Merge tag 'v3.15-rc1' into perf/urgent
[sfrench/cifs-2.6.git] / arch / arm / kernel / perf_event.c
1 #undef DEBUG
2
3 /*
4  * ARM performance counter support.
5  *
6  * Copyright (C) 2009 picoChip Designs, Ltd., Jamie Iles
7  * Copyright (C) 2010 ARM Ltd., Will Deacon <will.deacon@arm.com>
8  *
9  * This code is based on the sparc64 perf event code, which is in turn based
10  * on the x86 code. Callchain code is based on the ARM OProfile backtrace
11  * code.
12  */
13 #define pr_fmt(fmt) "hw perfevents: " fmt
14
15 #include <linux/kernel.h>
16 #include <linux/platform_device.h>
17 #include <linux/pm_runtime.h>
18 #include <linux/uaccess.h>
19 #include <linux/irq.h>
20 #include <linux/irqdesc.h>
21
22 #include <asm/irq_regs.h>
23 #include <asm/pmu.h>
24 #include <asm/stacktrace.h>
25
26 static int
27 armpmu_map_cache_event(const unsigned (*cache_map)
28                                       [PERF_COUNT_HW_CACHE_MAX]
29                                       [PERF_COUNT_HW_CACHE_OP_MAX]
30                                       [PERF_COUNT_HW_CACHE_RESULT_MAX],
31                        u64 config)
32 {
33         unsigned int cache_type, cache_op, cache_result, ret;
34
35         cache_type = (config >>  0) & 0xff;
36         if (cache_type >= PERF_COUNT_HW_CACHE_MAX)
37                 return -EINVAL;
38
39         cache_op = (config >>  8) & 0xff;
40         if (cache_op >= PERF_COUNT_HW_CACHE_OP_MAX)
41                 return -EINVAL;
42
43         cache_result = (config >> 16) & 0xff;
44         if (cache_result >= PERF_COUNT_HW_CACHE_RESULT_MAX)
45                 return -EINVAL;
46
47         ret = (int)(*cache_map)[cache_type][cache_op][cache_result];
48
49         if (ret == CACHE_OP_UNSUPPORTED)
50                 return -ENOENT;
51
52         return ret;
53 }
54
55 static int
56 armpmu_map_hw_event(const unsigned (*event_map)[PERF_COUNT_HW_MAX], u64 config)
57 {
58         int mapping;
59
60         if (config >= PERF_COUNT_HW_MAX)
61                 return -EINVAL;
62
63         mapping = (*event_map)[config];
64         return mapping == HW_OP_UNSUPPORTED ? -ENOENT : mapping;
65 }
66
67 static int
68 armpmu_map_raw_event(u32 raw_event_mask, u64 config)
69 {
70         return (int)(config & raw_event_mask);
71 }
72
73 int
74 armpmu_map_event(struct perf_event *event,
75                  const unsigned (*event_map)[PERF_COUNT_HW_MAX],
76                  const unsigned (*cache_map)
77                                 [PERF_COUNT_HW_CACHE_MAX]
78                                 [PERF_COUNT_HW_CACHE_OP_MAX]
79                                 [PERF_COUNT_HW_CACHE_RESULT_MAX],
80                  u32 raw_event_mask)
81 {
82         u64 config = event->attr.config;
83
84         switch (event->attr.type) {
85         case PERF_TYPE_HARDWARE:
86                 return armpmu_map_hw_event(event_map, config);
87         case PERF_TYPE_HW_CACHE:
88                 return armpmu_map_cache_event(cache_map, config);
89         case PERF_TYPE_RAW:
90                 return armpmu_map_raw_event(raw_event_mask, config);
91         }
92
93         return -ENOENT;
94 }
95
96 int armpmu_event_set_period(struct perf_event *event)
97 {
98         struct arm_pmu *armpmu = to_arm_pmu(event->pmu);
99         struct hw_perf_event *hwc = &event->hw;
100         s64 left = local64_read(&hwc->period_left);
101         s64 period = hwc->sample_period;
102         int ret = 0;
103
104         if (unlikely(left <= -period)) {
105                 left = period;
106                 local64_set(&hwc->period_left, left);
107                 hwc->last_period = period;
108                 ret = 1;
109         }
110
111         if (unlikely(left <= 0)) {
112                 left += period;
113                 local64_set(&hwc->period_left, left);
114                 hwc->last_period = period;
115                 ret = 1;
116         }
117
118         if (left > (s64)armpmu->max_period)
119                 left = armpmu->max_period;
