Merge remote-tracking branch 'asoc/topic/rcar' into asoc-next
[sfrench/cifs-2.6.git] / arch / powerpc / perf / core-book3s.c
1 /*
2  * Performance event support - powerpc architecture code
3  *
4  * Copyright 2008-2009 Paul Mackerras, IBM Corporation.
5  *
6  * This program is free software; you can redistribute it and/or
7  * modify it under the terms of the GNU General Public License
8  * as published by the Free Software Foundation; either version
9  * 2 of the License, or (at your option) any later version.
10  */
11 #include <linux/kernel.h>
12 #include <linux/sched.h>
13 #include <linux/perf_event.h>
14 #include <linux/percpu.h>
15 #include <linux/hardirq.h>
16 #include <linux/uaccess.h>
17 #include <asm/reg.h>
18 #include <asm/pmc.h>
19 #include <asm/machdep.h>
20 #include <asm/firmware.h>
21 #include <asm/ptrace.h>
22 #include <asm/code-patching.h>
23
24 #define BHRB_MAX_ENTRIES        32
25 #define BHRB_TARGET             0x0000000000000002
26 #define BHRB_PREDICTION         0x0000000000000001
27 #define BHRB_EA                 0xFFFFFFFFFFFFFFFCUL
28
29 struct cpu_hw_events {
30         int n_events;
31         int n_percpu;
32         int disabled;
33         int n_added;
34         int n_limited;
35         u8  pmcs_enabled;
36         struct perf_event *event[MAX_HWEVENTS];
37         u64 events[MAX_HWEVENTS];
38         unsigned int flags[MAX_HWEVENTS];
39         /*
40          * The order of the MMCR array is:
41          *  - 64-bit, MMCR0, MMCR1, MMCRA, MMCR2
42          *  - 32-bit, MMCR0, MMCR1, MMCR2
43          */
44         unsigned long mmcr[4];
45         struct perf_event *limited_counter[MAX_LIMITED_HWCOUNTERS];
46         u8  limited_hwidx[MAX_LIMITED_HWCOUNTERS];
47         u64 alternatives[MAX_HWEVENTS][MAX_EVENT_ALTERNATIVES];
48         unsigned long amasks[MAX_HWEVENTS][MAX_EVENT_ALTERNATIVES];
49         unsigned long avalues[MAX_HWEVENTS][MAX_EVENT_ALTERNATIVES];
50
51         unsigned int txn_flags;
52         int n_txn_start;
53
54         /* BHRB bits */
55         u64                             bhrb_filter;    /* BHRB HW branch filter */
56         unsigned int                    bhrb_users;
57         void                            *bhrb_context;
58         struct  perf_branch_stack       bhrb_stack;
59         struct  perf_branch_entry       bhrb_entries[BHRB_MAX_ENTRIES];
60         u64                             ic_init;
61 };
62
63 static DEFINE_PER_CPU(struct cpu_hw_events, cpu_hw_events);
64
65 static struct power_pmu *ppmu;
66
67 /*
68  * Normally, to ignore kernel events we set the FCS (freeze counters
69  * in supervisor mode) bit in MMCR0, but if the kernel runs with the
70  * hypervisor bit set in the MSR, or if we are running on a processor
71  * where the hypervisor bit is forced to 1 (as on Apple G5 processors),
72  * then we need to use the FCHV bit to ignore kernel events.
73  */
74 static unsigned int freeze_events_kernel = MMCR0_FCS;
75
76 /*
77  * 32-bit doesn't have MMCRA but does have an MMCR2,
78  * and a few other names are different.
79  */
80 #ifdef CONFIG_PPC32
81
82 #define MMCR0_FCHV              0
83 #define MMCR0_PMCjCE            MMCR0_PMCnCE
84 #define MMCR0_FC56              0
85 #define MMCR0_PMAO              0
86 #define MMCR0_EBE               0
87 #define MMCR0_BHRBA             0
88 #define MMCR0_PMCC              0
89 #define MMCR0_PMCC_U6           0
90
91 #define SPRN_MMCRA              SPRN_MMCR2
92 #define MMCRA_SAMPLE_ENABLE     0
93
94 static inline unsigned long perf_ip_adjust(struct pt_regs *regs)
95 {
96         return 0;
97 }
98 static inline void perf_get_data_addr(struct pt_regs *regs, u64 *addrp) { }
99 static inline u32 perf_get_misc_flags(struct pt_regs *regs)
100 {
101         return 0;
102 }
103 static inline void perf_read_regs(struct pt_regs *regs)
104 {
105         regs->result = 0;
106 }
107 static inline int perf_intr_is_nmi(struct pt_regs *regs)
108 {
109         return 0;
110 }
111
112 static inline int siar_valid(struct pt_regs *regs)
113 {
114         return 1;
115 }
116
117 static bool is_ebb_event(struct perf_event *event) { return false; }
118 static int ebb_event_check(struct perf_event *event) { return 0; }
119 static void ebb_event_add(struct perf_event *event) { }
120 static void ebb_switch_out(unsigned long mmcr0) { }
121 static unsigned long ebb_switch_in(bool ebb, struct cpu_hw_events *cpuhw)
122 {
123         return cpuhw->mmcr[0];
124 }
125
126 static inline void power_pmu_bhrb_enable(struct perf_event *event) {}
127 static inline void power_pmu_bhrb_disable(struct perf_event *event) {}
128 static void power_pmu_sched_task(struct perf_event_context *ctx, bool sched_in) {}
129 static inline void power_pmu_bhrb_read(struct cpu_hw_events *cpuhw) {}
130 static void pmao_restore_workaround(bool ebb) { }
131 static bool use_ic(u64 event)
132 {
133         return false;
134 }
135 #endif /* CONFIG_PPC32 */
136
137 static bool regs_use_siar(struct pt_regs *regs)
138 {
139         /*
140          * When we take a performance monitor exception the regs are setup
141          * using perf_read_regs() which overloads some fields, in particular
142          * regs->result to tell us whether to use SIAR.
143          *
144          * However if the regs are from another exception, eg. a syscall, then
145          * they have not been setup using perf_read_regs() and so regs->result
146          * is something random.
147          */
148         return ((TRAP(regs) == 0xf00) && regs->result);
149 }
150
151 /*
152  * Things that are specific to 64-bit implementations.
153  */
154 #ifdef CONFIG_PPC64
155
156 static inline unsigned long perf_ip_adjust(struct pt_regs *regs)
157 {
158         unsigned long mmcra = regs->dsisr;
159
160         if ((ppmu->flags & PPMU_HAS_SSLOT) && (mmcra & MMCRA_SAMPLE_ENABLE)) {
161                 unsigned long slot = (mmcra & MMCRA_SLOT) >> MMCRA_SLOT_SHIFT;
162                 if (slot > 1)
163                         return 4 * (slot - 1);
164         }
165
166         return 0;
167 }
168
169 /*
170  * The user wants a data address recorded.
171  * If we're not doing instruction sampling, give them the SDAR
172  * (sampled data address).  If we are doing instruction sampling, then
173  * only give them the SDAR if it corresponds to the instruction
174  * pointed to by SIAR; this is indicated by the [POWER6_]MMCRA_SDSYNC, the
175  * [POWER7P_]MMCRA_SDAR_VALID bit in MMCRA, or the SDAR_VALID bit in SIER.
176  */
177 static inline void perf_get_data_addr(struct pt_regs *regs, u64 *addrp)
178 {
179         unsigned long mmcra = regs->dsisr;
180         bool sdar_valid;
181
182         if (ppmu->flags & PPMU_HAS_SIER)
183                 sdar_valid = regs->dar & SIER_SDAR_VALID;
184         else {
185                 unsigned long sdsync;
186
187                 if (ppmu->flags & PPMU_SIAR_VALID)
188                         sdsync = POWER7P_MMCRA_SDAR_VALID;
189                 else if (ppmu->flags & PPMU_ALT_SIPR)
190                         sdsync = POWER6_MMCRA_SDSYNC;
191                 else if (ppmu->flags & PPMU_NO_SIAR)
192                         sdsync = MMCRA_SAMPLE_ENABLE;
193                 else
194                         sdsync = MMCRA_SDSYNC;
195
196                 sdar_valid = mmcra & sdsync;
197         }
198
199         if (!(mmcra & MMCRA_SAMPLE_ENABLE) || sdar_valid)
200                 *addrp = mfspr(SPRN_SDAR);
201 }
202
203 static bool regs_sihv(struct pt_regs *regs)
204 {
205         unsigned long sihv = MMCRA_SIHV;
206
207         if (ppmu->flags & PPMU_HAS_SIER)
208                 return !!(regs->dar & SIER_SIHV);
209
210         if (ppmu->flags & PPMU_ALT_SIPR)
211                 sihv = POWER6_MMCRA_SIHV;
212
213         return !!(regs->dsisr & sihv);
214 }
215
216 static bool regs_sipr(struct pt_regs *regs)
217 {
218         unsigned long sipr = MMCRA_SIPR;
219
220         if (ppmu->flags & PPMU_HAS_SIER)
221                 return !!(regs->dar & SIER_SIPR);
222
223         if (ppmu->flags & PPMU_ALT_SIPR)
224                 sipr = POWER6_MMCRA_SIPR;
225
226         return !!(regs->dsisr & sipr);
227 }
228
229 static inline u32 perf_flags_from_msr(struct pt_regs *regs)
230 {
231         if (regs->msr & MSR_PR)
232                 return PERF_RECORD_MISC_USER;
233         if ((regs->msr & MSR_HV) && freeze_events_kernel != MMCR0_FCHV)
234                 return PERF_RECORD_MISC_HYPERVISOR;
235         return PERF_RECORD_MISC_KERNEL;
236 }
237
238 static inline u32 perf_get_misc_flags(struct pt_regs *regs)
239 {
240         bool use_siar = regs_use_siar(regs);
241
242         if (!use_siar)
243                 return perf_flags_from_msr(regs);
244
245         /*
246          * If we don't have flags in MMCRA, rather than using
247          * the MSR, we intuit the flags from the address in
248          * SIAR which should give slightly more reliable
249          * results
250          */
251         if (ppmu->flags & PPMU_NO_SIPR) {
252                 unsigned long siar = mfspr(SPRN_SIAR);
253                 if (is_kernel_addr(siar))
254                         return PERF_RECORD_MISC_KERNEL;
255                 return PERF_RECORD_MISC_USER;
256         }
257
258         /* PR has priority over HV, so order below is important */
259         if (regs_sipr(regs))
260                 return PERF_RECORD_MISC_USER;
261
262         if (regs_sihv(regs) && (freeze_events_kernel != MMCR0_FCHV))
263                 return PERF_RECORD_MISC_HYPERVISOR;
264
265         return PERF_RECORD_MISC_KERNEL;
266 }
267
268 /*
269  * Overload regs->dsisr to store MMCRA so we only need to read it once
270  * on each interrupt.
