Merge branch 'x86-trampoline-for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel...
[pandora-kernel.git] / arch / powerpc / kernel / perf_event.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 <asm/reg.h>
17 #include <asm/pmc.h>
18 #include <asm/machdep.h>
19 #include <asm/firmware.h>
20 #include <asm/ptrace.h>
21
22 struct cpu_hw_events {
23         int n_events;
24         int n_percpu;
25         int disabled;
26         int n_added;
27         int n_limited;
28         u8  pmcs_enabled;
29         struct perf_event *event[MAX_HWEVENTS];
30         u64 events[MAX_HWEVENTS];
31         unsigned int flags[MAX_HWEVENTS];
32         unsigned long mmcr[3];
33         struct perf_event *limited_counter[MAX_LIMITED_HWCOUNTERS];
34         u8  limited_hwidx[MAX_LIMITED_HWCOUNTERS];
35         u64 alternatives[MAX_HWEVENTS][MAX_EVENT_ALTERNATIVES];
36         unsigned long amasks[MAX_HWEVENTS][MAX_EVENT_ALTERNATIVES];
37         unsigned long avalues[MAX_HWEVENTS][MAX_EVENT_ALTERNATIVES];
38
39         unsigned int group_flag;
40         int n_txn_start;
41 };
42 DEFINE_PER_CPU(struct cpu_hw_events, cpu_hw_events);
43
44 struct power_pmu *ppmu;
45
46 /*
47  * Normally, to ignore kernel events we set the FCS (freeze counters
48  * in supervisor mode) bit in MMCR0, but if the kernel runs with the
49  * hypervisor bit set in the MSR, or if we are running on a processor
50  * where the hypervisor bit is forced to 1 (as on Apple G5 processors),
51  * then we need to use the FCHV bit to ignore kernel events.
52  */
53 static unsigned int freeze_events_kernel = MMCR0_FCS;
54
55 /*
56  * 32-bit doesn't have MMCRA but does have an MMCR2,
57  * and a few other names are different.
58  */
59 #ifdef CONFIG_PPC32
60
61 #define MMCR0_FCHV              0
62 #define MMCR0_PMCjCE            MMCR0_PMCnCE
63
64 #define SPRN_MMCRA              SPRN_MMCR2
65 #define MMCRA_SAMPLE_ENABLE     0
66
67 static inline unsigned long perf_ip_adjust(struct pt_regs *regs)
68 {
69         return 0;
70 }
71 static inline void perf_get_data_addr(struct pt_regs *regs, u64 *addrp) { }
72 static inline u32 perf_get_misc_flags(struct pt_regs *regs)
73 {
74         return 0;
75 }
76 static inline void perf_read_regs(struct pt_regs *regs) { }
77 static inline int perf_intr_is_nmi(struct pt_regs *regs)
78 {
79         return 0;
80 }
81
82 #endif /* CONFIG_PPC32 */
83
84 /*
85  * Things that are specific to 64-bit implementations.
86  */
87 #ifdef CONFIG_PPC64
88
89 static inline unsigned long perf_ip_adjust(struct pt_regs *regs)
90 {
91         unsigned long mmcra = regs->dsisr;
92
93         if ((mmcra & MMCRA_SAMPLE_ENABLE) && !(ppmu->flags & PPMU_ALT_SIPR)) {
94                 unsigned long slot = (mmcra & MMCRA_SLOT) >> MMCRA_SLOT_SHIFT;
95                 if (slot > 1)
96                         return 4 * (slot - 1);
97         }
98         return 0;
99 }
100
101 /*
102  * The user wants a data address recorded.
103  * If we're not doing instruction sampling, give them the SDAR
104  * (sampled data address).  If we are doing instruction sampling, then
105  * only give them the SDAR if it corresponds to the instruction
106  * pointed to by SIAR; this is indicated by the [POWER6_]MMCRA_SDSYNC
107  * bit in MMCRA.
108  */
109 static inline void perf_get_data_addr(struct pt_regs *regs, u64 *addrp)
110 {
111         unsigned long mmcra = regs->dsisr;
112         unsigned long sdsync = (ppmu->flags & PPMU_ALT_SIPR) ?
