cpuhw->amasks[i][0];
1011         }
1012         if (i == n_ev) {
1013                 if ((value & mask & grp_mask) != (mask & grp_val))
1014                         return -1;
1015                 else
1016                         return 0;       /* all OK */
1017         }
1018
1019         /* doesn't work, gather alternatives... */
1020         if (!ppmu->get_alternatives)
1021                 return -1;
1022         for (i = 0; i < n_ev; ++i) {
1023                 choice[i] = 0;
1024                 n_alt[i] = ppmu->get_alternatives(event_id[i], cflags[i],
1025                                                   cpuhw->alternatives[i]);
1026                 for (j = 1; j < n_alt[i]; ++j)
1027                         ppmu->get_constraint(cpuhw->alternatives[i][j],
1028                                              &cpuhw->amasks[i][j],
1029                                              &cpuhw->avalues[i][j],
1030                                              event[i]->attr.config1);
1031         }
1032
1033         /* enumerate all possibilities and see if any will work */
1034         i = 0;
1035         j = -1;
1036         value = mask = nv = 0;
1037         while (i < n_ev) {
1038                 if (j >= 0) {
1039                         /* we're backtracking, restore context */
1040                         value = svalues[i];
1041                         mask = smasks[i];
1042                         j = choice[i];
1043                 }
1044                 /*
1045                  * See if any alternative k for event_id i,
1046                  * where k > j, will satisfy the constraints.
1047                  */
1048                 while (++j < n_alt[i]) {
1049                         nv = (value | cpuhw->avalues[i][j]) +
1050                                 (value & cpuhw->avalues[i][j] & addf);
1051                         if ((((nv + tadd) ^ value) & mask) == 0 &&
1052                             (((nv + tadd) ^ cpuhw->avalues[i][j])
1053                              & cpuhw->amasks[i][j]) == 0)
1054                                 break;
1055                 }
1056                 if (j >= n_alt[i]) {
1057                         /*
1058                          * No feasible alternative, backtrack
1059                          * to event_id i-1 and continue enumerating its
1060                          * alternatives from where we got up to.
1061                          */
1062                         if (--i < 0)
1063                                 return -1;
1064                 } else {
1065                         /*
1066                          * Found a feasible alternative for event_id i,
1067                          * remember where we got up to with this event_id,
1068                          * go on to the next event_id, and start with
1069                          * the first alternative for it.
1070                          */
1071                         choice[i] = j;
1072                         svalues[i] = value;
1073                         smasks[i] = mask;
1074                         value = nv;
1075                         mask |= cpuhw->amasks[i][j];
1076                         ++i;
1077                         j = -1;
1078                 }
1079         }
1080
1081         /* OK, we have a feasible combination, tell the caller the solution */
1082         for (i = 0; i < n_ev; ++i)
1083                 event_id[i] = cpuhw->alternatives[i][choice[i]];
1084         return 0;
1085 }
1086
1087 /*
1088  * Check if newly-added events have consistent settings for
1089  * exclude_{user,kernel,hv} with each other and any previously
1090  * added events.
1091  */
1092 static int check_excludes(struct perf_event **ctrs, unsigned int cflags[],
1093                           int n_prev, int n_new)
1094 {
1095         int eu = 0, ek = 0, eh = 0;
1096         int i, n, first;
1097         struct perf_event *event;
1098
1099         /*
1100          * If the PMU we're on supports per event exclude settings then we
1101          * don't need to do any of this logic. NB. This assumes no PMU has both
1102          * per event exclude and limited PMCs.
1103          */
1104         if (ppmu->flags & PPMU_ARCH_207S)
1105                 return 0;
1106
1107         n = n_prev + n_new;
1108         if (n <= 1)
1109                 return 0;
1110
1111         first = 1;
1112         for (i = 0; i < n; ++i) {
1113                 if (cflags[i] & PPMU_LIMITED_PMC_OK) {
1114                         cflags[i] &= ~PPMU_LIMITED_PMC_REQD;
1115                         continue;
1116                 }
1117                 event = ctrs[i];
1118                 if (first) {
1119                         eu = event->attr.exclude_user;
1120                         ek = event->attr.exclude_kernel;
1121                         eh = event->attr.exclude_hv;
1122                         first = 0;
1123                 } else if (event->attr.exclude_user != eu ||
1124                            event->attr.exclude_kernel != ek ||
1125                            event->attr.exclude_hv != eh) {
1126                         return -EAGAIN;
1127                 }
1128         }
1129
1130         if (eu || ek || eh)
1131                 for (i = 0; i < n; ++i)
1132                         if (cflags[i] & PPMU_LIMITED_PMC_OK)
1133                                 cflags[i] |= PPMU_LIMITED_PMC_REQD;
1134
1135         return 0;
1136 }
1137
1138 static u64 check_and_compute_delta(u64 prev, u64 val)
1139 {
1140         u64 delta = (val - prev) & 0xfffffffful;
1141
1142         /*
1143          * POWER7 can roll back counter values, if the new value is smaller
1144          * than the previous value it will cause the delta and the counter to
1145          * have bogus values unless we rolled a counter over.  If a counter is
1146          * rolled back, it will be smaller, but within 256, which is the maximum
1147          * number of events to rollback at once.  If we detect a rollback
1148          * return 0.  This can lead to a small lack of precision in the
1149          * counters.
1150          */
1151         if (prev > val && (prev - val) < 256)
1152                 delta = 0;
1153
1154         return delta;
1155 }
1156
1157 static void power_pmu_read(struct perf_event *event)
1158 {
1159         s64 val, delta, prev;
1160
1161         if (event->hw.state & PERF_HES_STOPPED)
1162                 return;
1163
1164         if (!event->hw.idx)
1165                 return;
1166
1167         if (is_ebb_event(event)) {
1168                 val = read_pmc(event->hw.idx);
1169                 local64_set(&event->hw.prev_count, val);
1170                 return;
1171         }
1172
1173         /*
1174          * Performance monitor interrupts come even when interrupts
1175          * are soft-disabled, as long as interrupts are hard-enabled.
1176          * Therefore we treat them like NMIs.
1177          */
1178         do {
1179                 prev = local64_read(&event->hw.prev_count);
1180                 barrier();
1181                 val = read_pmc(event->hw.idx);
1182                 delta = check_and_compute_delta(prev, val);
1183                 if (!delta)
1184                         return;
1185         } while (local64_cmpxchg(&event->hw.prev_count, prev, val) != prev);
1186
1187         local64_add(delta, &event->count);
1188
1189         /*
1190          * A number of places program the PMC with (0x80000000 - period_left).
1191          * We never want period_left to be less than 1 because we will program
1192          * the PMC with a value >= 0x800000000 and an edge detected PMC will
1193          * roll around to 0 before taking an exception. We have seen this
1194          * on POWER8.
1195          *
1196          * To fix this, clamp the minimum value of period_left to 1.
1197          */
1198         do {
1199                 prev = local64_read(&event->hw.period_left);
1200                 val = prev - delta;
1201                 if (val < 1)
1202                         val = 1;
1203         } while (local64_cmpxchg(&event->hw.period_left, prev, val) != prev);
1204 }
1205
1206 /*
1207  * On some machines, PMC5 and PMC6 can't be written, don't respect
1208  * the freeze conditions, and don't generate interrupts.  This tells
1209  * us if `event' is using such a PMC.