120
121         local64_set(&hwc->prev_count, (u64)-left);
122
123         armpmu->write_counter(event, (u64)(-left) & 0xffffffff);
124
125         perf_event_update_userpage(event);
126
127         return ret;
128 }
129
130 u64 armpmu_event_update(struct perf_event *event)
131 {
132         struct arm_pmu *armpmu = to_arm_pmu(event->pmu);
133         struct hw_perf_event *hwc = &event->hw;
134         u64 delta, prev_raw_count, new_raw_count;
135
136 again:
137         prev_raw_count = local64_read(&hwc->prev_count);
138         new_raw_count = armpmu->read_counter(event);
139
140         if (local64_cmpxchg(&hwc->prev_count, prev_raw_count,
141                              new_raw_count) != prev_raw_count)
142                 goto again;
143
144         delta = (new_raw_count - prev_raw_count) & armpmu->max_period;
145
146         local64_add(delta, &event->count);
147         local64_sub(delta, &hwc->period_left);
148
149         return new_raw_count;
150 }
151
152 static void
153 armpmu_read(struct perf_event *event)
154 {
155         armpmu_event_update(event);
156 }
157
158 static void
159 armpmu_stop(struct perf_event *event, int flags)
160 {
161         struct arm_pmu *armpmu = to_arm_pmu(event->pmu);
162         struct hw_perf_event *hwc = &event->hw;
163
164         /*
165          * ARM pmu always has to update the counter, so ignore
166          * PERF_EF_UPDATE, see comments in armpmu_start().
167          */
168         if (!(hwc->state & PERF_HES_STOPPED)) {
169                 armpmu->disable(event);
170                 armpmu_event_update(event);
171                 hwc->state |= PERF_HES_STOPPED | PERF_HES_UPTODATE;
172         }
173 }
174
175 static void armpmu_start(struct perf_event *event, int flags)
176 {
177         struct arm_pmu *armpmu = to_arm_pmu(event->pmu);
178         struct hw_perf_event *hwc = &event->hw;
179
180         /*
181          * ARM pmu always has to reprogram the period, so ignore
182          * PERF_EF_RELOAD, see the comment below.
183          */
184         if (flags & PERF_EF_RELOAD)
185                 WARN_ON_ONCE(!(hwc->state & PERF_HES_UPTODATE));
186
187         hwc->state = 0;
188         /*
189          * Set the period again. Some counters can't be stopped, so when we
190          * were stopped we simply disabled the IRQ source and the counter
191          * may have been left counting. If we don't do this step then we may
192          * get an interrupt too soon or *way* too late if the overflow has
193          * happened since disabling.
194          */
195         armpmu_event_set_period(event);
196         armpmu->enable(event);
197 }
198
199 static void
200 armpmu_del(struct perf_event *event, int flags)
201 {
202         struct arm_pmu *armpmu = to_arm_pmu(event->pmu);
203         struct pmu_hw_events *hw_events = armpmu->get_hw_events();
204         struct hw_perf_event *hwc = &event->hw;
205         int idx = hwc->idx;
206
207         armpmu_stop(event, PERF_EF_UPDATE);
208         hw_events->events[idx] = NULL;
209         clear_bit(idx, hw_events->used_mask);
210         if (armpmu->clear_event_idx)
211                 armpmu->clear_event_idx(hw_events, event);
212
213         perf_event_update_userpage(event);
214 }
215
216 static int
217 armpmu_add(struct perf_event *event, int flags)
218 {
219         struct arm_pmu *armpmu = to_arm_pmu(event->pmu);
220         struct pmu_hw_events *hw_events = armpmu->get_hw_events();
221         struct hw_perf_event *hwc = &event->hw;
222         int idx;
223         int err = 0;
224
225         perf_pmu_disable(event->pmu);
226
227         /* If we don't have a space for the counter then finish early. */
228         idx = armpmu->get_event_idx(hw_events, event);
229         if (idx < 0) {
230                 err = idx;
231                 goto out;
232         }
233
234         /*
235          * If there is an event in the counter we are going to use then make
236          * sure it is disabled.