113                 POWER6_MMCRA_SDSYNC : MMCRA_SDSYNC;
114
115         if (!(mmcra & MMCRA_SAMPLE_ENABLE) || (mmcra & sdsync))
116                 *addrp = mfspr(SPRN_SDAR);
117 }
118
119 static inline u32 perf_get_misc_flags(struct pt_regs *regs)
120 {
121         unsigned long mmcra = regs->dsisr;
122         unsigned long sihv = MMCRA_SIHV;
123         unsigned long sipr = MMCRA_SIPR;
124
125         if (TRAP(regs) != 0xf00)
126                 return 0;       /* not a PMU interrupt */
127
128         if (ppmu->flags & PPMU_ALT_SIPR) {
129                 sihv = POWER6_MMCRA_SIHV;
130                 sipr = POWER6_MMCRA_SIPR;
131         }
132
133         /* PR has priority over HV, so order below is important */
134         if (mmcra & sipr)
135                 return PERF_RECORD_MISC_USER;
136         if ((mmcra & sihv) && (freeze_events_kernel != MMCR0_FCHV))
137                 return PERF_RECORD_MISC_HYPERVISOR;
138         return PERF_RECORD_MISC_KERNEL;
139 }
140
141 /*
142  * Overload regs->dsisr to store MMCRA so we only need to read it once
143  * on each interrupt.
144  */
145 static inline void perf_read_regs(struct pt_regs *regs)
146 {
147         regs->dsisr = mfspr(SPRN_MMCRA);
148 }
149
150 /*
151  * If interrupts were soft-disabled when a PMU interrupt occurs, treat
152  * it as an NMI.
153  */
154 static inline int perf_intr_is_nmi(struct pt_regs *regs)
155 {
156         return !regs->softe;
157 }
158
159 #endif /* CONFIG_PPC64 */
160
161 static void perf_event_interrupt(struct pt_regs *regs);
162
163 void perf_event_print_debug(void)
164 {
165 }
166
167 /*
168  * Read one performance monitor counter (PMC).
169  */
170 static unsigned long read_pmc(int idx)
171 {
172         unsigned long val;
173
174         switch (idx) {
175         case 1:
176                 val = mfspr(SPRN_PMC1);
177                 break;
178         case 2:
179                 val = mfspr(SPRN_PMC2);
180                 break;
181         case 3:
182                 val = mfspr(SPRN_PMC3);
183                 break;
184         case 4:
185                 val = mfspr(SPRN_PMC4);
186                 break;
187         case 5:
188                 val = mfspr(SPRN_PMC5);
189                 break;
190         case 6:
191                 val = mfspr(SPRN_PMC6);
192                 break;
193 #ifdef CONFIG_PPC64
194         case 7:
195                 val = mfspr(SPRN_PMC7);
196                 break;
197         case 8:
198                 val = mfspr(SPRN_PMC8);
199                 break;
200 #endif /* CONFIG_PPC64 */
201         default:
202                 printk(KERN_ERR "oops trying to read PMC%d\n", idx);
203                 val = 0;
204         }
205         return val;
206 }
207
208 /*
209  * Write one PMC.
210  */
211 static void write_pmc(int idx, unsigned long val)
212 {
213         switch (idx) {
214         case 1:
215                 mtspr(SPRN_PMC1, val);
216                 break;
217         case 2:
218                 mtspr(SPRN_PMC2, val);
219                 break;
220         case 3:
221                 mtspr(SPRN_PMC3, val);
222                 break;
223         case 4:
224                 mtspr(SPRN_PMC4, val);
225                 break;
226         case 5:
227                 mtspr(SPRN_PMC5, val);
228                 break;
229         case 6:
230                 mtspr(SPRN_PMC6, val);
231                 break;
232 #ifdef CONFIG_PPC64
233         case 7:
234                 mtspr(SPRN_PMC7, val);
235                 break;
236         case 8:
237                 mtspr(SPRN_PMC8, val);
238                 break;
239 #endif /* CONFIG_PPC64 */
240         default:
241                 printk(KERN_ERR "oops trying to write PMC%d\n", idx);
242         }
243 }
244
245 /*
246  * Check if a set of events can all go on the PMU at once.
247  * If they can't, this will look at alternative codes for the events
248  * and see if any combination of alternative codes is feasible.
249  * The feasible set is returned in event_id[].