1210  */
1211 static int is_limited_pmc(int pmcnum)
1212 {
1213         return (ppmu->flags & PPMU_LIMITED_PMC5_6)
1214                 && (pmcnum == 5 || pmcnum == 6);
1215 }
1216
1217 static void freeze_limited_counters(struct cpu_hw_events *cpuhw,
1218                                     unsigned long pmc5, unsigned long pmc6)
1219 {
1220         struct perf_event *event;
1221         u64 val, prev, delta;
1222         int i;
1223
1224         for (i = 0; i < cpuhw->n_limited; ++i) {
1225                 event = cpuhw->limited_counter[i];
1226                 if (!event->hw.idx)
1227                         continue;
1228                 val = (event->hw.idx == 5) ? pmc5 : pmc6;
1229                 prev = local64_read(&event->hw.prev_count);
1230                 event->hw.idx = 0;
1231                 delta = check_and_compute_delta(prev, val);
1232                 if (delta)
1233                         local64_add(delta, &event->count);
1234         }
1235 }
1236
1237 static void thaw_limited_counters(struct cpu_hw_events *cpuhw,
1238                                   unsigned long pmc5, unsigned long pmc6)
1239 {
1240         struct perf_event *event;
1241         u64 val, prev;
1242         int i;
1243
1244         for (i = 0; i < cpuhw->n_limited; ++i) {
1245                 event = cpuhw->limited_counter[i];
1246                 event->hw.idx = cpuhw->limited_hwidx[i];
1247                 val = (event->hw.idx == 5) ? pmc5 : pmc6;
1248                 prev = local64_read(&event->hw.prev_count);
1249                 if (check_and_compute_delta(prev, val))
1250                         local64_set(&event->hw.prev_count, val);
1251                 perf_event_update_userpage(event);
1252         }
1253 }
1254
1255 /*
1256  * Since limited events don't respect the freeze conditions, we
1257  * have to read them immediately after freezing or unfreezing the
1258  * other events.  We try to keep the values from the limited
1259  * events as consistent as possible by keeping the delay (in
1260  * cycles and instructions) between freezing/unfreezing and reading
1261  * the limited events as small and consistent as possible.
1262  * Therefore, if any limited events are in use, we read them
1263  * both, and always in the same order, to minimize variability,
1264  * and do it inside the same asm that writes MMCR0.
1265  */
1266 static void write_mmcr0(struct cpu_hw_events *cpuhw, unsigned long mmcr0)
1267 {
1268         unsigned long pmc5, pmc6;
1269
1270         if (!cpuhw->n_limited) {
1271                 mtspr(SPRN_MMCR0, mmcr0);
1272                 return;
1273         }
1274
1275         /*
1276          * Write MMCR0, then read PMC5 and PMC6 immediately.
1277          * To ensure we don't get a performance monitor interrupt
1278          * between writing MMCR0 and freezing/thawing the limited
1279          * events, we first write MMCR0 with the event overflow
1280          * interrupt enable bits turned off.
1281          */
1282         asm volatile("mtspr %3,%2; mfspr %0,%4; mfspr %1,%5"
1283                      : "=&r" (pmc5), "=&r" (pmc6)
1284                      : "r" (mmcr0 & ~(MMCR0_PMC1CE | MMCR0_PMCjCE)),
1285                        "i" (SPRN_MMCR0),
1286                        "i" (SPRN_PMC5), "i" (SPRN_PMC6));
1287
1288         if (mmcr0 & MMCR0_FC)
1289                 freeze_limited_counters(cpuhw, pmc5, pmc6);
1290         else
1291                 thaw_limited_counters(cpuhw, pmc5, pmc6);
1292
1293         /*
1294          * Write the full MMCR0 including the event overflow interrupt
1295          * enable bits, if necessary.
1296          */
1297         if (mmcr0 & (MMCR0_PMC1CE | MMCR0_PMCjCE))
1298                 mtspr(SPRN_MMCR0, mmcr0);
1299 }
1300
1301 /*
1302  * Disable all events to prevent PMU interrupts and to allow
1303  * events to be added or removed.
1304  */
1305 static void power_pmu_disable(struct pmu *pmu)
1306 {
1307         struct cpu_hw_events *cpuhw;
1308         unsigned long flags, mmcr0, val, mmcra;
1309
1310         if (!ppmu)
1311                 return;
1312         local_irq_save(flags);
1313         cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_events);
1314
1315         if (!cpuhw->disabled) {
1316                 /*
1317                  * Check if we ever enabled the PMU on this cpu.
1318                  */
1319                 if (!cpuhw->pmcs_enabled) {
1320                         ppc_enable_pmcs();
1321                         cpuhw->pmcs_enabled = 1;
1322                 }
1323
1324                 /*
1325                  * Set the 'freeze counters' bit, clear EBE/BHRBA/PMCC/PMAO/FC56
1326                  * Also clear PMXE to disable PMI's getting triggered in some
1327                  * corner cases during PMU disable.
1328                  */
1329                 val  = mmcr0 = mfspr(SPRN_MMCR0);
1330                 val |= MMCR0_FC;
1331                 val &= ~(MMCR0_EBE | MMCR0_BHRBA | MMCR0_PMCC | MMCR0_PMAO |
1332                          MMCR0_PMXE | MMCR0_FC56);
1333                 /* Set mmcr0 PMCCEXT for p10 */
1334                 if (ppmu->flags & PPMU_ARCH_31)
1335                         val |= MMCR0_PMCCEXT;
1336
1337                 /*
1338                  * The barrier is to make sure the mtspr has been
1339                  * executed and the PMU has frozen the events etc.
1340                  * before we return.
1341                  */
1342                 write_mmcr0(cpuhw, val);
1343                 mb();
1344                 isync();
1345
1346                 /*
1347                  * Some corner cases could clear the PMU counter overflow
1348                  * while a masked PMI is pending. One such case is when
1349                  * a PMI happens during interrupt replay and perf counter
1350                  * values are cleared by PMU callbacks before replay.
1351                  *
1352                  * Disable the interrupt by clearing the paca bit for PMI
1353                  * since we are disabling the PMU now. Otherwise provide a
1354                  * warning if there is PMI pending, but no counter is found
1355                  * overflown.
1356                  *
1357                  * Since power_pmu_disable runs under local_irq_save, it
1358                  * could happen that code hits a PMC overflow without PMI
1359                  * pending in paca. Hence only clear PMI pending if it was
1360                  * set.
1361                  *
1362                  * If a PMI is pending, then MSR[EE] must be disabled (because
1363                  * the masked PMI handler disabling EE). So it is safe to
1364                  * call clear_pmi_irq_pending().
1365                  */
1366                 if (pmi_irq_pending())
1367                         clear_pmi_irq_pending();
1368
1369                 val = mmcra = cpuhw->mmcr.mmcra;
1370
1371                 /*
1372                  * Disable instruction sampling if it was enabled
1373                  */
1374                 val &= ~MMCRA_SAMPLE_ENABLE;
1375
1376                 /* Disable BHRB via mmcra (BHRBRD) for p10 */
1377                 if (ppmu->flags & PPMU_ARCH_31)
1378                         val |= MMCRA_BHRB_DISABLE;
1379
1380                 /*
1381                  * Write SPRN_MMCRA if mmcra has either disabled
1382                  * instruction sampling or BHRB.
1383                  */
1384                 if (val != mmcra) {
1385                         mtspr(SPRN_MMCRA, val);
1386                         mb();
1387                         isync();
1388                 }
1389
1390                 cpuhw->disabled = 1;
1391                 cpuhw->n_added = 0;
1392
1393                 ebb_switch_out(mmcr0);
1394
1395 #ifdef CONFIG_PPC64
1396                 /*
1397                  * These are readable by userspace, may contain kernel
1398                  * addresses and are not switched by context switch, so clear
1399                  * them now to avoid leaking anything to userspace in general
1400                  * including to another process.