271  * Overload regs->dar to store SIER if we have it.
272  * Overload regs->result to specify whether we should use the MSR (result
273  * is zero) or the SIAR (result is non zero).
274  */
275 static inline void perf_read_regs(struct pt_regs *regs)
276 {
277         unsigned long mmcra = mfspr(SPRN_MMCRA);
278         int marked = mmcra & MMCRA_SAMPLE_ENABLE;
279         int use_siar;
280
281         regs->dsisr = mmcra;
282
283         if (ppmu->flags & PPMU_HAS_SIER)
284                 regs->dar = mfspr(SPRN_SIER);
285
286         /*
287          * If this isn't a PMU exception (eg a software event) the SIAR is
288          * not valid. Use pt_regs.
289          *
290          * If it is a marked event use the SIAR.
291          *
292          * If the PMU doesn't update the SIAR for non marked events use
293          * pt_regs.
294          *
295          * If the PMU has HV/PR flags then check to see if they
296          * place the exception in userspace. If so, use pt_regs. In
297          * continuous sampling mode the SIAR and the PMU exception are
298          * not synchronised, so they may be many instructions apart.
299          * This can result in confusing backtraces. We still want
300          * hypervisor samples as well as samples in the kernel with
301          * interrupts off hence the userspace check.
302          */
303         if (TRAP(regs) != 0xf00)
304                 use_siar = 0;
305         else if ((ppmu->flags & PPMU_NO_SIAR))
306                 use_siar = 0;
307         else if (marked)
308                 use_siar = 1;
309         else if ((ppmu->flags & PPMU_NO_CONT_SAMPLING))
310                 use_siar = 0;
311         else if (!(ppmu->flags & PPMU_NO_SIPR) && regs_sipr(regs))
312                 use_siar = 0;
313         else
314                 use_siar = 1;
315
316         regs->result = use_siar;
317 }
318
319 /*
320  * If interrupts were soft-disabled when a PMU interrupt occurs, treat
321  * it as an NMI.
322  */
323 static inline int perf_intr_is_nmi(struct pt_regs *regs)
324 {
325         return !regs->softe;
326 }
327
328 /*
329  * On processors like P7+ that have the SIAR-Valid bit, marked instructions
330  * must be sampled only if the SIAR-valid bit is set.
331  *
332  * For unmarked instructions and for processors that don't have the SIAR-Valid
333  * bit, assume that SIAR is valid.
334  */
335 static inline int siar_valid(struct pt_regs *regs)
336 {
337         unsigned long mmcra = regs->dsisr;
338         int marked = mmcra & MMCRA_SAMPLE_ENABLE;
339
340         if (marked) {
341                 if (ppmu->flags & PPMU_HAS_SIER)
342                         return regs->dar & SIER_SIAR_VALID;
343
344                 if (ppmu->flags & PPMU_SIAR_VALID)
345                         return mmcra & POWER7P_MMCRA_SIAR_VALID;
346         }
347
348         return 1;
349 }
350
351
352 /* Reset all possible BHRB entries */
353 static void power_pmu_bhrb_reset(void)
354 {
355         asm volatile(PPC_CLRBHRB);
356 }
357
358 static void power_pmu_bhrb_enable(struct perf_event *event)
359 {
360         struct cpu_hw_events *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_events);
361
362         if (!ppmu->bhrb_nr)
363                 return;
364
365         /* Clear BHRB if we changed task context to avoid data leaks */
366         if (event->ctx->task && cpuhw->bhrb_context != event->ctx) {
367                 power_pmu_bhrb_reset();
368                 cpuhw->bhrb_context = event->ctx;
369         }
370         cpuhw->bhrb_users++;
371         perf_sched_cb_inc(event->ctx->pmu);
372 }
373
374 static void power_pmu_bhrb_disable(struct perf_event *event)
375 {
376         struct cpu_hw_events *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_events);
377
378         if (!ppmu->bhrb_nr)
379                 return;
380
381         WARN_ON_ONCE(!cpuhw->bhrb_users);
382         cpuhw->bhrb_users--;
383         perf_sched_cb_dec(event->ctx->pmu);
384
385         if (!cpuhw->disabled && !cpuhw->bhrb_users) {
386                 /* BHRB cannot be turned off when other
387                  * events are active on the PMU.
388                  */
389
390                 /* avoid stale pointer */
391                 cpuhw->bhrb_context = NULL;
392         }
393 }
394
395 /* Called from ctxsw to prevent one process's branch entries to
396  * mingle with the other process's entries during context switch.
397  */
398 static void power_pmu_sched_task(struct perf_event_context *ctx, bool sched_in)
399 {
400         if (!ppmu->bhrb_nr)
401                 return;
402
403         if (sched_in)
404                 power_pmu_bhrb_reset();
405 }
406 /* Calculate the to address for a branch */
407 static __u64 power_pmu_bhrb_to(u64 addr)
408 {
409         unsigned int instr;
410         int ret;
411         __u64 target;
412
413         if (is_kernel_addr(addr)) {
414                 if (probe_kernel_read(&instr, (void *)addr, sizeof(instr)))
415                         return 0;
416
417                 return branch_target(&instr);
418         }
419
420         /* Userspace: need copy instruction here then translate it */
421         pagefault_disable();
422         ret = __get_user_inatomic(instr, (unsigned int __user *)addr);
423         if (ret) {
424                 pagefault_enable();
425                 return 0;
426         }
427         pagefault_enable();
428
429         target = branch_target(&instr);
430         if ((!target) || (instr & BRANCH_ABSOLUTE))
431                 return target;
432
433         /* Translate relative branch target from kernel to user address */
434         return target - (unsigned long)&instr + addr;
435 }
436
437 /* Processing BHRB entries */
438 static void power_pmu_bhrb_read(struct cpu_hw_events *cpuhw)
439 {
440         u64 val;
441         u64 addr;
442         int r_index, u_index, pred;
443
444         r_index = 0;
445         u_index = 0;
446         while (r_index < ppmu->bhrb_nr) {
447                 /* Assembly read function */
448                 val = read_bhrb(r_index++);
449                 if (!val)
450                         /* Terminal marker: End of valid BHRB entries */
451                         break;
452                 else {
453                         addr = val & BHRB_EA;
454                         pred = val & BHRB_PREDICTION;
455
456                         if (!addr)
457                                 /* invalid entry */
458                                 continue;
459
460                         /* Branches are read most recent first (ie. mfbhrb 0 is
461                          * the most recent branch).
462                          * There are two types of valid entries:
463                          * 1) a target entry which is the to address of a
464                          *    computed goto like a blr,bctr,btar.  The next
465                          *    entry read from the bhrb will be branch
466                          *    corresponding to this target (ie. the actual
467                          *    blr/bctr/btar instruction).
468                          * 2) a from address which is an actual branch.  If a
469                          *    target entry proceeds this, then this is the
470                          *    matching branch for that target.  If this is not
471                          *    following a target entry, then this is a branch
472                          *    where the target is given as an immediate field
473                          *    in the instruction (ie. an i or b form branch).
474                          *    In this case we need to read the instruction from
475                          *    memory to determine the target/to address.
476                          */
477
478                         if (val & BHRB_TARGET) {
479                                 /* Target branches use two entries
480                                  * (ie. computed gotos/XL form)
481                                  */
482                                 cpuhw->bhrb_entries[u_index].to = addr;
483                                 cpuhw->bhrb_entries[u_index].mispred = pred;
484                                 cpuhw->bhrb_entries[u_index].predicted = ~pred;
485
486                                 /* Get from address in next entry */
487                                 val = read_bhrb(r_index++);
488                                 addr = val & BHRB_EA;
489                                 if (val & BHRB_TARGET) {
490                                         /* Shouldn't have two targets in a
491                                            row.. Reset index and try again */
492                                         r_index--;
493                                         addr = 0;
494                                 }
495                                 cpuhw->bhrb_entries[u_index].from = addr;
496                         } else {
497                                 /* Branches to immediate field 
498                                    (ie I or B form) */
499                                 cpuhw->bhrb_entries[u_index].from = addr;
500                                 cpuhw->bhrb_entries[u_index].to =
501                                         power_pmu_bhrb_to(addr);
502                                 cpuhw->bhrb_entries[u_index].mispred = pred;
503                                 cpuhw->bhrb_entries[u_index].predicted = ~pred;
504                         }
505                         u_index++;
506
507                 }
508         }
509         cpuhw->bhrb_stack.nr = u_index;
510         return;
511 }
512
513 static bool is_ebb_event(struct perf_event *event)
514 {
515         /*
516          * This could be a per-PMU callback, but we'd rather avoid the cost. We
517          * check that the PMU supports EBB, meaning those that don't can still
518          * use bit 63 of the event code for something else if they wish.
519          */
520         return (ppmu->flags & PPMU_ARCH_207S) &&
521                ((event->attr.config >> PERF_EVENT_CONFIG_EBB_SHIFT) & 1);
522 }
523
524 static int ebb_event_check(struct perf_event *event)
525 {
526         struct perf_event *leader = event->group_leader;
527
528         /* Event and group leader must agree on EBB */
529         if (is_ebb_event(leader) != is_ebb_event(event))
530                 return -EINVAL;
531
532         if (is_ebb_event(event)) {
533                 if (!(event->attach_state & PERF_ATTACH_TASK))
534                         return -EINVAL;
535
536                 if (!leader->attr.pinned || !leader->attr.exclusive)
537                         return -EINVAL;
538
539                 if (event->attr.freq ||
540                     event->attr.inherit ||
541                     event->attr.sample_type ||
542                     event->attr.sample_period ||
543                     event->attr.enable_on_exec)
544                         return -EINVAL;
545         }
546
547         return 0;
548 }
549
550 static void ebb_event_add(struct perf_event *event)
551 {
552         if (!is_ebb_event(event) || current->thread.used_ebb)
553                 return;
554
555         /*
556          * IFF this is the first time we've added an EBB event, set
557          * PMXE in the user MMCR0 so we can detect when it's cleared by
558          * userspace. We need this so that we can context switch while
559          * userspace is in the EBB handler (where PMXE is 0).