237          */
238         event->hw.idx = idx;
239         armpmu->disable(event);
240         hw_events->events[idx] = event;
241
242         hwc->state = PERF_HES_STOPPED | PERF_HES_UPTODATE;
243         if (flags & PERF_EF_START)
244                 armpmu_start(event, PERF_EF_RELOAD);
245
246         /* Propagate our changes to the userspace mapping. */
247         perf_event_update_userpage(event);
248
249 out:
250         perf_pmu_enable(event->pmu);
251         return err;
252 }
253
254 static int
255 validate_event(struct pmu_hw_events *hw_events,
256                struct perf_event *event)
257 {
258         struct arm_pmu *armpmu = to_arm_pmu(event->pmu);
259
260         if (is_software_event(event))
261                 return 1;
262
263         if (event->state < PERF_EVENT_STATE_OFF)
264                 return 1;
265
266         if (event->state == PERF_EVENT_STATE_OFF && !event->attr.enable_on_exec)
267                 return 1;
268
269         return armpmu->get_event_idx(hw_events, event) >= 0;
270 }
271
272 static int
273 validate_group(struct perf_event *event)
274 {
275         struct perf_event *sibling, *leader = event->group_leader;
276         struct pmu_hw_events fake_pmu;
277         DECLARE_BITMAP(fake_used_mask, ARMPMU_MAX_HWEVENTS);
278
279         /*
280          * Initialise the fake PMU. We only need to populate the
281          * used_mask for the purposes of validation.
282          */
283         memset(fake_used_mask, 0, sizeof(fake_used_mask));
284         fake_pmu.used_mask = fake_used_mask;
285
286         if (!validate_event(&fake_pmu, leader))
287                 return -EINVAL;
288
289         list_for_each_entry(sibling, &leader->sibling_list, group_entry) {
290                 if (!validate_event(&fake_pmu, sibling))
291                         return -EINVAL;
292         }
293
294         if (!validate_event(&fake_pmu, event))
295                 return -EINVAL;
296
297         return 0;
298 }
299
300 static irqreturn_t armpmu_dispatch_irq(int irq, void *dev)
301 {
302         struct arm_pmu *armpmu;
303         struct platform_device *plat_device;
304         struct arm_pmu_platdata *plat;
305         int ret;
306         u64 start_clock, finish_clock;
307
308         if (irq_is_percpu(irq))
309                 dev = *(void **)dev;
310         armpmu = dev;
311         plat_device = armpmu->plat_device;
312         plat = dev_get_platdata(&plat_device->dev);
313
314         start_clock = sched_clock();
315         if (plat && plat->handle_irq)
316                 ret = plat->handle_irq(irq, dev, armpmu->handle_irq);
317         else
318                 ret = armpmu->handle_irq(irq, dev);
319         finish_clock = sched_clock();
320
321         perf_sample_event_took(finish_clock - start_clock);
322         return ret;
323 }
324
325 static void
326 armpmu_release_hardware(struct arm_pmu *armpmu)
327 {
328         armpmu->free_irq(armpmu);
329         pm_runtime_put_sync(&armpmu->plat_device->dev);
330 }
331
332 static int
333 armpmu_reserve_hardware(struct arm_pmu *armpmu)
334 {
335         int err;
336         struct platform_device *pmu_device = armpmu->plat_device;
337
338         if (!pmu_device)
339                 return -ENODEV;
340
341         pm_runtime_get_sync(&pmu_device->dev);
342         err = armpmu->request_irq(armpmu, armpmu_dispatch_irq);
343         if (err) {
344                 armpmu_release_hardware(armpmu);
345                 return err;
346         }
347
348         return 0;
349 }
350
351 static void
352 hw_perf_event_destroy(struct perf_event *event)
353 {
354         struct arm_pmu *armpmu = to_arm_pmu(event->pmu);
355         atomic_t *active_events  = &armpmu->active_events;
356         struct mutex *pmu_reserve_mutex = &armpmu->reserve_mutex;
357
358         if (atomic_dec_and_mutex_lock(active_events, pmu_reserve_mutex)) {
359                 armpmu_release_hardware(armpmu);
360                 mutex_unlock(pmu_reserve_mutex);
361         }
362 }
363
364 static int
365 event_requires_mode_exclusion(struct perf_event_attr *attr)
366 {
367         return attr->exclude_idle || attr->exclude_user ||
368                attr->exclude_kernel || attr->exclude_hv;
369 }
370
371 static int
372 __hw_perf_event_init(struct perf_event *event)
373 {
374         struct arm_pmu *armpmu = to_arm_pmu(event->pmu);
375         struct hw_perf_event *hwc = &event->hw;
376         int mapping;
377
378         mapping = armpmu->map_event(event);
379
380         if (mapping < 0) {
381                 pr_debug("event %x:%llx not supported\n", event->attr.type,
382                          event->attr.config);
383                 return mapping;
384         }
385
386         /*
387          * We don't assign an index until we actually place the event onto
388          * hardware. Use -1 to signify that we haven't decided where to put it
389          * yet. For SMP systems, each core has it's own PMU so we can't do any
390          * clever allocation or constraints checking at this point.