1401                  */
1402                 if (ppmu->flags & PPMU_ARCH_207S) {
1403                         mtspr(SPRN_SDAR, 0);
1404                         mtspr(SPRN_SIAR, 0);
1405                 }
1406 #endif
1407         }
1408
1409         local_irq_restore(flags);
1410 }
1411
1412 /*
1413  * Re-enable all events if disable == 0.
1414  * If we were previously disabled and events were added, then
1415  * put the new config on the PMU.
1416  */
1417 static void power_pmu_enable(struct pmu *pmu)
1418 {
1419         struct perf_event *event;
1420         struct cpu_hw_events *cpuhw;
1421         unsigned long flags;
1422         long i;
1423         unsigned long val, mmcr0;
1424         s64 left;
1425         unsigned int hwc_index[MAX_HWEVENTS];
1426         int n_lim;
1427         int idx;
1428         bool ebb;
1429
1430         if (!ppmu)
1431                 return;
1432         local_irq_save(flags);
1433
1434         cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_events);
1435         if (!cpuhw->disabled)
1436                 goto out;
1437
1438         if (cpuhw->n_events == 0) {
1439                 ppc_set_pmu_inuse(0);
1440                 goto out;
1441         }
1442
1443         cpuhw->disabled = 0;
1444
1445         /*
1446          * EBB requires an exclusive group and all events must have the EBB
1447          * flag set, or not set, so we can just check a single event. Also we
1448          * know we have at least one event.
1449          */
1450         ebb = is_ebb_event(cpuhw->event[0]);
1451
1452         /*
1453          * If we didn't change anything, or only removed events,
1454          * no need to recalculate MMCR* settings and reset the PMCs.
1455          * Just reenable the PMU with the current MMCR* settings
1456          * (possibly updated for removal of events).
1457          */
1458         if (!cpuhw->n_added) {
1459                 /*
1460                  * If there is any active event with an overflown PMC
1461                  * value, set back PACA_IRQ_PMI which would have been
1462                  * cleared in power_pmu_disable().
1463                  */
1464                 hard_irq_disable();
1465                 if (any_pmc_overflown(cpuhw))
1466                         set_pmi_irq_pending();
1467
1468                 mtspr(SPRN_MMCRA, cpuhw->mmcr.mmcra & ~MMCRA_SAMPLE_ENABLE);
1469                 mtspr(SPRN_MMCR1, cpuhw->mmcr.mmcr1);
1470                 if (ppmu->flags & PPMU_ARCH_31)
1471                         mtspr(SPRN_MMCR3, cpuhw->mmcr.mmcr3);
1472                 goto out_enable;
1473         }
1474
1475         /*
1476          * Clear all MMCR settings and recompute them for the new set of events.
1477          */
1478         memset(&cpuhw->mmcr, 0, sizeof(cpuhw->mmcr));
1479
1480         if (ppmu->compute_mmcr(cpuhw->events, cpuhw->n_events, hwc_index,
1481                                &cpuhw->mmcr, cpuhw->event, ppmu->flags)) {
1482                 /* shouldn't ever get here */
1483                 printk(KERN_ERR "oops compute_mmcr failed\n");
1484                 goto out;
1485         }
1486
1487         if (!(ppmu->flags & PPMU_ARCH_207S)) {
1488                 /*
1489                  * Add in MMCR0 freeze bits corresponding to the attr.exclude_*
1490                  * bits for the first event. We have already checked that all
1491                  * events have the same value for these bits as the first event.
1492                  */
1493                 event = cpuhw->event[0];
1494                 if (event->attr.exclude_user)
1495                         cpuhw->mmcr.mmcr0 |= MMCR0_FCP;
1496                 if (event->attr.exclude_kernel)
1497                         cpuhw->mmcr.mmcr0 |= freeze_events_kernel;
1498                 if (event->attr.exclude_hv)
1499                         cpuhw->mmcr.mmcr0 |= MMCR0_FCHV;
1500         }
1501
1502         /*
1503          * Write the new configuration to MMCR* with the freeze
1504          * bit set and set the hardware events to their initial values.
1505          * Then unfreeze the events.
1506          */
1507         ppc_set_pmu_inuse(1);
1508         mtspr(SPRN_MMCRA, cpuhw->mmcr.mmcra & ~MMCRA_SAMPLE_ENABLE);
1509         mtspr(SPRN_MMCR1, cpuhw->mmcr.mmcr1);
1510         mtspr(SPRN_MMCR0, (cpuhw->mmcr.mmcr0 & ~(MMCR0_PMC1CE | MMCR0_PMCjCE))
1511                                 | MMCR0_FC);
1512         if (ppmu->flags & PPMU_ARCH_207S)
1513                 mtspr(SPRN_MMCR2, cpuhw->mmcr.mmcr2);
1514
1515         if (ppmu->flags & PPMU_ARCH_31)
1516                 mtspr(SPRN_MMCR3, cpuhw->mmcr.mmcr3);
1517
1518         /*
1519          * Read off any pre-existing events that need to move
1520          * to another PMC.
1521          */
1522         for (i = 0; i < cpuhw->n_events; ++i) {
1523                 event = cpuhw->event[i];
1524                 if (event->hw.idx && event->hw.idx != hwc_index[i] + 1) {
1525                         power_pmu_read(event);
1526                         write_pmc(event->hw.idx, 0);
1527                         event->hw.idx = 0;
1528                 }
1529         }
1530
1531         /*
1532          * Initialize the PMCs for all the new and moved events.
1533          */
1534         cpuhw->n_limited = n_lim = 0;
1535         for (i = 0; i < cpuhw->n_events; ++i) {
1536                 event = cpuhw->event[i];
1537                 if (event->hw.idx)
1538                         continue;
1539                 idx = hwc_index[i] + 1;
1540                 if (is_limited_pmc(idx)) {
1541                         cpuhw->limited_counter[n_lim] = event;
1542                         cpuhw->limited_hwidx[n_lim] = idx;
1543                         ++n_lim;
1544                         continue;
1545                 }
1546
1547                 if (ebb)
1548                         val = local64_read(&event->hw.prev_count);
1549                 else {
1550                         val = 0;
1551                         if (event->hw.sample_period) {
1552                                 left = local64_read(&event->hw.period_left);
1553                                 if (left < 0x80000000L)
1554                                         val = 0x80000000L - left;
1555                         }
1556                         local64_set(&event->hw.prev_count, val);
1557                 }
1558
1559                 event->hw.idx = idx;
1560                 if (event->hw.state & PERF_HES_STOPPED)
1561                         val = 0;
1562                 write_pmc(idx, val);
1563
1564                 perf_event_update_userpage(event);
1565         }
1566         cpuhw->n_limited = n_lim;
1567         cpuhw->mmcr.mmcr0 |= MMCR0_PMXE | MMCR0_FCECE;
1568
1569  out_enable:
1570         pmao_restore_workaround(ebb);
1571
1572         mmcr0 = ebb_switch_in(ebb, cpuhw);
1573
1574         mb();
1575         if (cpuhw->bhrb_users)
1576                 ppmu->config_bhrb(cpuhw->bhrb_filter);
1577
1578         write_mmcr0(cpuhw, mmcr0);
1579
1580         /*
1581          * Enable instruction sampling if necessary
1582          */
1583         if (cpuhw->mmcr.mmcra & MMCRA_SAMPLE_ENABLE) {
1584                 mb();
1585                 mtspr(SPRN_MMCRA, cpuhw->mmcr.mmcra);
1586         }
1587
1588  out:
1589
1590         local_irq_restore(flags);
1591 }
1592
1593 static int collect_events(struct perf_event *group, int max_count,
1594                           struct perf_event *ctrs[], u64 *events,
1595                           unsigned int *flags)
1596 {
1597         int n = 0;
1598         struct perf_event *event;
1599
1600         if (group->pmu->task_ctx_nr == perf_hw_context) {
1601                 if (n >= max_count)
1602                         return -1;
1603                 ctrs[n] = group;
1604                 flags[n] = group->hw.event_base;
1605                 events[n++] = group->hw.config;
1606         }
1607         for_each_sibling_event(event, group) {
1608                 if (event->pmu->task_ctx_nr == perf_hw_context &&
1609                     event->state != PERF_EVENT_STATE_OFF) {
1610                         if (n >= max_count)
1611                                 return -1;
1612                         ctrs[n] = event;
1613                         flags[n] = event->hw.event_base;
1614                         events[n++] = event->hw.config;
1615                 }
1616         }
1617         return n;
1618 }
1619
1620 /*
1621  * Add an event to the PMU.