560          */
561         current->thread.used_ebb = 1;
562         current->thread.mmcr0 |= MMCR0_PMXE;
563 }
564
565 static void ebb_switch_out(unsigned long mmcr0)
566 {
567         if (!(mmcr0 & MMCR0_EBE))
568                 return;
569
570         current->thread.siar  = mfspr(SPRN_SIAR);
571         current->thread.sier  = mfspr(SPRN_SIER);
572         current->thread.sdar  = mfspr(SPRN_SDAR);
573         current->thread.mmcr0 = mmcr0 & MMCR0_USER_MASK;
574         current->thread.mmcr2 = mfspr(SPRN_MMCR2) & MMCR2_USER_MASK;
575 }
576
577 static unsigned long ebb_switch_in(bool ebb, struct cpu_hw_events *cpuhw)
578 {
579         unsigned long mmcr0 = cpuhw->mmcr[0];
580
581         if (!ebb)
582                 goto out;
583
584         /* Enable EBB and read/write to all 6 PMCs and BHRB for userspace */
585         mmcr0 |= MMCR0_EBE | MMCR0_BHRBA | MMCR0_PMCC_U6;
586
587         /*
588          * Add any bits from the user MMCR0, FC or PMAO. This is compatible
589          * with pmao_restore_workaround() because we may add PMAO but we never
590          * clear it here.
591          */
592         mmcr0 |= current->thread.mmcr0;
593
594         /*
595          * Be careful not to set PMXE if userspace had it cleared. This is also
596          * compatible with pmao_restore_workaround() because it has already
597          * cleared PMXE and we leave PMAO alone.
598          */
599         if (!(current->thread.mmcr0 & MMCR0_PMXE))
600                 mmcr0 &= ~MMCR0_PMXE;
601
602         mtspr(SPRN_SIAR, current->thread.siar);
603         mtspr(SPRN_SIER, current->thread.sier);
604         mtspr(SPRN_SDAR, current->thread.sdar);
605
606         /*
607          * Merge the kernel & user values of MMCR2. The semantics we implement
608          * are that the user MMCR2 can set bits, ie. cause counters to freeze,
609          * but not clear bits. If a task wants to be able to clear bits, ie.
610          * unfreeze counters, it should not set exclude_xxx in its events and
611          * instead manage the MMCR2 entirely by itself.
612          */
613         mtspr(SPRN_MMCR2, cpuhw->mmcr[3] | current->thread.mmcr2);
614 out:
615         return mmcr0;
616 }
617
618 static void pmao_restore_workaround(bool ebb)
619 {
620         unsigned pmcs[6];
621
622         if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_PMAO_BUG))
623                 return;
624
625         /*
626          * On POWER8E there is a hardware defect which affects the PMU context
627          * switch logic, ie. power_pmu_disable/enable().
628          *
629          * When a counter overflows PMXE is cleared and FC/PMAO is set in MMCR0
630          * by the hardware. Sometime later the actual PMU exception is
631          * delivered.
632          *
633          * If we context switch, or simply disable/enable, the PMU prior to the
634          * exception arriving, the exception will be lost when we clear PMAO.
635          *
636          * When we reenable the PMU, we will write the saved MMCR0 with PMAO
637          * set, and this _should_ generate an exception. However because of the
638          * defect no exception is generated when we write PMAO, and we get
639          * stuck with no counters counting but no exception delivered.
640          *
641          * The workaround is to detect this case and tweak the hardware to
642          * create another pending PMU exception.
643          *
644          * We do that by setting up PMC6 (cycles) for an imminent overflow and
645          * enabling the PMU. That causes a new exception to be generated in the
646          * chip, but we don't take it yet because we have interrupts hard
647          * disabled. We then write back the PMU state as we want it to be seen
648          * by the exception handler. When we reenable interrupts the exception
649          * handler will be called and see the correct state.
650          *
651          * The logic is the same for EBB, except that the exception is gated by
652          * us having interrupts hard disabled as well as the fact that we are
653          * not in userspace. The exception is finally delivered when we return
654          * to userspace.
655          */
656
657         /* Only if PMAO is set and PMAO_SYNC is clear */
658         if ((current->thread.mmcr0 & (MMCR0_PMAO | MMCR0_PMAO_SYNC)) != MMCR0_PMAO)
659                 return;
660
661         /* If we're doing EBB, only if BESCR[GE] is set */
662         if (ebb && !(current->thread.bescr & BESCR_GE))
663                 return;
664
665         /*
666          * We are already soft-disabled in power_pmu_enable(). We need to hard
667          * disable to actually prevent the PMU exception from firing.
668          */
669         hard_irq_disable();
670
671         /*
672          * This is a bit gross, but we know we're on POWER8E and have 6 PMCs.
673          * Using read/write_pmc() in a for loop adds 12 function calls and
674          * almost doubles our code size.
675          */
676         pmcs[0] = mfspr(SPRN_PMC1);
677         pmcs[1] = mfspr(SPRN_PMC2);
678         pmcs[2] = mfspr(SPRN_PMC3);
679         pmcs[3] = mfspr(SPRN_PMC4);
680         pmcs[4] = mfspr(SPRN_PMC5);
681         pmcs[5] = mfspr(SPRN_PMC6);
682
683         /* Ensure all freeze bits are unset */
684         mtspr(SPRN_MMCR2, 0);
685
686         /* Set up PMC6 to overflow in one cycle */
687         mtspr(SPRN_PMC6, 0x7FFFFFFE);
688
689         /* Enable exceptions and unfreeze PMC6 */
690         mtspr(SPRN_MMCR0, MMCR0_PMXE | MMCR0_PMCjCE | MMCR0_PMAO);
691
692         /* Now we need to refreeze and restore the PMCs */
693         mtspr(SPRN_MMCR0, MMCR0_FC | MMCR0_PMAO);
694
695         mtspr(SPRN_PMC1, pmcs[0]);
696         mtspr(SPRN_PMC2, pmcs[1]);
697         mtspr(SPRN_PMC3, pmcs[2]);
698         mtspr(SPRN_PMC4, pmcs[3]);
699         mtspr(SPRN_PMC5, pmcs[4]);
700         mtspr(SPRN_PMC6, pmcs[5]);
701 }
702
703 static bool use_ic(u64 event)
704 {
705         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_POWER9_DD1) &&
706                         (event == 0x200f2 || event == 0x300f2))
707                 return true;
708
709         return false;
710 }
711 #endif /* CONFIG_PPC64 */
712
713 static void perf_event_interrupt(struct pt_regs *regs);
714
715 /*
716  * Read one performance monitor counter (PMC).
717  */
718 static unsigned long read_pmc(int idx)
719 {
720         unsigned long val;
721
722         switch (idx) {
723         case 1:
724                 val = mfspr(SPRN_PMC1);
725                 break;
726         case 2:
727                 val = mfspr(SPRN_PMC2);
728                 break;
729         case 3:
730                 val = mfspr(SPRN_PMC3);
731                 break;
732         case 4:
733                 val = mfspr(SPRN_PMC4);
734                 break;
735         case 5:
736                 val = mfspr(SPRN_PMC5);
737                 break;
738         case 6:
739                 val = mfspr(SPRN_PMC6);
740                 break;
741 #ifdef CONFIG_PPC64
742         case 7:
743                 val = mfspr(SPRN_PMC7);
744                 break;
745         case 8:
746                 val = mfspr(SPRN_PMC8);
747                 break;
748 #endif /* CONFIG_PPC64 */
749         default:
750                 printk(KERN_ERR "oops trying to read PMC%d\n", idx);
751                 val = 0;
752         }
753         return val;
754 }
755
756 /*
757  * Write one PMC.
758  */
759 static void write_pmc(int idx, unsigned long val)
760 {
761         switch (idx) {
762         case 1:
763                 mtspr(SPRN_PMC1, val);
764                 break;
765         case 2:
766                 mtspr(SPRN_PMC2, val);
767                 break;
768         case 3:
769                 mtspr(SPRN_PMC3, val);
770                 break;
771         case 4:
772                 mtspr(SPRN_PMC4, val);
773                 break;
774         case 5:
775                 mtspr(SPRN_PMC5, val);
776                 break;
777         case 6:
778                 mtspr(SPRN_PMC6, val);
779                 break;
780 #ifdef CONFIG_PPC64
781         case 7:
782                 mtspr(SPRN_PMC7, val);
783                 break;
784         case 8:
785                 mtspr(SPRN_PMC8, val);
786                 break;
787 #endif /* CONFIG_PPC64 */
788         default:
789                 printk(KERN_ERR "oops trying to write PMC%d\n", idx);
790         }
791 }
792
793 /* Called from sysrq_handle_showregs() */
794 void perf_event_print_debug(void)
795 {
796         unsigned long sdar, sier, flags;
797         u32 pmcs[MAX_HWEVENTS];
798         int i;
799
800         if (!ppmu) {
801                 pr_info("Performance monitor hardware not registered.\n");
802                 return;
803         }
804
805         if (!ppmu->n_counter)
806                 return;
807
808         local_irq_save(flags);
809
810         pr_info("CPU: %d PMU registers, ppmu = %s n_counters = %d",
811                  smp_processor_id(), ppmu->name, ppmu->n_counter);
812
813         for (i = 0; i < ppmu->n_counter; i++)
814                 pmcs[i] = read_pmc(i + 1);
815
816         for (; i < MAX_HWEVENTS; i++)
817                 pmcs[i] = 0xdeadbeef;
818
819         pr_info("PMC1:  %08x PMC2: %08x PMC3: %08x PMC4: %08x\n",
820                  pmcs[0], pmcs[1], pmcs[2], pmcs[3]);
821
822         if (ppmu->n_counter > 4)
823                 pr_info("PMC5:  %08x PMC6: %08x PMC7: %08x PMC8: %08x\n",
824                          pmcs[4], pmcs[5], pmcs[6], pmcs[7]);
825
826         pr_info("MMCR0: %016lx MMCR1: %016lx MMCRA: %016lx\n",
827                 mfspr(SPRN_MMCR0), mfspr(SPRN_MMCR1), mfspr(SPRN_MMCRA));
828
829         sdar = sier = 0;
830 #ifdef CONFIG_PPC64
831         sdar = mfspr(SPRN_SDAR);
832
833         if (ppmu->flags & PPMU_HAS_SIER)
834                 sier = mfspr(SPRN_SIER);
835
836         if (ppmu->flags & PPMU_ARCH_207S) {
837                 pr_info("MMCR2: %016lx EBBHR: %016lx\n",
838                         mfspr(SPRN_MMCR2), mfspr(SPRN_EBBHR));
839                 pr_info("EBBRR: %016lx BESCR: %016lx\n",
840                         mfspr(SPRN_EBBRR), mfspr(SPRN_BESCR));
841         }
842 #endif
843         pr_info("SIAR:  %016lx SDAR:  %016lx SIER:  %016lx\n",
844                 mfspr(SPRN_SIAR), sdar, sier);
845
846         local_irq_restore(flags);
847 }
848
849 /*
850  * Check if a set of events can all go on the PMU at once.