391          */
392         hwc->idx                = -1;
393         hwc->config_base        = 0;
394         hwc->config             = 0;
395         hwc->event_base         = 0;
396
397         /*
398          * Check whether we need to exclude the counter from certain modes.
399          */
400         if ((!armpmu->set_event_filter ||
401              armpmu->set_event_filter(hwc, &event->attr)) &&
402              event_requires_mode_exclusion(&event->attr)) {
403                 pr_debug("ARM performance counters do not support "
404                          "mode exclusion\n");
405                 return -EOPNOTSUPP;
406         }
407
408         /*
409          * Store the event encoding into the config_base field.
410          */
411         hwc->config_base            |= (unsigned long)mapping;
412
413         if (!hwc->sample_period) {
414                 /*
415                  * For non-sampling runs, limit the sample_period to half
416                  * of the counter width. That way, the new counter value
417                  * is far less likely to overtake the previous one unless
418                  * you have some serious IRQ latency issues.
419                  */
420                 hwc->sample_period  = armpmu->max_period >> 1;
421                 hwc->last_period    = hwc->sample_period;
422                 local64_set(&hwc->period_left, hwc->sample_period);
423         }
424
425         if (event->group_leader != event) {
426                 if (validate_group(event) != 0)
427                         return -EINVAL;
428         }
429
430         return 0;
431 }
432
433 static int armpmu_event_init(struct perf_event *event)
434 {
435         struct arm_pmu *armpmu = to_arm_pmu(event->pmu);
436         int err = 0;
437         atomic_t *active_events = &armpmu->active_events;
438
439         /* does not support taken branch sampling */
440         if (has_branch_stack(event))
441                 return -EOPNOTSUPP;
442
443         if (armpmu->map_event(event) == -ENOENT)
444                 return -ENOENT;
445
446         event->destroy = hw_perf_event_destroy;
447
448         if (!atomic_inc_not_zero(active_events)) {
449                 mutex_lock(&armpmu->reserve_mutex);
450                 if (atomic_read(active_events) == 0)
451                         err = armpmu_reserve_hardware(armpmu);
452
453                 if (!err)
454                         atomic_inc(active_events);
455                 mutex_unlock(&armpmu->reserve_mutex);
456         }
457
458         if (err)
459                 return err;
460
461         err = __hw_perf_event_init(event);
462         if (err)
463                 hw_perf_event_destroy(event);
464
465         return err;
466 }
467
468 static void armpmu_enable(struct pmu *pmu)
469 {
470         struct arm_pmu *armpmu = to_arm_pmu(pmu);
471         struct pmu_hw_events *hw_events = armpmu->get_hw_events();
472         int enabled = bitmap_weight(hw_events->used_mask, armpmu->num_events);
473
474         if (enabled)
475                 armpmu->start(armpmu);
476 }
477
478 static void armpmu_disable(struct pmu *pmu)
479 {
480         struct arm_pmu *armpmu = to_arm_pmu(pmu);
481         armpmu->stop(armpmu);
482 }
483
484 #ifdef CONFIG_PM_RUNTIME
485 static int armpmu_runtime_resume(struct device *dev)
486 {
487         struct arm_pmu_platdata *plat = dev_get_platdata(dev);
488
489         if (plat && plat->runtime_resume)
490                 return plat->runtime_resume(dev);
491
492         return 0;
493 }
494
495 static int armpmu_runtime_suspend(struct device *dev)
496 {
497         struct arm_pmu_platdata *plat = dev_get_platdata(dev);
498
499         if (plat && plat->runtime_suspend)
500                 return plat->runtime_suspend(dev);
501
502         return 0;
503 }
504 #endif
505
506 const struct dev_pm_ops armpmu_dev_pm_ops = {
507         SET_RUNTIME_PM_OPS(armpmu_runtime_suspend, armpmu_runtime_resume, NULL)
508 };
509
510 static void armpmu_init(struct arm_pmu *armpmu)
511 {
512         atomic_set(&armpmu->active_events, 0);
513         mutex_init(&armpmu->reserve_mutex);
514
515         armpmu->pmu = (struct pmu) {
516                 .pmu_enable     = armpmu_enable,
517                 .pmu_disable    = armpmu_disable,
518                 .event_init     = armpmu_event_init,
519                 .add            = armpmu_add,
520                 .del            = armpmu_del,
521                 .start          = armpmu_start,
522                 .stop           = armpmu_stop,
523                 .read           = armpmu_read,
524         };
525 }
526
527 int armpmu_register(struct arm_pmu *armpmu, int type)
528 {
529         armpmu_init(armpmu);
530         pm_runtime_enable(&armpmu->plat_device->dev);
531         pr_info("enabled with %s PMU driver, %d counters available\n",
532                         armpmu->name, armpmu->num_events);
533         return perf_pmu_register(&armpmu->pmu, armpmu->name, type);
534 }
535
536 /*
537  * Callchain handling code.