1622  * If all events are not already frozen, then we disable and
1623  * re-enable the PMU in order to get hw_perf_enable to do the
1624  * actual work of reconfiguring the PMU.
1625  */
1626 static int power_pmu_add(struct perf_event *event, int ef_flags)
1627 {
1628         struct cpu_hw_events *cpuhw;
1629         unsigned long flags;
1630         int n0;
1631         int ret = -EAGAIN;
1632
1633         local_irq_save(flags);
1634         perf_pmu_disable(event->pmu);
1635
1636         /*
1637          * Add the event to the list (if there is room)
1638          * and check whether the total set is still feasible.
1639          */
1640         cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_events);
1641         n0 = cpuhw->n_events;
1642         if (n0 >= ppmu->n_counter)
1643                 goto out;
1644         cpuhw->event[n0] = event;
1645         cpuhw->events[n0] = event->hw.config;
1646         cpuhw->flags[n0] = event->hw.event_base;
1647
1648         /*
1649          * This event may have been disabled/stopped in record_and_restart()
1650          * because we exceeded the ->event_limit. If re-starting the event,
1651          * clear the ->hw.state (STOPPED and UPTODATE flags), so the user
1652          * notification is re-enabled.
1653          */
1654         if (!(ef_flags & PERF_EF_START))
1655                 event->hw.state = PERF_HES_STOPPED | PERF_HES_UPTODATE;
1656         else
1657                 event->hw.state = 0;
1658
1659         /*
1660          * If group events scheduling transaction was started,
1661          * skip the schedulability test here, it will be performed
1662          * at commit time(->commit_txn) as a whole
1663          */
1664         if (cpuhw->txn_flags & PERF_PMU_TXN_ADD)
1665                 goto nocheck;
1666
1667         if (check_excludes(cpuhw->event, cpuhw->flags, n0, 1))
1668                 goto out;
1669         if (power_check_constraints(cpuhw, cpuhw->events, cpuhw->flags, n0 + 1, cpuhw->event))
1670                 goto out;
1671         event->hw.config = cpuhw->events[n0];
1672
1673 nocheck:
1674         ebb_event_add(event);
1675
1676         ++cpuhw->n_events;
1677         ++cpuhw->n_added;
1678
1679         ret = 0;
1680  out:
1681         if (has_branch_stack(event)) {
1682                 u64 bhrb_filter = -1;
1683
1684                 if (ppmu->bhrb_filter_map)
1685                         bhrb_filter = ppmu->bhrb_filter_map(
1686                                 event->attr.branch_sample_type);
1687
1688                 if (bhrb_filter != -1) {
1689                         cpuhw->bhrb_filter = bhrb_filter;
1690                         power_pmu_bhrb_enable(event);
1691                 }
1692         }
1693
1694         perf_pmu_enable(event->pmu);
1695         local_irq_restore(flags);
1696         return ret;
1697 }
1698
1699 /*
1700  * Remove an event from the PMU.
1701  */
1702 static void power_pmu_del(struct perf_event *event, int ef_flags)
1703 {
1704         struct cpu_hw_events *cpuhw;
1705         long i;
1706         unsigned long flags;
1707
1708         local_irq_save(flags);
1709         perf_pmu_disable(event->pmu);
1710
1711         power_pmu_read(event);
1712
1713         cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_events);
1714         for (i = 0; i < cpuhw->n_events; ++i) {
1715                 if (event == cpuhw->event[i]) {
1716                         while (++i < cpuhw->n_events) {
1717                                 cpuhw->event[i-1] = cpuhw->event[i];
1718                                 cpuhw->events[i-1] = cpuhw->events[i];
1719                                 cpuhw->flags[i-1] = cpuhw->flags[i];
1720                         }
1721                         --cpuhw->n_events;
1722                         ppmu->disable_pmc(event->hw.idx - 1, &cpuhw->mmcr);
1723                         if (event->hw.idx) {
1724                                 write_pmc(event->hw.idx, 0);
1725                                 event->hw.idx = 0;
1726                         }
1727                         perf_event_update_userpage(event);
1728                         break;
1729                 }
1730         }
1731         for (i = 0; i < cpuhw->n_limited; ++i)
1732                 if (event == cpuhw->limited_counter[i])
1733                         break;
1734         if (i < cpuhw->n_limited) {
1735                 while (++i < cpuhw->n_limited) {
1736                         cpuhw->limited_counter[i-1] = cpuhw->limited_counter[i];
1737                         cpuhw->limited_hwidx[i-1] = cpuhw->limited_hwidx[i];
1738                 }
1739                 --cpuhw->n_limited;
1740         }
1741         if (cpuhw->n_events == 0) {
1742                 /* disable exceptions if no events are running */
1743                 cpuhw->mmcr.mmcr0 &= ~(MMCR0_PMXE | MMCR0_FCECE);
1744         }
1745
1746         if (has_branch_stack(event))
1747                 power_pmu_bhrb_disable(event);
1748
1749         perf_pmu_enable(event->pmu);
1750         local_irq_restore(flags);
1751 }
1752
1753 /*
1754  * POWER-PMU does not support disabling individual counters, hence
1755  * program their cycle counter to their max value and ignore the interrupts.
1756  */
1757
1758 static void power_pmu_start(struct perf_event *event, int ef_flags)
1759 {
1760         unsigned long flags;
1761         s64 left;
1762         unsigned long val;
1763
1764         if (!event->hw.idx || !event->hw.sample_period)
1765                 return;
1766
1767         if (!(event->hw.state & PERF_HES_STOPPED))
1768                 return;
1769
1770         if (ef_flags & PERF_EF_RELOAD)
1771                 WARN_ON_ONCE(!(event->hw.state & PERF_HES_UPTODATE));
1772
1773         local_irq_save(flags);
1774         perf_pmu_disable(event->pmu);
1775
1776         event->hw.state = 0;
1777         left = local64_read(&event->hw.period_left);
1778
1779         val = 0;
1780         if (left < 0x80000000L)
1781                 val = 0x80000000L - left;
1782
1783         write_pmc(event->hw.idx, val);
1784
1785         perf_event_update_userpage(event);
1786         perf_pmu_enable(event->pmu);
1787         local_irq_restore(flags);
1788 }
1789
1790 static void power_pmu_stop(struct perf_event *event, int ef_flags)
1791 {
1792         unsigned long flags;
1793
1794         if (!event->hw.idx || !event->hw.sample_period)
1795                 return;
1796
1797         if (event->hw.state & PERF_HES_STOPPED)
1798                 return;
1799
1800         local_irq_save(flags);
1801         perf_pmu_disable(event->pmu);
1802
1803         power_pmu_read(event);
1804         event->hw.state |= PERF_HES_STOPPED | PERF_HES_UPTODATE;
1805         write_pmc(event->hw.idx, 0);
1806
1807         perf_event_update_userpage(event);
1808         perf_pmu_enable(event->pmu);
1809         local_irq_restore(flags);
1810 }
1811
1812 /*
1813  * Start group events scheduling transaction
1814  * Set the flag to make pmu::enable() not perform the
1815  * schedulability test, it will be performed at commit time
1816  *
1817  * We only support PERF_PMU_TXN_ADD transactions. Save the
1818  * transaction flags but otherwise ignore non-PERF_PMU_TXN_ADD
1819  * transactions.