851  * If they can't, this will look at alternative codes for the events
852  * and see if any combination of alternative codes is feasible.
853  * The feasible set is returned in event_id[].
854  */
855 static int power_check_constraints(struct cpu_hw_events *cpuhw,
856                                    u64 event_id[], unsigned int cflags[],
857                                    int n_ev)
858 {
859         unsigned long mask, value, nv;
860         unsigned long smasks[MAX_HWEVENTS], svalues[MAX_HWEVENTS];
861         int n_alt[MAX_HWEVENTS], choice[MAX_HWEVENTS];
862         int i, j;
863         unsigned long addf = ppmu->add_fields;
864         unsigned long tadd = ppmu->test_adder;
865
866         if (n_ev > ppmu->n_counter)
867                 return -1;
868
869         /* First see if the events will go on as-is */
870         for (i = 0; i < n_ev; ++i) {
871                 if ((cflags[i] & PPMU_LIMITED_PMC_REQD)
872                     && !ppmu->limited_pmc_event(event_id[i])) {
873                         ppmu->get_alternatives(event_id[i], cflags[i],
874                                                cpuhw->alternatives[i]);
875                         event_id[i] = cpuhw->alternatives[i][0];
876                 }
877                 if (ppmu->get_constraint(event_id[i], &cpuhw->amasks[i][0],
878                                          &cpuhw->avalues[i][0]))
879                         return -1;
880         }
881         value = mask = 0;
882         for (i = 0; i < n_ev; ++i) {
883                 nv = (value | cpuhw->avalues[i][0]) +
884                         (value & cpuhw->avalues[i][0] & addf);
885                 if ((((nv + tadd) ^ value) & mask) != 0 ||
886                     (((nv + tadd) ^ cpuhw->avalues[i][0]) &
887                      cpuhw->amasks[i][0]) != 0)
888                         break;
889                 value = nv;
890                 mask |= cpuhw->amasks[i][0];
891         }
892         if (i == n_ev)
893                 return 0;       /* all OK */
894
895         /* doesn't work, gather alternatives... */
896         if (!ppmu->get_alternatives)
897                 return -1;
898         for (i = 0; i < n_ev; ++i) {
899                 choice[i] = 0;
900                 n_alt[i] = ppmu->get_alternatives(event_id[i], cflags[i],
901                                                   cpuhw->alternatives[i]);
902                 for (j = 1; j < n_alt[i]; ++j)
903                         ppmu->get_constraint(cpuhw->alternatives[i][j],
904                                              &cpuhw->amasks[i][j],
905                                              &cpuhw->avalues[i][j]);
906         }
907
908         /* enumerate all possibilities and see if any will work */
909         i = 0;
910         j = -1;
911         value = mask = nv = 0;
912         while (i < n_ev) {
913                 if (j >= 0) {
914                         /* we're backtracking, restore context */
915                         value = svalues[i];
916                         mask = smasks[i];
917                         j = choice[i];
918                 }
919                 /*
920                  * See if any alternative k for event_id i,
921                  * where k > j, will satisfy the constraints.
922                  */
923                 while (++j < n_alt[i]) {
924                         nv = (value | cpuhw->avalues[i][j]) +
925                                 (value & cpuhw->avalues[i][j] & addf);
926                         if ((((nv + tadd) ^ value) & mask) == 0 &&
927                             (((nv + tadd) ^ cpuhw->avalues[i][j])
928                              & cpuhw->amasks[i][j]) == 0)
929                                 break;
930                 }
931                 if (j >= n_alt[i]) {
932                         /*
933                          * No feasible alternative, backtrack
934                          * to event_id i-1 and continue enumerating its
935                          * alternatives from where we got up to.
936                          */
937                         if (--i < 0)
938                                 return -1;
939                 } else {
940                         /*
941                          * Found a feasible alternative for event_id i,
942                          * remember where we got up to with this event_id,
943                          * go on to the next event_id, and start with
944                          * the first alternative for it.
945                          */
946                         choice[i] = j;
947                         svalues[i] = value;
948                         smasks[i] = mask;
949                         value = nv;
950                         mask |= cpuhw->amasks[i][j];
951                         ++i;
952                         j = -1;
953                 }
954         }
955
956         /* OK, we have a feasible combination, tell the caller the solution */
957         for (i = 0; i < n_ev; ++i)
958                 event_id[i] = cpuhw->alternatives[i][choice[i]];
959         return 0;
960 }
961
962 /*
963  * Check if newly-added events have consistent settings for
964  * exclude_{user,kernel,hv} with each other and any previously
965  * added events.
966  */
967 static int check_excludes(struct perf_event **ctrs, unsigned int cflags[],
968                           int n_prev, int n_new)
969 {
970         int eu = 0, ek = 0, eh = 0;
971         int i, n, first;
972         struct perf_event *event;
973
974         /*
975          * If the PMU we're on supports per event exclude settings then we
976          * don't need to do any of this logic. NB. This assumes no PMU has both
977          * per event exclude and limited PMCs.
978          */
979         if (ppmu->flags & PPMU_ARCH_207S)
980                 return 0;
981
982         n = n_prev + n_new;
983         if (n <= 1)
984                 return 0;
985
986         first = 1;
987         for (i = 0; i < n; ++i) {
988                 if (cflags[i] & PPMU_LIMITED_PMC_OK) {
989                         cflags[i] &= ~PPMU_LIMITED_PMC_REQD;
990                         continue;
991                 }
992                 event = ctrs[i];
993                 if (first) {
994                         eu = event->attr.exclude_user;
995                         ek = event->attr.exclude_kernel;
996                         eh = event->attr.exclude_hv;
997                         first = 0;
998                 } else if (event->attr.exclude_user != eu ||
999                            event->attr.exclude_kernel != ek ||
1000                            event->attr.exclude_hv != eh) {
1001                         return -EAGAIN;
1002                 }
1003         }
1004
1005         if (eu || ek || eh)
1006                 for (i = 0; i < n; ++i)
1007                         if (cflags[i] & PPMU_LIMITED_PMC_OK)
1008                                 cflags[i] |= PPMU_LIMITED_PMC_REQD;
1009
1010         return 0;
1011 }
1012
1013 static u64 check_and_compute_delta(u64 prev, u64 val)
1014 {
1015         u64 delta = (val - prev) & 0xfffffffful;
1016
1017         /*
1018          * POWER7 can roll back counter values, if the new value is smaller
1019          * than the previous value it will cause the delta and the counter to
1020          * have bogus values unless we rolled a counter over.  If a coutner is
1021          * rolled back, it will be smaller, but within 256, which is the maximum
1022          * number of events to rollback at once.  If we detect a rollback
1023          * return 0.  This can lead to a small lack of precision in the
1024          * counters.
1025          */
1026         if (prev > val && (prev - val) < 256)
1027                 delta = 0;
1028
1029         return delta;
1030 }
1031
1032 static void power_pmu_read(struct perf_event *event)
1033 {
1034         s64 val, delta, prev;
1035         struct cpu_hw_events *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_events);
1036
1037         if (event->hw.state & PERF_HES_STOPPED)
1038                 return;
1039
1040         if (!event->hw.idx)
1041                 return;
1042
1043         if (is_ebb_event(event)) {
1044                 val = read_pmc(event->hw.idx);
1045                 if (use_ic(event->attr.config)) {
1046                         val = mfspr(SPRN_IC);
1047                         if (val > cpuhw->ic_init)
1048                                 val = val - cpuhw->ic_init;
1049                         else
1050                                 val = val + (0 - cpuhw->ic_init);
1051                 }
1052                 local64_set(&event->hw.prev_count, val);
1053                 return;
1054         }
1055
1056         /*
1057          * Performance monitor interrupts come even when interrupts
1058          * are soft-disabled, as long as interrupts are hard-enabled.
1059          * Therefore we treat them like NMIs.
1060          */
1061         do {
1062                 prev = local64_read(&event->hw.prev_count);
1063                 barrier();
1064                 val = read_pmc(event->hw.idx);
1065                 if (use_ic(event->attr.config)) {
1066                         val = mfspr(SPRN_IC);
1067                         if (val > cpuhw->ic_init)
1068                                 val = val - cpuhw->ic_init;
1069                         else
1070                                 val = val + (0 - cpuhw->ic_init);
1071                 }
1072                 delta = check_and_compute_delta(prev, val);
1073                 if (!delta)
1074                         return;
1075         } while (local64_cmpxchg(&event->hw.prev_count, prev, val) != prev);
1076
1077         local64_add(delta, &event->count);
1078
1079         /*
1080          * A number of places program the PMC with (0x80000000 - period_left).
1081          * We never want period_left to be less than 1 because we will program
1082          * the PMC with a value >= 0x800000000 and an edge detected PMC will
1083          * roll around to 0 before taking an exception. We have seen this
1084          * on POWER8.
1085          *
1086          * To fix this, clamp the minimum value of period_left to 1.
1087          */
1088         do {
1089                 prev = local64_read(&event->hw.period_left);
1090                 val = prev - delta;
1091                 if (val < 1)
1092                         val = 1;
1093         } while (local64_cmpxchg(&event->hw.period_left, prev, val) != prev);
1094 }
1095
1096 /*
1097  * On some machines, PMC5 and PMC6 can't be written, don't respect
1098  * the freeze conditions, and don't generate interrupts.  This tells
1099  * us if `event' is using such a PMC.