538  */
539
540 /*
541  * The registers we're interested in are at the end of the variable
542  * length saved register structure. The fp points at the end of this
543  * structure so the address of this struct is:
544  * (struct frame_tail *)(xxx->fp)-1
545  *
546  * This code has been adapted from the ARM OProfile support.
547  */
548 struct frame_tail {
549         struct frame_tail __user *fp;
550         unsigned long sp;
551         unsigned long lr;
552 } __attribute__((packed));
553
554 /*
555  * Get the return address for a single stackframe and return a pointer to the
556  * next frame tail.
557  */
558 static struct frame_tail __user *
559 user_backtrace(struct frame_tail __user *tail,
560                struct perf_callchain_entry *entry)
561 {
562         struct frame_tail buftail;
563
564         /* Also check accessibility of one struct frame_tail beyond */
565         if (!access_ok(VERIFY_READ, tail, sizeof(buftail)))
566                 return NULL;
567         if (__copy_from_user_inatomic(&buftail, tail, sizeof(buftail)))
568                 return NULL;
569
570         perf_callchain_store(entry, buftail.lr);
571
572         /*
573          * Frame pointers should strictly progress back up the stack
574          * (towards higher addresses).
575          */
576         if (tail + 1 >= buftail.fp)
577                 return NULL;
578
579         return buftail.fp - 1;
580 }
581
582 void
583 perf_callchain_user(struct perf_callchain_entry *entry, struct pt_regs *regs)
584 {
585         struct frame_tail __user *tail;
586
587         if (perf_guest_cbs && perf_guest_cbs->is_in_guest()) {
588                 /* We don't support guest os callchain now */
589                 return;
590         }
591
592         perf_callchain_store(entry, regs->ARM_pc);
593         tail = (struct frame_tail __user *)regs->ARM_fp - 1;
594
595         while ((entry->nr < PERF_MAX_STACK_DEPTH) &&
596                tail && !((unsigned long)tail & 0x3))
597                 tail = user_backtrace(tail, entry);
598 }
599
600 /*
601  * Gets called by walk_stackframe() for every stackframe. This will be called
602  * whist unwinding the stackframe and is like a subroutine return so we use
603  * the PC.
604  */
605 static int
606 callchain_trace(struct stackframe *fr,
607                 void *data)
608 {
609         struct perf_callchain_entry *entry = data;
610         perf_callchain_store(entry, fr->pc);
611         return 0;
612 }
613
614 void
615 perf_callchain_kernel(struct perf_callchain_entry *entry, struct pt_regs *regs)
616 {
617         struct stackframe fr;
618
619         if (perf_guest_cbs && perf_guest_cbs->is_in_guest()) {
620                 /* We don't support guest os callchain now */
621                 return;
622         }
623
624         fr.fp = regs->ARM_fp;
625         fr.sp = regs->ARM_sp;
626         fr.lr = regs->ARM_lr;
627         fr.pc = regs->ARM_pc;
628         walk_stackframe(&fr, callchain_trace, entry);
629 }
630
631 unsigned long perf_instruction_pointer(struct pt_regs *regs)
632 {
633         if (perf_guest_cbs && perf_guest_cbs->is_in_guest())
634                 return perf_guest_cbs->get_guest_ip();
635
636         return instruction_pointer(regs);
637 }
638
639 unsigned long perf_misc_flags(struct pt_regs *regs)
640 {
641         int misc = 0;
642
643         if (perf_guest_cbs && perf_guest_cbs->is_in_guest()) {
644                 if (perf_guest_cbs->is_user_mode())
645                         misc |= PERF_RECORD_MISC_GUEST_USER;
646                 else
647                         misc |= PERF_RECORD_MISC_GUEST_KERNEL;
648         } else {
649                 if (user_mode(regs))
650                         misc |= PERF_RECORD_MISC_USER;
651                 else
652                         misc |= PERF_RECORD_MISC_KERNEL;
653         }
654
655         return misc;
656 }