1820  */
1821 static void power_pmu_start_txn(struct pmu *pmu, unsigned int txn_flags)
1822 {
1823         struct cpu_hw_events *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_events);
1824
1825         WARN_ON_ONCE(cpuhw->txn_flags);         /* txn already in flight */
1826
1827         cpuhw->txn_flags = txn_flags;
1828         if (txn_flags & ~PERF_PMU_TXN_ADD)
1829                 return;
1830
1831         perf_pmu_disable(pmu);
1832         cpuhw->n_txn_start = cpuhw->n_events;
1833 }
1834
1835 /*
1836  * Stop group events scheduling transaction
1837  * Clear the flag and pmu::enable() will perform the
1838  * schedulability test.
1839  */
1840 static void power_pmu_cancel_txn(struct pmu *pmu)
1841 {
1842         struct cpu_hw_events *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_events);
1843         unsigned int txn_flags;
1844
1845         WARN_ON_ONCE(!cpuhw->txn_flags);        /* no txn in flight */
1846
1847         txn_flags = cpuhw->txn_flags;
1848         cpuhw->txn_flags = 0;
1849         if (txn_flags & ~PERF_PMU_TXN_ADD)
1850                 return;
1851
1852         perf_pmu_enable(pmu);
1853 }
1854
1855 /*
1856  * Commit group events scheduling transaction
1857  * Perform the group schedulability test as a whole
1858  * Return 0 if success
1859  */
1860 static int power_pmu_commit_txn(struct pmu *pmu)
1861 {
1862         struct cpu_hw_events *cpuhw;
1863         long i, n;
1864
1865         if (!ppmu)
1866                 return -EAGAIN;
1867
1868         cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_events);
1869         WARN_ON_ONCE(!cpuhw->txn_flags);        /* no txn in flight */
1870
1871         if (cpuhw->txn_flags & ~PERF_PMU_TXN_ADD) {
1872                 cpuhw->txn_flags = 0;
1873                 return 0;
1874         }
1875
1876         n = cpuhw->n_events;
1877         if (check_excludes(cpuhw->event, cpuhw->flags, 0, n))
1878                 return -EAGAIN;
1879         i = power_check_constraints(cpuhw, cpuhw->events, cpuhw->flags, n, cpuhw->event);
1880         if (i < 0)
1881                 return -EAGAIN;
1882
1883         for (i = cpuhw->n_txn_start; i < n; ++i)
1884                 cpuhw->event[i]->hw.config = cpuhw->events[i];
1885
1886         cpuhw->txn_flags = 0;
1887         perf_pmu_enable(pmu);
1888         return 0;
1889 }
1890
1891 /*
1892  * Return 1 if we might be able to put event on a limited PMC,
1893  * or 0 if not.
1894  * An event can only go on a limited PMC if it counts something
1895  * that a limited PMC can count, doesn't require interrupts, and
1896  * doesn't exclude any processor mode.
1897  */
1898 static int can_go_on_limited_pmc(struct perf_event *event, u64 ev,
1899                                  unsigned int flags)
1900 {
1901         int n;
1902         u64 alt[MAX_EVENT_ALTERNATIVES];
1903
1904         if (event->attr.exclude_user
1905             || event->attr.exclude_kernel
1906             || event->attr.exclude_hv
1907             || event->attr.sample_period)
1908                 return 0;
1909
1910         if (ppmu->limited_pmc_event(ev))
1911                 return 1;
1912
1913         /*
1914          * The requested event_id isn't on a limited PMC already;
1915          * see if any alternative code goes on a limited PMC.
1916          */
1917         if (!ppmu->get_alternatives)
1918                 return 0;
1919
1920         flags |= PPMU_LIMITED_PMC_OK | PPMU_LIMITED_PMC_REQD;
1921         n = ppmu->get_alternatives(ev, flags, alt);
1922
1923         return n > 0;
1924 }
1925
1926 /*
1927  * Find an alternative event_id that goes on a normal PMC, if possible,
1928  * and return the event_id code, or 0 if there is no such alternative.
1929  * (Note: event_id code 0 is "don't count" on all machines.)
1930  */
1931 static u64 normal_pmc_alternative(u64 ev, unsigned long flags)
1932 {
1933         u64 alt[MAX_EVENT_ALTERNATIVES];
1934         int n;
1935
1936         flags &= ~(PPMU_LIMITED_PMC_OK | PPMU_LIMITED_PMC_REQD);
1937         n = ppmu->get_alternatives(ev, flags, alt);
1938         if (!n)
1939                 return 0;
1940         return alt[0];
1941 }
1942
1943 /* Number of perf_events counting hardware events */
1944 static atomic_t num_events;
1945 /* Used to avoid races in calling reserve/release_pmc_hardware */
1946 static DEFINE_MUTEX(pmc_reserve_mutex);
1947
1948 /*
1949  * Release the PMU if this is the last perf_event.
1950  */
1951 static void hw_perf_event_destroy(struct perf_event *event)
1952 {
1953         if (!atomic_add_unless(&num_events, -1, 1)) {
1954                 mutex_lock(&pmc_reserve_mutex);
1955                 if (atomic_dec_return(&num_events) == 0)
1956                         release_pmc_hardware();
1957                 mutex_unlock(&pmc_reserve_mutex);
1958         }
1959 }
1960
1961 /*
1962  * Translate a generic cache event_id config to a raw event_id code.
1963  */
1964 static int hw_perf_cache_event(u64 config, u64 *eventp)
1965 {
1966         unsigned long type, op, result;
1967         u64 ev;
1968
1969         if (!ppmu->cache_events)
1970                 return -EINVAL;
1971
1972         /* unpack config */
1973         type = config & 0xff;
1974         op = (config >> 8) & 0xff;
1975         result = (config >> 16) & 0xff;
1976
1977         if (type >= PERF_COUNT_HW_CACHE_MAX ||
1978             op >= PERF_COUNT_HW_CACHE_OP_MAX ||
1979             result >= PERF_COUNT_HW_CACHE_RESULT_MAX)
1980                 return -EINVAL;
1981
1982         ev = (*ppmu->cache_events)[type][op][result];
1983         if (ev == 0)
1984                 return -EOPNOTSUPP;
1985         if (ev == -1)
1986                 return -EINVAL;
1987         *eventp = ev;
1988         return 0;
1989 }
1990
1991 static bool is_event_blacklisted(u64 ev)
1992 {
1993         int i;
1994
1995         for (i=0; i < ppmu->n_blacklist_ev; i++) {
1996                 if (ppmu->blacklist_ev[i] == ev)
1997                         return true;
1998         }
1999
2000         return false;
2001 }
2002
2003 static int power_pmu_event_init(struct perf_event *event)
2004 {
2005         u64 ev;
2006         unsigned long flags, irq_flags;
2007         struct perf_event *ctrs[MAX_HWEVENTS];
2008         u64 events[MAX_HWEVENTS];
2009         unsigned int cflags[MAX_HWEVENTS];
2010         int n;
2011         int err;
2012         struct cpu_hw_events *cpuhw;
2013
2014         if (!ppmu)
2015                 return -ENOENT;
2016
2017         if (has_branch_stack(event)) {
2018                 /* PMU has BHRB enabled */
2019                 if (!(ppmu->flags & PPMU_ARCH_207S))
2020                         return -EOPNOTSUPP;
2021         }
2022
2023         switch (event->attr.type) {
2024         case PERF_TYPE_HARDWARE:
2025                 ev = event->attr.config;
2026                 if (ev >= ppmu->n_generic || ppmu->generic_events[ev] == 0)
2027                         return -EOPNOTSUPP;
2028
2029                 if (ppmu->blacklist_ev && is_event_blacklisted(ev))
2030                         return -EINVAL;
2031                 ev = ppmu->generic_events[ev];
2032                 break;
2033         case PERF_TYPE_HW_CACHE:
2034                 err = hw_perf_cache_event(event->attr.config, &ev);
2035                 if (err)
2036                         return err;
2037
2038                 if (ppmu->blacklist_ev && is_event_blacklisted(ev))
2039                         return -EINVAL;
2040                 break;
2041         case PERF_TYPE_RAW:
2042                 ev = event->attr.config;
2043
2044                 if (ppmu->blacklist_ev && is_event_blacklisted(ev))
2045                         return -EINVAL;
2046                 break;
2047         default:
2048                 return -ENOENT;
2049         }
2050
2051         /*
2052          * PMU config registers have fields that are
2053          * reserved and some specific values for bit fields are reserved.