1100  */
1101 static int is_limited_pmc(int pmcnum)
1102 {
1103         return (ppmu->flags & PPMU_LIMITED_PMC5_6)
1104                 && (pmcnum == 5 || pmcnum == 6);
1105 }
1106
1107 static void freeze_limited_counters(struct cpu_hw_events *cpuhw,
1108                                     unsigned long pmc5, unsigned long pmc6)
1109 {
1110         struct perf_event *event;
1111         u64 val, prev, delta;
1112         int i;
1113
1114         for (i = 0; i < cpuhw->n_limited; ++i) {
1115                 event = cpuhw->limited_counter[i];
1116                 if (!event->hw.idx)
1117                         continue;
1118                 val = (event->hw.idx == 5) ? pmc5 : pmc6;
1119                 prev = local64_read(&event->hw.prev_count);
1120                 event->hw.idx = 0;
1121                 delta = check_and_compute_delta(prev, val);
1122                 if (delta)
1123                         local64_add(delta, &event->count);
1124         }
1125 }
1126
1127 static void thaw_limited_counters(struct cpu_hw_events *cpuhw,
1128                                   unsigned long pmc5, unsigned long pmc6)
1129 {
1130         struct perf_event *event;
1131         u64 val, prev;
1132         int i;
1133
1134         for (i = 0; i < cpuhw->n_limited; ++i) {
1135                 event = cpuhw->limited_counter[i];
1136                 event->hw.idx = cpuhw->limited_hwidx[i];
1137                 val = (event->hw.idx == 5) ? pmc5 : pmc6;
1138                 prev = local64_read(&event->hw.prev_count);
1139                 if (check_and_compute_delta(prev, val))
1140                         local64_set(&event->hw.prev_count, val);
1141                 perf_event_update_userpage(event);
1142         }
1143 }
1144
1145 /*
1146  * Since limited events don't respect the freeze conditions, we
1147  * have to read them immediately after freezing or unfreezing the
1148  * other events.  We try to keep the values from the limited
1149  * events as consistent as possible by keeping the delay (in
1150  * cycles and instructions) between freezing/unfreezing and reading
1151  * the limited events as small and consistent as possible.
1152  * Therefore, if any limited events are in use, we read them
1153  * both, and always in the same order, to minimize variability,
1154  * and do it inside the same asm that writes MMCR0.
1155  */
1156 static void write_mmcr0(struct cpu_hw_events *cpuhw, unsigned long mmcr0)
1157 {
1158         unsigned long pmc5, pmc6;
1159
1160         if (!cpuhw->n_limited) {
1161                 mtspr(SPRN_MMCR0, mmcr0);
1162                 return;
1163         }
1164
1165         /*
1166          * Write MMCR0, then read PMC5 and PMC6 immediately.
1167          * To ensure we don't get a performance monitor interrupt
1168          * between writing MMCR0 and freezing/thawing the limited
1169          * events, we first write MMCR0 with the event overflow
1170          * interrupt enable bits turned off.
1171          */
1172         asm volatile("mtspr %3,%2; mfspr %0,%4; mfspr %1,%5"
1173                      : "=&r" (pmc5), "=&r" (pmc6)
1174                      : "r" (mmcr0 & ~(MMCR0_PMC1CE | MMCR0_PMCjCE)),
1175                        "i" (SPRN_MMCR0),
1176                        "i" (SPRN_PMC5), "i" (SPRN_PMC6));
1177
1178         if (mmcr0 & MMCR0_FC)
1179                 freeze_limited_counters(cpuhw, pmc5, pmc6);
1180         else
1181                 thaw_limited_counters(cpuhw, pmc5, pmc6);
1182
1183         /*
1184          * Write the full MMCR0 including the event overflow interrupt
1185          * enable bits, if necessary.
1186          */
1187         if (mmcr0 & (MMCR0_PMC1CE | MMCR0_PMCjCE))
1188                 mtspr(SPRN_MMCR0, mmcr0);
1189 }
1190
1191 /*
1192  * Disable all events to prevent PMU interrupts and to allow
1193  * events to be added or removed.
1194  */
1195 static void power_pmu_disable(struct pmu *pmu)
1196 {
1197         struct cpu_hw_events *cpuhw;
1198         unsigned long flags, mmcr0, val;
1199
1200         if (!ppmu)
1201                 return;
1202         local_irq_save(flags);
1203         cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_events);
1204
1205         if (!cpuhw->disabled) {
1206                 /*
1207                  * Check if we ever enabled the PMU on this cpu.
1208                  */
1209                 if (!cpuhw->pmcs_enabled) {
1210                         ppc_enable_pmcs();
1211                         cpuhw->pmcs_enabled = 1;
1212                 }
1213
1214                 /*
1215                  * Set the 'freeze counters' bit, clear EBE/BHRBA/PMCC/PMAO/FC56
1216                  */
1217                 val  = mmcr0 = mfspr(SPRN_MMCR0);
1218                 val |= MMCR0_FC;
1219                 val &= ~(MMCR0_EBE | MMCR0_BHRBA | MMCR0_PMCC | MMCR0_PMAO |
1220                          MMCR0_FC56);
1221
1222                 /*
1223                  * The barrier is to make sure the mtspr has been
1224                  * executed and the PMU has frozen the events etc.
1225                  * before we return.
1226                  */
1227                 write_mmcr0(cpuhw, val);
1228                 mb();
1229
1230                 /*
1231                  * Disable instruction sampling if it was enabled
1232                  */
1233                 if (cpuhw->mmcr[2] & MMCRA_SAMPLE_ENABLE) {
1234                         mtspr(SPRN_MMCRA,
1235                               cpuhw->mmcr[2] & ~MMCRA_SAMPLE_ENABLE);
1236                         mb();
1237                 }
1238
1239                 cpuhw->disabled = 1;
1240                 cpuhw->n_added = 0;
1241
1242                 ebb_switch_out(mmcr0);
1243         }
1244
1245         local_irq_restore(flags);
1246 }
1247
1248 /*
1249  * Re-enable all events if disable == 0.
1250  * If we were previously disabled and events were added, then
1251  * put the new config on the PMU.
1252  */
1253 static void power_pmu_enable(struct pmu *pmu)
1254 {
1255         struct perf_event *event;
1256         struct cpu_hw_events *cpuhw;
1257         unsigned long flags;
1258         long i;
1259         unsigned long val, mmcr0;
1260         s64 left;
1261         unsigned int hwc_index[MAX_HWEVENTS];
1262         int n_lim;
1263         int idx;
1264         bool ebb;
1265
1266         if (!ppmu)
1267                 return;
1268         local_irq_save(flags);
1269
1270         cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_events);
1271         if (!cpuhw->disabled)
1272                 goto out;
1273
1274         if (cpuhw->n_events == 0) {
1275                 ppc_set_pmu_inuse(0);
1276                 goto out;
1277         }
1278
1279         cpuhw->disabled = 0;
1280
1281         /*
1282          * EBB requires an exclusive group and all events must have the EBB
1283          * flag set, or not set, so we can just check a single event. Also we
1284          * know we have at least one event.
1285          */
1286         ebb = is_ebb_event(cpuhw->event[0]);
1287
1288         /*
1289          * If we didn't change anything, or only removed events,
1290          * no need to recalculate MMCR* settings and reset the PMCs.
1291          * Just reenable the PMU with the current MMCR* settings
1292          * (possibly updated for removal of events).
1293          */
1294         if (!cpuhw->n_added) {
1295                 mtspr(SPRN_MMCRA, cpuhw->mmcr[2] & ~MMCRA_SAMPLE_ENABLE);
1296                 mtspr(SPRN_MMCR1, cpuhw->mmcr[1]);
1297                 goto out_enable;
1298         }
1299
1300         /*
1301          * Clear all MMCR settings and recompute them for the new set of events.
1302          */
1303         memset(cpuhw->mmcr, 0, sizeof(cpuhw->mmcr));
1304
1305         if (ppmu->compute_mmcr(cpuhw->events, cpuhw->n_events, hwc_index,
1306                                cpuhw->mmcr, cpuhw->event)) {
1307                 /* shouldn't ever get here */
1308                 printk(KERN_ERR "oops compute_mmcr failed\n");
1309                 goto out;
1310         }
1311
1312         if (!(ppmu->flags & PPMU_ARCH_207S)) {
1313                 /*
1314                  * Add in MMCR0 freeze bits corresponding to the attr.exclude_*
1315                  * bits for the first event. We have already checked that all
1316                  * events have the same value for these bits as the first event.
1317                  */
1318                 event = cpuhw->event[0];
1319                 if (event->attr.exclude_user)
1320                         cpuhw->mmcr[0] |= MMCR0_FCP;
1321                 if (event->attr.exclude_kernel)
1322                         cpuhw->mmcr[0] |= freeze_events_kernel;
1323                 if (event->attr.exclude_hv)
1324                         cpuhw->mmcr[0] |= MMCR0_FCHV;
1325         }
1326
1327         /*
1328          * Write the new configuration to MMCR* with the freeze
1329          * bit set and set the hardware events to their initial values.
1330          * Then unfreeze the events.
1331          */
1332         ppc_set_pmu_inuse(1);
1333         mtspr(SPRN_MMCRA, cpuhw->mmcr[2] & ~MMCRA_SAMPLE_ENABLE);
1334         mtspr(SPRN_MMCR1, cpuhw->mmcr[1]);
1335         mtspr(SPRN_MMCR0, (cpuhw->mmcr[0] & ~(MMCR0_PMC1CE | MMCR0_PMCjCE))
1336                                 | MMCR0_FC);
1337         if (ppmu->flags & PPMU_ARCH_207S)
1338                 mtspr(SPRN_MMCR2, cpuhw->mmcr[3]);
1339
1340         /*
1341          * Read off any pre-existing events that need to move
1342          * to another PMC.
1343          */
1344         for (i = 0; i < cpuhw->n_events; ++i) {
1345                 event = cpuhw->event[i];
1346                 if (event->hw.idx && event->hw.idx != hwc_index[i] + 1) {
1347                         power_pmu_read(event);
1348                         write_pmc(event->hw.idx, 0);
1349                         event->hw.idx = 0;
1350                 }
1351         }
1352
1353         /*
1354          * Initialize the PMCs for all the new and moved events.