2054          * For ex., MMCRA[61:62] is Random Sampling Mode (SM)
2055          * and value of 0b11 to this field is reserved.
2056          * Check for invalid values in attr.config.
2057          */
2058         if (ppmu->check_attr_config &&
2059             ppmu->check_attr_config(event))
2060                 return -EINVAL;
2061
2062         event->hw.config_base = ev;
2063         event->hw.idx = 0;
2064
2065         /*
2066          * If we are not running on a hypervisor, force the
2067          * exclude_hv bit to 0 so that we don't care what
2068          * the user set it to.
2069          */
2070         if (!firmware_has_feature(FW_FEATURE_LPAR))
2071                 event->attr.exclude_hv = 0;
2072
2073         /*
2074          * If this is a per-task event, then we can use
2075          * PM_RUN_* events interchangeably with their non RUN_*
2076          * equivalents, e.g. PM_RUN_CYC instead of PM_CYC.
2077          * XXX we should check if the task is an idle task.
2078          */
2079         flags = 0;
2080         if (event->attach_state & PERF_ATTACH_TASK)
2081                 flags |= PPMU_ONLY_COUNT_RUN;
2082
2083         /*
2084          * If this machine has limited events, check whether this
2085          * event_id could go on a limited event.
2086          */
2087         if (ppmu->flags & PPMU_LIMITED_PMC5_6) {
2088                 if (can_go_on_limited_pmc(event, ev, flags)) {
2089                         flags |= PPMU_LIMITED_PMC_OK;
2090                 } else if (ppmu->limited_pmc_event(ev)) {
2091                         /*
2092                          * The requested event_id is on a limited PMC,
2093                          * but we can't use a limited PMC; see if any
2094                          * alternative goes on a normal PMC.
2095                          */
2096                         ev = normal_pmc_alternative(ev, flags);
2097                         if (!ev)
2098                                 return -EINVAL;
2099                 }
2100         }
2101
2102         /* Extra checks for EBB */
2103         err = ebb_event_check(event);
2104         if (err)
2105                 return err;
2106
2107         /*
2108          * If this is in a group, check if it can go on with all the
2109          * other hardware events in the group.  We assume the event
2110          * hasn't been linked into its leader's sibling list at this point.
2111          */
2112         n = 0;
2113         if (event->group_leader != event) {
2114                 n = collect_events(event->group_leader, ppmu->n_counter - 1,
2115                                    ctrs, events, cflags);
2116                 if (n < 0)
2117                         return -EINVAL;
2118         }
2119         events[n] = ev;
2120         ctrs[n] = event;
2121         cflags[n] = flags;
2122         if (check_excludes(ctrs, cflags, n, 1))
2123                 return -EINVAL;
2124
2125         local_irq_save(irq_flags);
2126         cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_events);
2127
2128         err = power_check_constraints(cpuhw, events, cflags, n + 1, ctrs);
2129
2130         if (has_branch_stack(event)) {
2131                 u64 bhrb_filter = -1;
2132
2133                 /*
2134                  * Currently no PMU supports having multiple branch filters
2135                  * at the same time. Branch filters are set via MMCRA IFM[32:33]
2136                  * bits for Power8 and above. Return EOPNOTSUPP when multiple
2137                  * branch filters are requested in the event attr.
2138                  *
2139                  * When opening event via perf_event_open(), branch_sample_type
2140                  * gets adjusted in perf_copy_attr(). Kernel will automatically
2141                  * adjust the branch_sample_type based on the event modifier
2142                  * settings to include PERF_SAMPLE_BRANCH_PLM_ALL. Hence drop
2143                  * the check for PERF_SAMPLE_BRANCH_PLM_ALL.
2144                  */
2145                 if (hweight64(event->attr.branch_sample_type & ~PERF_SAMPLE_BRANCH_PLM_ALL) > 1) {
2146                         local_irq_restore(irq_flags);
2147                         return -EOPNOTSUPP;
2148                 }
2149
2150                 if (ppmu->bhrb_filter_map)
2151                         bhrb_filter = ppmu->bhrb_filter_map(
2152                                         event->attr.branch_sample_type);
2153
2154                 if (bhrb_filter == -1) {
2155                         local_irq_restore(irq_flags);
2156                         return -EOPNOTSUPP;
2157                 }
2158                 cpuhw->bhrb_filter = bhrb_filter;
2159         }
2160
2161         local_irq_restore(irq_flags);
2162         if (err)
2163                 return -EINVAL;
2164
2165         event->hw.config = events[n];
2166         event->hw.event_base = cflags[n];
2167         event->hw.last_period = event->hw.sample_period;
2168         local64_set(&event->hw.period_left, event->hw.last_period);
2169
2170         /*
2171          * For EBB events we just context switch the PMC value, we don't do any
2172          * of the sample_period logic. We use hw.prev_count for this.
2173          */
2174         if (is_ebb_event(event))
2175                 local64_set(&event->hw.prev_count, 0);
2176
2177         /*
2178          * See if we need to reserve the PMU.
2179          * If no events are currently in use, then we have to take a
2180          * mutex to ensure that we don't race with another task doing
2181          * reserve_pmc_hardware or release_pmc_hardware.
2182          */
2183         err = 0;
2184         if (!atomic_inc_not_zero(&num_events)) {
2185                 mutex_lock(&pmc_reserve_mutex);
2186                 if (atomic_read(&num_events) == 0 &&
2187                     reserve_pmc_hardware(perf_event_interrupt))
2188                         err = -EBUSY;
2189                 else
2190                         atomic_inc(&num_events);
2191                 mutex_unlock(&pmc_reserve_mutex);
2192         }
2193         event->destroy = hw_perf_event_destroy;
2194
2195         return err;
2196 }
2197
2198 static int power_pmu_event_idx(struct perf_event *event)
2199 {
2200         return event->hw.idx;
2201 }
2202
2203 ssize_t power_events_sysfs_show(struct device *dev,
2204                                 struct device_attribute *attr, char *page)
2205 {
2206         struct perf_pmu_events_attr *pmu_attr;
2207
2208         pmu_attr = container_of(attr, struct perf_pmu_events_attr, attr);
2209
2210         return sprintf(page, "event=0x%02llx\n", pmu_attr->id);
2211 }
2212
2213 static struct pmu power_pmu = {
2214         .pmu_enable     = power_pmu_enable,
2215         .pmu_disable    = power_pmu_disable,
2216         .event_init     = power_pmu_event_init,
2217         .add            = power_pmu_add,
2218         .del            = power_pmu_del,
2219         .start          = power_pmu_start,
2220         .stop           = power_pmu_stop,
2221         .read           = power_pmu_read,
2222         .start_txn      = power_pmu_start_txn,
2223         .cancel_txn     = power_pmu_cancel_txn,
2224         .commit_txn     = power_pmu_commit_txn,
2225         .event_idx      = power_pmu_event_idx,
2226         .sched_task     = power_pmu_sched_task,
2227 };
2228
2229 #define PERF_SAMPLE_ADDR_TYPE  (PERF_SAMPLE_ADDR |              \
2230                                 PERF_SAMPLE_PHYS_ADDR |         \
2231                                 PERF_SAMPLE_DATA_PAGE_SIZE)
2232 /*
2233  * A counter has overflowed; update its count and record
2234  * things if requested.  Note that interrupts are hard-disabled
2235  * here so there is no possibility of being interrupted.
2236  */
2237 static void record_and_restart(struct perf_event *event, unsigned long val,
2238                                struct pt_regs *regs)
2239 {
2240         u64 period = event->hw.sample_period;
2241         s64 prev, delta, left;
2242         int record = 0;
2243
2244         if (event->hw.state & PERF_HES_STOPPED) {
2245                 write_pmc(event->hw.idx, 0);
2246                 return;
2247         }
2248
2249         /* we don't have to worry about interrupts here */
2250         prev = local64_read(&event->hw.prev_count);
2251         delta = check_and_compute_delta(prev, val);
2252         local64_add(delta, &event->count);
2253
2254         /*
2255          * See if the total period for this event has expired,
2256          * and update for the next period.
2257          */
2258         val = 0;
2259         left = local64_read(&event->hw.period_left) - delta;
2260         if (delta == 0)
2261                 left++;
2262         if (period) {
2263                 if (left <= 0) {
2264                         left += period;
2265                         if (left <= 0)
2266                                 left = period;
2267
2268                         /*
2269                          * If address is not requested in the sample via
2270                          * PERF_SAMPLE_IP, just record that sample irrespective
2271                          * of SIAR valid check.
2272                          */
2273                         if (event->attr.sample_type & PERF_SAMPLE_IP)
2274                                 record = siar_valid(regs);
2275                         else
2276                                 record = 1;
2277
2278                         event->hw.last_period = event->hw.sample_period;
2279                 }
2280                 if (left < 0x80000000LL)
2281                         val = 0x80000000LL - left;
2282         }
2283
2284         write_pmc(event->hw.idx, val);
2285         local64_set(&event->hw.prev_count, val);
2286         local64_set(&event->hw.period_left, left);
2287         perf_event_update_userpage(event);
2288
2289         /*
2290          * Due to hardware limitation, sometimes SIAR could sample a kernel
2291          * address even when freeze on supervisor state (kernel) is set in
2292          * MMCR2. Check attr.exclude_kernel and address to drop the sample in
2293          * these cases.
2294          */
2295         if (event->attr.exclude_kernel &&
2296             (event->attr.sample_type & PERF_SAMPLE_IP) &&
2297             is_kernel_addr(mfspr(SPRN_SIAR)))
2298                 record = 0;
2299
2300         /*
2301          * Finally record data if requested.
2302          */
2303         if (record) {
2304                 struct perf_sample_data data;
2305
2306                 perf_sample_data_init(&data, ~0ULL, event->hw.last_period);
2307
2308                 if (event->attr.sample_type & PERF_SAMPLE_ADDR_TYPE)
2309                         perf_get_data_addr(event, regs, &data.addr);
2310
2311                 if (event->attr.sample_type & PERF_SAMPLE_BRANCH_STACK) {
2312                         struct cpu_hw_events *cpuhw;
2313                         cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_events);
2314                         power_pmu_bhrb_read(event, cpuhw);
2315                         perf_sample_save_brstack(&data, event, &cpuhw->bhrb_stack, NULL);
2316                 }
2317
2318                 if (event->attr.sample_type & PERF_SAMPLE_DATA_SRC &&
2319                                                 ppmu->get_mem_data_src) {
2320                         ppmu->get_mem_data_src(&data.data_src, ppmu->flags, regs);
2321                         data.sample_flags |= PERF_SAMPLE_DATA_SRC;
2322                 }
2323
2324                 if (event->attr.sample_type & PERF_SAMPLE_WEIGHT_TYPE &&
2325                                                 ppmu->get_mem_weight) {
2326                         ppmu->get_mem_weight(&data.weight.full, event->attr.sample_type);
2327                         data.sample_flags |= PERF_SAMPLE_WEIGHT_TYPE;
2328                 }
2329                 if (perf_event_overflow(event, &data, regs))
2330                         power_pmu_stop(event, 0);
2331         } else if (period) {
2332                 /* Account for interrupt in case of invalid SIAR */
2333                 if (perf_event_account_interrupt(event))
2334                         power_pmu_stop(event, 0);
2335         }
2336 }
2337
2338 /*
2339  * Called from generic code to get the misc flags (i.e. processor mode)
2340  * for an event_id.
2341  */
2342 unsigned long perf_misc_flags(struct pt_regs *regs)
2343 {
2344         u32 flags = perf_get_misc_flags(regs);
2345
2346         if (flags)
2347                 return flags;
2348         return user_mode(regs) ? PERF_RECORD_MISC_USER :
2349                 PERF_RECORD_MISC_KERNEL;
2350 }
2351
2352 /*
2353  * Called from generic code to get the instruction pointer
2354  * for an event_id.
2355  */
2356 unsigned long perf_instruction_pointer(struct pt_regs *regs)
2357 {
2358         unsigned long siar = mfspr(SPRN_SIAR);
2359
2360         if (regs_use_siar(regs) && siar_valid(regs) && siar)
2361                 return siar + perf_ip_adjust(regs);
2362         else
2363                 return regs->nip;
2364 }
2365
2366 static bool pmc_overflow_power7(unsigned long val)
2367 {
2368         /*
2369          * Events on POWER7 can roll back if a speculative event doesn't
2370          * eventually complete. Unfortunately in some rare cases they will
2371          * raise a performance monitor exception. We need to catch this to
2372          * ensure we reset the PMC. In all cases the PMC will be 256 or less
2373          * cycles from overflow.
2374          *
2375          * We only do this if the first pass fails to find any overflowing
2376          * PMCs because a user might set a period of less than 256 and we
2377          * don't want to mistakenly reset them.
2378          */
2379         if ((0x80000000 - val) <= 256)
2380                 return true;
2381
2382         return false;
2383 }
2384
2385 static bool pmc_overflow(unsigned long val)
2386 {
2387         if ((int)val < 0)
2388                 return true;
2389
2390         return false;
2391 }
2392
2393 /*
2394  * Performance monitor interrupt stuff
2395  */
2396 static void __perf_event_interrupt(struct pt_regs *regs)
2397 {
2398         int i, j;
2399         struct cpu_hw_events *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_events);
2400         struct perf_event *event;
2401         int found, active;
2402
2403         if (cpuhw->n_limited)
2404                 freeze_limited_counters(cpuhw, mfspr(SPRN_PMC5),
2405                                         mfspr(SPRN_PMC6));
2406
2407         perf_read_regs(regs);
2408
2409         /* Read all the PMCs since we'll need them a bunch of times */
2410         for (i = 0; i < ppmu->n_counter; ++i)
2411                 cpuhw->pmcs[i] = read_pmc(i + 1);
2412
2413         /* Try to find what caused the IRQ */
2414         found = 0;
2415         for (i = 0; i < ppmu->n_counter; ++i) {
2416                 if (!pmc_overflow(cpuhw->pmcs[i]))
2417                         continue;
2418                 if (is_limited_pmc(i + 1))
2419                         continue; /* these won't generate IRQs */
2420                 /*
2421                  * We've found one that's overflowed.  For active
2422                  * counters we need to log this.  For inactive
2423                  * counters, we need to reset it anyway
2424                  */
2425                 found = 1;
2426                 active = 0;
2427                 for (j = 0; j < cpuhw->n_events; ++j) {
2428                         event = cpuhw->event[j];
2429                         if (event->hw.idx == (i + 1)) {
2430                                 active = 1;
2431                                 record_and_restart(event, cpuhw->pmcs[i], regs);
2432                                 break;
2433                         }
2434                 }
2435
2436                 /*
2437                  * Clear PACA_IRQ_PMI in case it was set by
2438                  * set_pmi_irq_pending() when PMU was enabled
2439                  * after accounting for interrupts.