1355          */
1356         cpuhw->n_limited = n_lim = 0;
1357         for (i = 0; i < cpuhw->n_events; ++i) {
1358                 event = cpuhw->event[i];
1359                 if (event->hw.idx)
1360                         continue;
1361                 idx = hwc_index[i] + 1;
1362                 if (is_limited_pmc(idx)) {
1363                         cpuhw->limited_counter[n_lim] = event;
1364                         cpuhw->limited_hwidx[n_lim] = idx;
1365                         ++n_lim;
1366                         continue;
1367                 }
1368
1369                 if (ebb)
1370                         val = local64_read(&event->hw.prev_count);
1371                 else {
1372                         val = 0;
1373                         if (event->hw.sample_period) {
1374                                 left = local64_read(&event->hw.period_left);
1375                                 if (left < 0x80000000L)
1376                                         val = 0x80000000L - left;
1377                         }
1378                         local64_set(&event->hw.prev_count, val);
1379                 }
1380
1381                 event->hw.idx = idx;
1382                 if (event->hw.state & PERF_HES_STOPPED)
1383                         val = 0;
1384                 write_pmc(idx, val);
1385
1386                 perf_event_update_userpage(event);
1387         }
1388         cpuhw->n_limited = n_lim;
1389         cpuhw->mmcr[0] |= MMCR0_PMXE | MMCR0_FCECE;
1390
1391  out_enable:
1392         pmao_restore_workaround(ebb);
1393
1394         mmcr0 = ebb_switch_in(ebb, cpuhw);
1395
1396         mb();
1397         if (cpuhw->bhrb_users)
1398                 ppmu->config_bhrb(cpuhw->bhrb_filter);
1399
1400         write_mmcr0(cpuhw, mmcr0);
1401
1402         /*
1403          * Enable instruction sampling if necessary
1404          */
1405         if (cpuhw->mmcr[2] & MMCRA_SAMPLE_ENABLE) {
1406                 mb();
1407                 mtspr(SPRN_MMCRA, cpuhw->mmcr[2]);
1408         }
1409
1410  out:
1411
1412         local_irq_restore(flags);
1413 }
1414
1415 static int collect_events(struct perf_event *group, int max_count,
1416                           struct perf_event *ctrs[], u64 *events,
1417                           unsigned int *flags)
1418 {
1419         int n = 0;
1420         struct perf_event *event;
1421
1422         if (group->pmu->task_ctx_nr == perf_hw_context) {
1423                 if (n >= max_count)
1424                         return -1;
1425                 ctrs[n] = group;
1426                 flags[n] = group->hw.event_base;
1427                 events[n++] = group->hw.config;
1428         }
1429         list_for_each_entry(event, &group->sibling_list, group_entry) {
1430                 if (event->pmu->task_ctx_nr == perf_hw_context &&
1431                     event->state != PERF_EVENT_STATE_OFF) {
1432                         if (n >= max_count)
1433                                 return -1;
1434                         ctrs[n] = event;
1435                         flags[n] = event->hw.event_base;
1436                         events[n++] = event->hw.config;
1437                 }
1438         }
1439         return n;
1440 }
1441
1442 /*
1443  * Add a event to the PMU.
1444  * If all events are not already frozen, then we disable and
1445  * re-enable the PMU in order to get hw_perf_enable to do the
1446  * actual work of reconfiguring the PMU.
1447  */
1448 static int power_pmu_add(struct perf_event *event, int ef_flags)
1449 {
1450         struct cpu_hw_events *cpuhw;
1451         unsigned long flags;
1452         int n0;
1453         int ret = -EAGAIN;
1454
1455         local_irq_save(flags);
1456         perf_pmu_disable(event->pmu);
1457
1458         /*
1459          * Add the event to the list (if there is room)
1460          * and check whether the total set is still feasible.
1461          */
1462         cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_events);
1463         n0 = cpuhw->n_events;
1464         if (n0 >= ppmu->n_counter)
1465                 goto out;
1466         cpuhw->event[n0] = event;
1467         cpuhw->events[n0] = event->hw.config;
1468         cpuhw->flags[n0] = event->hw.event_base;
1469
1470         /*
1471          * This event may have been disabled/stopped in record_and_restart()
1472          * because we exceeded the ->event_limit. If re-starting the event,
1473          * clear the ->hw.state (STOPPED and UPTODATE flags), so the user
1474          * notification is re-enabled.
1475          */
1476         if (!(ef_flags & PERF_EF_START))
1477                 event->hw.state = PERF_HES_STOPPED | PERF_HES_UPTODATE;
1478         else
1479                 event->hw.state = 0;
1480
1481         /*
1482          * If group events scheduling transaction was started,
1483          * skip the schedulability test here, it will be performed
1484          * at commit time(->commit_txn) as a whole
1485          */
1486         if (cpuhw->txn_flags & PERF_PMU_TXN_ADD)
1487                 goto nocheck;
1488
1489         if (check_excludes(cpuhw->event, cpuhw->flags, n0, 1))
1490                 goto out;
1491         if (power_check_constraints(cpuhw, cpuhw->events, cpuhw->flags, n0 + 1))
1492                 goto out;
1493         event->hw.config = cpuhw->events[n0];
1494
1495 nocheck:
1496         ebb_event_add(event);
1497
1498         ++cpuhw->n_events;
1499         ++cpuhw->n_added;
1500
1501         ret = 0;
1502  out:
1503         if (has_branch_stack(event)) {
1504                 power_pmu_bhrb_enable(event);
1505                 cpuhw->bhrb_filter = ppmu->bhrb_filter_map(
1506                                         event->attr.branch_sample_type);
1507         }
1508
1509         /*
1510          * Workaround for POWER9 DD1 to use the Instruction Counter
1511          * register value for instruction counting
1512          */
1513         if (use_ic(event->attr.config))
1514                 cpuhw->ic_init = mfspr(SPRN_IC);
1515
1516         perf_pmu_enable(event->pmu);
1517         local_irq_restore(flags);
1518         return ret;
1519 }
1520
1521 /*
1522  * Remove a event from the PMU.
1523  */
1524 static void power_pmu_del(struct perf_event *event, int ef_flags)
1525 {
1526         struct cpu_hw_events *cpuhw;
1527         long i;
1528         unsigned long flags;
1529
1530         local_irq_save(flags);
1531         perf_pmu_disable(event->pmu);
1532
1533         power_pmu_read(event);
1534
1535         cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_events);
1536         for (i = 0; i < cpuhw->n_events; ++i) {
1537                 if (event == cpuhw->event[i]) {
1538                         while (++i < cpuhw->n_events) {
1539                                 cpuhw->event[i-1] = cpuhw->event[i];
1540                                 cpuhw->events[i-1] = cpuhw->events[i];
1541                                 cpuhw->flags[i-1] = cpuhw->flags[i];
1542                         }
1543                         --cpuhw->n_events;
1544                         ppmu->disable_pmc(event->hw.idx - 1, cpuhw->mmcr);
1545                         if (event->hw.idx) {
1546                                 write_pmc(event->hw.idx, 0);
1547                                 event->hw.idx = 0;
1548                         }
1549                         perf_event_update_userpage(event);
1550                         break;
1551                 }
1552         }
1553         for (i = 0; i < cpuhw->n_limited; ++i)
1554                 if (event == cpuhw->limited_counter[i])
1555                         break;
1556         if (i < cpuhw->n_limited) {
1557                 while (++i < cpuhw->n_limited) {
1558                         cpuhw->limited_counter[i-1] = cpuhw->limited_counter[i];
1559                         cpuhw->limited_hwidx[i-1] = cpuhw->limited_hwidx[i];
1560                 }
1561                 --cpuhw->n_limited;
1562         }
1563         if (cpuhw->n_events == 0) {
1564                 /* disable exceptions if no events are running */
1565                 cpuhw->mmcr[0] &= ~(MMCR0_PMXE | MMCR0_FCECE);
1566         }
1567
1568         if (has_branch_stack(event))
1569                 power_pmu_bhrb_disable(event);
1570
1571         perf_pmu_enable(event->pmu);
1572         local_irq_restore(flags);
1573 }
1574
1575 /*
1576  * POWER-PMU does not support disabling individual counters, hence
1577  * program their cycle counter to their max value and ignore the interrupts.
1578  */
1579
1580 static void power_pmu_start(struct perf_event *event, int ef_flags)
1581 {
1582         unsigned long flags;
1583         s64 left;
1584         unsigned long val;
1585
1586         if (!event->hw.idx || !event->hw.sample_period)
1587                 return;
1588
1589         if (!(event->hw.state & PERF_HES_STOPPED))
1590                 return;
1591
1592         if (ef_flags & PERF_EF_RELOAD)
1593                 WARN_ON_ONCE(!(event->hw.state & PERF_HES_UPTODATE));
1594
1595         local_irq_save(flags);
1596         perf_pmu_disable(event->pmu);
1597
1598         event->hw.state = 0;
1599         left = local64_read(&event->hw.period_left);
1600
1601         val = 0;
1602         if (left < 0x80000000L)
1603                 val = 0x80000000L - left;
1604
1605         write_pmc(event->hw.idx, val);
1606
1607         perf_event_update_userpage(event);
1608         perf_pmu_enable(event->pmu);
1609         local_irq_restore(flags);
1610 }
1611
1612 static void power_pmu_stop(struct perf_event *event, int ef_flags)
1613 {
1614         unsigned long flags;
1615
1616         if (!event->hw.idx || !event->hw.sample_period)
1617                 return;
1618
1619         if (event->hw.state & PERF_HES_STOPPED)
1620                 return;
1621
1622         local_irq_save(flags);
1623         perf_pmu_disable(event->pmu);
1624
1625         power_pmu_read(event);
1626         event->hw.state |= PERF_HES_STOPPED | PERF_HES_UPTODATE;
1627         write_pmc(event->hw.idx, 0);
1628
1629         perf_event_update_userpage(event);
1630         perf_pmu_enable(event->pmu);
1631         local_irq_restore(flags);
1632 }
1633
1634 /*
1635  * Start group events scheduling transaction
1636  * Set the flag to make pmu::enable() not perform the
1637  * schedulability test, it will be performed at commit time
1638  *
1639  * We only support PERF_PMU_TXN_ADD transactions. Save the
1640  * transaction flags but otherwise ignore non-PERF_PMU_TXN_ADD
1641  * transactions.
1642  */
1643 static void power_pmu_start_txn(struct pmu *pmu, unsigned int txn_flags)
1644 {
1645         struct cpu_hw_events *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_events);
1646
1647         WARN_ON_ONCE(cpuhw->txn_flags);         /* txn already in flight */
1648
1649         cpuhw->txn_flags = txn_flags;
1650         if (txn_flags & ~PERF_PMU_TXN_ADD)
1651                 return;
1652
1653         perf_pmu_disable(pmu);
1654         cpuhw->n_txn_start = cpuhw->n_events;
1655 }
1656
1657 /*
1658  * Stop group events scheduling transaction
1659  * Clear the flag and pmu::enable() will perform the
1660  * schedulability test.
1661  */
1662 static void power_pmu_cancel_txn(struct pmu *pmu)
1663 {
1664         struct cpu_hw_events *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_events);
1665         unsigned int txn_flags;
1666
1667         WARN_ON_ONCE(!cpuhw->txn_flags);        /* no txn in flight */
1668
1669         txn_flags = cpuhw->txn_flags;
1670         cpuhw->txn_flags = 0;
1671         if (txn_flags & ~PERF_PMU_TXN_ADD)
1672                 return;
1673
1674         perf_pmu_enable(pmu);
1675 }
1676
1677 /*
1678  * Commit group events scheduling transaction
1679  * Perform the group schedulability test as a whole
1680  * Return 0 if success
1681  */
1682 static int power_pmu_commit_txn(struct pmu *pmu)
1683 {
1684         struct cpu_hw_events *cpuhw;
1685         long i, n;
1686
1687         if (!ppmu)
1688                 return -EAGAIN;
1689
1690         cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_events);
1691         WARN_ON_ONCE(!cpuhw->txn_flags);        /* no txn in flight */
1692
1693         if (cpuhw->txn_flags & ~PERF_PMU_TXN_ADD) {
1694                 cpuhw->txn_flags = 0;
1695                 return 0;
1696         }
1697
1698         n = cpuhw->n_events;
1699         if (check_excludes(cpuhw->event, cpuhw->flags, 0, n))
1700                 return -EAGAIN;
1701         i = power_check_constraints(cpuhw, cpuhw->events, cpuhw->flags, n);
1702         if (i < 0)
1703                 return -EAGAIN;
1704
1705         for (i = cpuhw->n_txn_start; i < n; ++i)
1706                 cpuhw->event[i]->hw.config = cpuhw->events[i];
1707
1708         cpuhw->txn_flags = 0;
1709         perf_pmu_enable(pmu);
1710         return 0;
1711 }
1712
1713 /*
1714  * Return 1 if we might be able to put event on a limited PMC,
1715  * or 0 if not.
1716  * A event can only go on a limited PMC if it counts something
1717  * that a limited PMC can count, doesn't require interrupts, and
1718  * doesn't exclude any processor mode.
1719  */
1720 static int can_go_on_limited_pmc(struct perf_event *event, u64 ev,
1721                                  unsigned int flags)
1722 {
1723         int n;
1724         u64 alt[MAX_EVENT_ALTERNATIVES];
1725
1726         if (event->attr.exclude_user
1727             || event->attr.exclude_kernel
1728             || event->attr.exclude_hv
1729             || event->attr.sample_period)
1730                 return 0;
1731
1732         if (ppmu->limited_pmc_event(ev))
1733                 return 1;
1734
1735         /*
1736          * The requested event_id isn't on a limited PMC already;
1737          * see if any alternative code goes on a limited PMC.
1738          */
1739         if (!ppmu->get_alternatives)
1740                 return 0;
1741
1742         flags |= PPMU_LIMITED_PMC_OK | PPMU_LIMITED_PMC_REQD;
1743         n = ppmu->get_alternatives(ev, flags, alt);
1744
1745         return n > 0;
1746 }
1747
1748 /*
1749  * Find an alternative event_id that goes on a normal PMC, if possible,
1750  * and return the event_id code, or 0 if there is no such alternative.
1751  * (Note: event_id code 0 is "don't count" on all machines.)
1752  */
1753 static u64 normal_pmc_alternative(u64 ev, unsigned long flags)
1754 {
1755         u64 alt[MAX_EVENT_ALTERNATIVES];
1756         int n;
1757
1758         flags &= ~(PPMU_LIMITED_PMC_OK | PPMU_LIMITED_PMC_REQD);
1759         n = ppmu->get_alternatives(ev, flags, alt);
1760         if (!n)
1761                 return 0;
1762         return alt[0];
1763 }
1764
1765 /* Number of perf_events counting hardware events */
1766 static atomic_t num_events;
1767 /* Used to avoid races in calling reserve/release_pmc_hardware */
1768 static DEFINE_MUTEX(pmc_reserve_mutex);
1769
1770 /*
1771  * Release the PMU if this is the last perf_event.
1772  */
1773 static void hw_perf_event_destroy(struct perf_event *event)
1774 {
1775         if (!atomic_add_unless(&num_events, -1, 1)) {
1776                 mutex_lock(&pmc_reserve_mutex);
1777                 if (atomic_dec_return(&num_events) == 0)
1778                         release_pmc_hardware();
1779                 mutex_unlock(&pmc_reserve_mutex);
1780         }
1781 }
1782
1783 /*
1784  * Translate a generic cache event_id config to a raw event_id code.
1785  */
1786 static int hw_perf_cache_event(u64 config, u64 *eventp)
1787 {
1788         unsigned long type, op, result;
1789         int ev;
1790
1791         if (!ppmu->cache_events)
1792                 return -EINVAL;
1793
1794         /* unpack config */
1795         type = config & 0xff;
1796         op = (config >> 8) & 0xff;
1797         result = (config >> 16) & 0xff;
1798
1799         if (type >= PERF_COUNT_HW_CACHE_MAX ||
1800             op >= PERF_COUNT_HW_CACHE_OP_MAX ||
1801             result >= PERF_COUNT_HW_CACHE_RESULT_MAX)
1802                 return -EINVAL;
1803
1804         ev = (*ppmu->cache_events)[type][op][result];
1805         if (ev == 0)
1806                 return -EOPNOTSUPP;
1807         if (ev == -1)
1808                 return -EINVAL;
1809         *eventp = ev;
1810         return 0;
1811 }
1812
1813 static int power_pmu_event_init(struct perf_event *event)
1814 {
1815         u64 ev;
1816         unsigned long flags;
1817         struct perf_event *ctrs[MAX_HWEVENTS];
1818         u64 events[MAX_HWEVENTS];
1819         unsigned int cflags[MAX_HWEVENTS];
1820         int n;
1821         int err;
1822         struct cpu_hw_events *cpuhw;
1823
1824         if (!ppmu)
1825                 return -ENOENT;
1826
1827         if (has_branch_stack(event)) {
1828                 /* PMU has BHRB enabled */
1829                 if (!(ppmu->flags & PPMU_ARCH_207S))
1830                         return -EOPNOTSUPP;
1831         }
1832
1833         switch (event->attr.type) {
1834         case PERF_TYPE_HARDWARE:
1835                 ev = event->attr.config;
1836                 if (ev >= ppmu->n_generic || ppmu->generic_events[ev] == 0)
1837                         return -EOPNOTSUPP;
1838                 ev = ppmu->generic_events[ev];
1839                 break;
1840         case PERF_TYPE_HW_CACHE:
1841                 err = hw_perf_cache_event(event->attr.config, &ev);
1842                 if (err)
1843                         return err;
1844                 break;
1845         case PERF_TYPE_RAW:
1846                 ev = event->attr.config;
1847                 break;
1848         default:
1849                 return -ENOENT;
1850         }
1851
1852         event->hw.config_base = ev;
1853         event->hw.idx = 0;
1854
1855         /*
1856          * If we are not running on a hypervisor, force the
1857          * exclude_hv bit to 0 so that we don't care what
1858          * the user set it to.
1859          */
1860         if (!firmware_has_feature(FW_FEATURE_LPAR))
1861                 event->attr.exclude_hv = 0;
1862
1863         /*
1864          * If this is a per-task event, then we can use
1865          * PM_RUN_* events interchangeably with their non RUN_*
1866          * equivalents, e.g. PM_RUN_CYC instead of PM_CYC.
1867          * XXX we should check if the task is an idle task.
1868          */
1869         flags = 0;
1870         if (event->attach_state & PERF_ATTACH_TASK)
1871                 flags |= PPMU_ONLY_COUNT_RUN;
1872
1873         /*
1874          * If this machine has limited events, check whether this
1875          * event_id could go on a limited event.
1876          */
1877         if (ppmu->flags & PPMU_LIMITED_PMC5_6) {
1878                 if (can_go_on_limited_pmc(event, ev, flags)) {
1879                         flags |= PPMU_LIMITED_PMC_OK;
1880                 } else if (ppmu->limited_pmc_event(ev)) {
1881                         /*
1882                          * The requested event_id is on a limited PMC,
1883                          * but we can't use a limited PMC; see if any
1884                          * alternative goes on a normal PMC.
1885                          */
1886                         ev = normal_pmc_alternative(ev, flags);
1887                         if (!ev)
1888                                 return -EINVAL;
1889                 }
1890         }
1891
1892         /* Extra checks for EBB */
1893         err = ebb_event_check(event);
1894         if (err)
1895                 return err;
1896
1897         /*
1898          * If this is in a group, check if it can go on with all the
1899          * other hardware events in the group.  We assume the event
1900          * hasn't been linked into its leader's sibling list at this point.
1901          */
1902         n = 0;
1903         if (event->group_leader != event) {
1904                 n = collect_events(event->group_leader, ppmu->n_counter - 1,
1905                                    ctrs, events, cflags);
1906                 if (n < 0)
1907                         return -EINVAL;
1908         }
1909         events[n] = ev;
1910         ctrs[n] = event;
1911         cflags[n] = flags;
1912         if (check_excludes(ctrs, cflags, n, 1))
1913                 return -EINVAL;
1914
1915         cpuhw = &get_cpu_var(cpu_hw_events);
1916         err = power_check_constraints(cpuhw, events, cflags, n + 1);
1917
1918         if (has_branch_stack(event)) {
1919                 cpuhw->bhrb_filter = ppmu->bhrb_filter_map(
1920                                         event->attr.branch_sample_type);
1921
1922                 if (cpuhw->bhrb_filter == -1) {
1923                         put_cpu_var(cpu_hw_events);
1924                         return -EOPNOTSUPP;
1925                 }
1926         }
1927
1928         put_cpu_var(cpu_hw_events);
1929         if (err)
1930                 return -EINVAL;
1931
1932         event->hw.config = events[n];
1933         event->hw.event_base = cflags[n];
1934         event->hw.last_period = event->hw.sample_period;
1935         local64_set(&event->hw.period_left, event->hw.last_period);
1936
1937         /*
1938          * For EBB events we just context switch the PMC value, we don't do any
1939          * of the sample_period logic. We use hw.prev_count for this.
1940          */
1941         if (is_ebb_event(event))
1942                 local64_set(&event->hw.prev_count, 0);
1943
1944         /*
1945          * See if we need to reserve the PMU.
1946          * If no events are currently in use, then we have to take a
1947          * mutex to ensure that we don't race with another task doing
1948          * reserve_pmc_hardware or release_pmc_hardware.