2440                  */
2441                 clear_pmi_irq_pending();
2442
2443                 if (!active)
2444                         /* reset non active counters that have overflowed */
2445                         write_pmc(i + 1, 0);
2446         }
2447         if (!found && pvr_version_is(PVR_POWER7)) {
2448                 /* check active counters for special buggy p7 overflow */
2449                 for (i = 0; i < cpuhw->n_events; ++i) {
2450                         event = cpuhw->event[i];
2451                         if (!event->hw.idx || is_limited_pmc(event->hw.idx))
2452                                 continue;
2453                         if (pmc_overflow_power7(cpuhw->pmcs[event->hw.idx - 1])) {
2454                                 /* event has overflowed in a buggy way*/
2455                                 found = 1;
2456                                 record_and_restart(event,
2457                                                    cpuhw->pmcs[event->hw.idx - 1],
2458                                                    regs);
2459                         }
2460                 }
2461         }
2462
2463         /*
2464          * During system wide profiling or while specific CPU is monitored for an
2465          * event, some corner cases could cause PMC to overflow in idle path. This
2466          * will trigger a PMI after waking up from idle. Since counter values are _not_
2467          * saved/restored in idle path, can lead to below "Can't find PMC" message.
2468          */
2469         if (unlikely(!found) && !arch_irq_disabled_regs(regs))
2470                 printk_ratelimited(KERN_WARNING "Can't find PMC that caused IRQ\n");
2471
2472         /*
2473          * Reset MMCR0 to its normal value.  This will set PMXE and
2474          * clear FC (freeze counters) and PMAO (perf mon alert occurred)
2475          * and thus allow interrupts to occur again.
2476          * XXX might want to use MSR.PM to keep the events frozen until
2477          * we get back out of this interrupt.
2478          */
2479         write_mmcr0(cpuhw, cpuhw->mmcr.mmcr0);
2480
2481         /* Clear the cpuhw->pmcs */
2482         memset(&cpuhw->pmcs, 0, sizeof(cpuhw->pmcs));
2483
2484 }
2485
2486 static void perf_event_interrupt(struct pt_regs *regs)
2487 {
2488         u64 start_clock = sched_clock();
2489
2490         __perf_event_interrupt(regs);
2491         perf_sample_event_took(sched_clock() - start_clock);
2492 }
2493
2494 static int power_pmu_prepare_cpu(unsigned int cpu)
2495 {
2496         struct cpu_hw_events *cpuhw = &per_cpu(cpu_hw_events, cpu);
2497
2498         if (ppmu) {
2499                 memset(cpuhw, 0, sizeof(*cpuhw));
2500                 cpuhw->mmcr.mmcr0 = MMCR0_FC;
2501         }
2502         return 0;
2503 }
2504
2505 static ssize_t pmu_name_show(struct device *cdev,
2506                 struct device_attribute *attr,
2507                 char *buf)
2508 {
2509         if (ppmu)
2510                 return sysfs_emit(buf, "%s", ppmu->name);
2511
2512         return 0;
2513 }
2514
2515 static DEVICE_ATTR_RO(pmu_name);
2516
2517 static struct attribute *pmu_caps_attrs[] = {
2518         &dev_attr_pmu_name.attr,
2519         NULL
2520 };
2521
2522 static const struct attribute_group pmu_caps_group = {
2523         .name  = "caps",
2524         .attrs = pmu_caps_attrs,
2525 };
2526
2527 static const struct attribute_group *pmu_caps_groups[] = {
2528         &pmu_caps_group,
2529         NULL,
2530 };
2531
2532 int __init register_power_pmu(struct power_pmu *pmu)
2533 {
2534         if (ppmu)
2535                 return -EBUSY;          /* something's already registered */
2536
2537         ppmu = pmu;
2538         pr_info("%s performance monitor hardware support registered\n",
2539                 pmu->name);
2540
2541         power_pmu.attr_groups = ppmu->attr_groups;
2542
2543         if (ppmu->flags & PPMU_ARCH_207S)
2544                 power_pmu.attr_update = pmu_caps_groups;
2545
2546         power_pmu.capabilities |= (ppmu->capabilities & PERF_PMU_CAP_EXTENDED_REGS);
2547
2548 #ifdef MSR_HV
2549         /*
2550          * Use FCHV to ignore kernel events if MSR.HV is set.
2551          */
2552         if (mfmsr() & MSR_HV)
2553                 freeze_events_kernel = MMCR0_FCHV;
2554 #endif /* CONFIG_PPC64 */
2555
2556         perf_pmu_register(&power_pmu, "cpu", PERF_TYPE_RAW);
2557         cpuhp_setup_state(CPUHP_PERF_POWER, "perf/powerpc:prepare",
2558                           power_pmu_prepare_cpu, NULL);
2559         return 0;
2560 }
2561
2562 #ifdef CONFIG_PPC64
2563 static bool pmu_override = false;
2564 static unsigned long pmu_override_val;
2565 static void do_pmu_override(void *data)
2566 {
2567         ppc_set_pmu_inuse(1);
2568         if (pmu_override_val)
2569                 mtspr(SPRN_MMCR1, pmu_override_val);
2570         mtspr(SPRN_MMCR0, mfspr(SPRN_MMCR0) & ~MMCR0_FC);
2571 }
2572
2573 static int __init init_ppc64_pmu(void)
2574 {
2575         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_HVMODE) && pmu_override) {
2576                 pr_warn("disabling perf due to pmu_override= command line option.\n");
2577                 on_each_cpu(do_pmu_override, NULL, 1);
2578                 return 0;
2579         }
2580
2581         /* run through all the pmu drivers one at a time */
2582         if (!init_power5_pmu())
2583                 return 0;
2584         else if (!init_power5p_pmu())
2585                 return 0;
2586         else if (!init_power6_pmu())
2587                 return 0;
2588         else if (!init_power7_pmu())
2589                 return 0;
2590         else if (!init_power8_pmu())
2591                 return 0;
2592         else if (!init_power9_pmu())
2593                 return 0;
2594         else if (!init_power10_pmu())
2595                 return 0;
2596         else if (!init_power11_pmu())
2597                 return 0;
2598         else if (!init_ppc970_pmu())
2599                 return 0;
2600         else
2601                 return init_generic_compat_pmu();
2602 }
2603 early_initcall(init_ppc64_pmu);
2604
2605 static int __init pmu_setup(char *str)
2606 {
2607         unsigned long val;
2608
2609         if (!early_cpu_has_feature(CPU_FTR_HVMODE))
2610                 return 0;
2611
2612         pmu_override = true;
2613
2614         if (kstrtoul(str, 0, &val))
2615                 val = 0;
2616
2617         pmu_override_val = val;
2618
2619         return 1;
2620 }
2621 __setup("pmu_override=", pmu_setup);
2622
2623 #endif