1949          */
1950         err = 0;
1951         if (!atomic_inc_not_zero(&num_events)) {
1952                 mutex_lock(&pmc_reserve_mutex);
1953                 if (atomic_read(&num_events) == 0 &&
1954                     reserve_pmc_hardware(perf_event_interrupt))
1955                         err = -EBUSY;
1956                 else
1957                         atomic_inc(&num_events);
1958                 mutex_unlock(&pmc_reserve_mutex);
1959         }
1960         event->destroy = hw_perf_event_destroy;
1961
1962         return err;
1963 }
1964
1965 static int power_pmu_event_idx(struct perf_event *event)
1966 {
1967         return event->hw.idx;
1968 }
1969
1970 ssize_t power_events_sysfs_show(struct device *dev,
1971                                 struct device_attribute *attr, char *page)
1972 {
1973         struct perf_pmu_events_attr *pmu_attr;
1974
1975         pmu_attr = container_of(attr, struct perf_pmu_events_attr, attr);
1976
1977         return sprintf(page, "event=0x%02llx\n", pmu_attr->id);
1978 }
1979
1980 static struct pmu power_pmu = {
1981         .pmu_enable     = power_pmu_enable,
1982         .pmu_disable    = power_pmu_disable,
1983         .event_init     = power_pmu_event_init,
1984         .add            = power_pmu_add,
1985         .del            = power_pmu_del,
1986         .start          = power_pmu_start,
1987         .stop           = power_pmu_stop,
1988         .read           = power_pmu_read,
1989         .start_txn      = power_pmu_start_txn,
1990         .cancel_txn     = power_pmu_cancel_txn,
1991         .commit_txn     = power_pmu_commit_txn,
1992         .event_idx      = power_pmu_event_idx,
1993         .sched_task     = power_pmu_sched_task,
1994 };
1995
1996 /*
1997  * A counter has overflowed; update its count and record
1998  * things if requested.  Note that interrupts are hard-disabled
1999  * here so there is no possibility of being interrupted.
2000  */
2001 static void record_and_restart(struct perf_event *event, unsigned long val,
2002                                struct pt_regs *regs)
2003 {
2004         u64 period = event->hw.sample_period;
2005         s64 prev, delta, left;
2006         int record = 0;
2007
2008         if (event->hw.state & PERF_HES_STOPPED) {
2009                 write_pmc(event->hw.idx, 0);
2010                 return;
2011         }
2012
2013         /* we don't have to worry about interrupts here */
2014         prev = local64_read(&event->hw.prev_count);
2015         delta = check_and_compute_delta(prev, val);
2016         local64_add(delta, &event->count);
2017
2018         /*
2019          * See if the total period for this event has expired,
2020          * and update for the next period.
2021          */
2022         val = 0;
2023         left = local64_read(&event->hw.period_left) - delta;
2024         if (delta == 0)
2025                 left++;
2026         if (period) {
2027                 if (left <= 0) {
2028                         left += period;
2029                         if (left <= 0)
2030                                 left = period;
2031                         record = siar_valid(regs);
2032                         event->hw.last_period = event->hw.sample_period;
2033                 }
2034                 if (left < 0x80000000LL)
2035                         val = 0x80000000LL - left;
2036         }
2037
2038         write_pmc(event->hw.idx, val);
2039         local64_set(&event->hw.prev_count, val);
2040         local64_set(&event->hw.period_left, left);
2041         perf_event_update_userpage(event);
2042
2043         /*
2044          * Finally record data if requested.
2045          */
2046         if (record) {
2047                 struct perf_sample_data data;
2048
2049                 perf_sample_data_init(&data, ~0ULL, event->hw.last_period);
2050
2051                 if (event->attr.sample_type &
2052                     (PERF_SAMPLE_ADDR | PERF_SAMPLE_PHYS_ADDR))
2053                         perf_get_data_addr(regs, &data.addr);
2054
2055                 if (event->attr.sample_type & PERF_SAMPLE_BRANCH_STACK) {
2056                         struct cpu_hw_events *cpuhw;
2057                         cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_events);
2058                         power_pmu_bhrb_read(cpuhw);
2059                         data.br_stack = &cpuhw->bhrb_stack;
2060                 }
2061
2062                 if (event->attr.sample_type & PERF_SAMPLE_DATA_SRC &&
2063                                                 ppmu->get_mem_data_src)
2064                         ppmu->get_mem_data_src(&data.data_src, ppmu->flags, regs);
2065
2066                 if (event->attr.sample_type & PERF_SAMPLE_WEIGHT &&
2067                                                 ppmu->get_mem_weight)
2068                         ppmu->get_mem_weight(&data.weight);
2069
2070                 if (perf_event_overflow(event, &data, regs))
2071                         power_pmu_stop(event, 0);
2072         }
2073 }
2074
2075 /*
2076  * Called from generic code to get the misc flags (i.e. processor mode)
2077  * for an event_id.
2078  */
2079 unsigned long perf_misc_flags(struct pt_regs *regs)
2080 {
2081         u32 flags = perf_get_misc_flags(regs);
2082
2083         if (flags)
2084                 return flags;
2085         return user_mode(regs) ? PERF_RECORD_MISC_USER :
2086                 PERF_RECORD_MISC_KERNEL;
2087 }
2088
2089 /*
2090  * Called from generic code to get the instruction pointer
2091  * for an event_id.
2092  */
2093 unsigned long perf_instruction_pointer(struct pt_regs *regs)
2094 {
2095         bool use_siar = regs_use_siar(regs);
2096
2097         if (use_siar && siar_valid(regs))
2098                 return mfspr(SPRN_SIAR) + perf_ip_adjust(regs);
2099         else if (use_siar)
2100                 return 0;               // no valid instruction pointer
2101         else
2102                 return regs->nip;
2103 }
2104
2105 static bool pmc_overflow_power7(unsigned long val)
2106 {
2107         /*
2108          * Events on POWER7 can roll back if a speculative event doesn't
2109          * eventually complete. Unfortunately in some rare cases they will
2110          * raise a performance monitor exception. We need to catch this to
2111          * ensure we reset the PMC. In all cases the PMC will be 256 or less
2112          * cycles from overflow.
2113          *
2114          * We only do this if the first pass fails to find any overflowing
2115          * PMCs because a user might set a period of less than 256 and we
2116          * don't want to mistakenly reset them.
2117          */
2118         if ((0x80000000 - val) <= 256)
2119                 return true;
2120
2121         return false;
2122 }
2123
2124 static bool pmc_overflow(unsigned long val)
2125 {
2126         if ((int)val < 0)
2127                 return true;
2128
2129         return false;
2130 }
2131
2132 /*
2133  * Performance monitor interrupt stuff
2134  */
2135 static void perf_event_interrupt(struct pt_regs *regs)
2136 {
2137         int i, j;
2138         struct cpu_hw_events *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_events);
2139         struct perf_event *event;
2140         unsigned long val[8];
2141         int found, active;
2142         int nmi;
2143
2144         if (cpuhw->n_limited)
2145                 freeze_limited_counters(cpuhw, mfspr(SPRN_PMC5),
2146                                         mfspr(SPRN_PMC6));
2147
2148         perf_read_regs(regs);
2149
2150         nmi = perf_intr_is_nmi(regs);
2151         if (nmi)
2152                 nmi_enter();
2153         else
2154                 irq_enter();
2155
2156         /* Read all the PMCs since we'll need them a bunch of times */
2157         for (i = 0; i < ppmu->n_counter; ++i)
2158                 val[i] = read_pmc(i + 1);
2159
2160         /* Try to find what caused the IRQ */
2161         found = 0;
2162         for (i = 0; i < ppmu->n_counter; ++i) {
2163                 if (!pmc_overflow(val[i]))
2164                         continue;
2165                 if (is_limited_pmc(i + 1))
2166                         continue; /* these won't generate IRQs */
2167                 /*
2168                  * We've found one that's overflowed.  For active
2169                  * counters we need to log this.  For inactive
2170                  * counters, we need to reset it anyway
2171                  */
2172                 found = 1;
2173                 active = 0;
2174                 for (j = 0; j < cpuhw->n_events; ++j) {
2175                         event = cpuhw->event[j];
2176                         if (event->hw.idx == (i + 1)) {
2177                                 active = 1;
2178                                 record_and_restart(event, val[i], regs);
2179                                 break;
2180                         }
2181                 }
2182                 if (!active)
2183                         /* reset non active counters that have overflowed */
2184                         write_pmc(i + 1, 0);
2185         }
2186         if (!found && pvr_version_is(PVR_POWER7)) {
2187                 /* check active counters for special buggy p7 overflow */
2188                 for (i = 0; i < cpuhw->n_events; ++i) {
2189                         event = cpuhw->event[i];
2190                         if (!event->hw.idx || is_limited_pmc(event->hw.idx))
2191                                 continue;
2192                         if (pmc_overflow_power7(val[event->hw.idx - 1])) {
2193                                 /* event has overflowed in a buggy way*/
2194                                 found = 1;
2195                                 record_and_restart(event,
2196                                                    val[event->hw.idx - 1],
2197                                                    regs);
2198                         }
2199                 }
2200         }
2201         if (!found && !nmi && printk_ratelimit())
2202                 printk(KERN_WARNING "Can't find PMC that caused IRQ\n");
2203
2204         /*
2205          * Reset MMCR0 to its normal value.  This will set PMXE and
2206          * clear FC (freeze counters) and PMAO (perf mon alert occurred)
2207          * and thus allow interrupts to occur again.
2208          * XXX might want to use MSR.PM to keep the events frozen until
2209          * we get back out of this interrupt.
2210          */
2211         write_mmcr0(cpuhw, cpuhw->mmcr[0]);
2212
2213         if (nmi)
2214                 nmi_exit();
2215         else
2216                 irq_exit();
2217 }
2218
2219 static int power_pmu_prepare_cpu(unsigned int cpu)
2220 {
2221         struct cpu_hw_events *cpuhw = &per_cpu(cpu_hw_events, cpu);
2222
2223         if (ppmu) {
2224                 memset(cpuhw, 0, sizeof(*cpuhw));
2225                 cpuhw->mmcr[0] = MMCR0_FC;
2226         }
2227         return 0;
2228 }
2229
2230 int register_power_pmu(struct power_pmu *pmu)
2231 {
2232         if (ppmu)
2233                 return -EBUSY;          /* something's already registered */
2234
2235         ppmu = pmu;
2236         pr_info("%s performance monitor hardware support registered\n",
2237                 pmu->name);
2238
2239         power_pmu.attr_groups = ppmu->attr_groups;
2240
2241 #ifdef MSR_HV
2242         /*
2243          * Use FCHV to ignore kernel events if MSR.HV is set.
2244          */
2245         if (mfmsr() & MSR_HV)
2246                 freeze_events_kernel = MMCR0_FCHV;
2247 #endif /* CONFIG_PPC64 */
2248
2249         perf_pmu_register(&power_pmu, "cpu", PERF_TYPE_RAW);
2250         cpuhp_setup_state(CPUHP_PERF_POWER, "perf/powerpc:prepare",
2251                           power_pmu_prepare_cpu, NULL);
2252         return 0;
2253 }