250  */
251 static int power_check_constraints(struct cpu_hw_events *cpuhw,
252                                    u64 event_id[], unsigned int cflags[],
253                                    int n_ev)
254 {
255         unsigned long mask, value, nv;
256         unsigned long smasks[MAX_HWEVENTS], svalues[MAX_HWEVENTS];
257         int n_alt[MAX_HWEVENTS], choice[MAX_HWEVENTS];
258         int i, j;
259         unsigned long addf = ppmu->add_fields;
260         unsigned long tadd = ppmu->test_adder;
261
262         if (n_ev > ppmu->n_counter)
263                 return -1;
264
265         /* First see if the events will go on as-is */
266         for (i = 0; i < n_ev; ++i) {
267                 if ((cflags[i] & PPMU_LIMITED_PMC_REQD)
268                     && !ppmu->limited_pmc_event(event_id[i])) {
269                         ppmu->get_alternatives(event_id[i], cflags[i],
270                                                cpuhw->alternatives[i]);
271                         event_id[i] = cpuhw->alternatives[i][0];
272                 }
273                 if (ppmu->get_constraint(event_id[i], &cpuhw->amasks[i][0],
274                                          &cpuhw->avalues[i][0]))
275                         return -1;
276         }
277         value = mask = 0;
278         for (i = 0; i < n_ev; ++i) {
279                 nv = (value | cpuhw->avalues[i][0]) +
280                         (value & cpuhw->avalues[i][0] & addf);
281                 if ((((nv + tadd) ^ value) & mask) != 0 ||
282                     (((nv + tadd) ^ cpuhw->avalues[i][0]) &
283                      cpuhw->amasks[i][0]) != 0)
284                         break;
285                 value = nv;
286                 mask |= cpuhw->amasks[i][0];
287         }
288         if (i == n_ev)
289                 return 0;       /* all OK */
290
291         /* doesn't work, gather alternatives... */
292         if (!ppmu->get_alternatives)
293                 return -1;
294         for (i = 0; i < n_ev; ++i) {
295                 choice[i] = 0;
296                 n_alt[i] = ppmu->get_alternatives(event_id[i], cflags[i],
297                                                   cpuhw->alternatives[i]);
298                 for (j = 1; j < n_alt[i]; ++j)
299                         ppmu->get_constraint(cpuhw->alternatives[i][j],
300                                              &cpuhw->amasks[i][j],
301                                              &cpuhw->avalues[i][j]);
302         }
303
304         /* enumerate all possibilities and see if any will work */
305         i = 0;
306         j = -1;
307         value = mask = nv = 0;
308         while (i < n_ev) {
309                 if (j >= 0) {
310                         /* we're backtracking, restore context */
311                         value = svalues[i];
312                         mask = smasks[i];
313                         j = choice[i];
314                 }
315                 /*
316                  * See if any alternative k for event_id i,
317                  * where k > j, will satisfy the constraints.
318                  */
319                 while (++j < n_alt[i]) {
320                         nv = (value | cpuhw->avalues[i][j]) +
321                                 (value & cpuhw->avalues[i][j] & addf);
322                         if ((((nv + tadd) ^ value) & mask) == 0 &&
323                             (((nv + tadd) ^ cpuhw->avalues[i][j])
324                              & cpuhw->amasks[i][j]) == 0)
325                                 break;
326                 }
327                 if (j >= n_alt[i]) {
328                         /*
329                          * No feasible alternative, backtrack
330                          * to event_id i-1 and continue enumerating its
331                          * alternatives from where we got up to.
332                          */
333                         if (--i < 0)
334                                 return -1;
335                 } else {
336                         /*
337                          * Found a feasible alternative for event_id i,
338                          * remember where we got up to with this event_id,
339                          * go on to the next event_id, and start with
340                          * the first alternative for it.
341                          */
342                         choice[i] = j;
343                         svalues[i] = value;
344                         smasks[i] = mask;
345                         value = nv;
346                         mask |= cpuhw->amasks[i][j];
347                         ++i;
348                         j = -1;
349                 }
350         }
351
352         /* OK, we have a feasible combination, tell the caller the solution */
353         for (i = 0; i < n_ev; ++i)
354                 event_id[i] = cpuhw->alternatives[i][choice[i]];
355         return 0;
356 }
357
358 /*
359  * Check if newly-added events have consistent settings for
360  * exclude_{user,kernel,hv} with each other and any previously
361  * added events.
362  */
363 static int check_excludes(struct perf_event **ctrs, unsigned int cflags[],
364                           int n_prev, int n_new)
365 {
366         int eu = 0, ek = 0, eh = 0;
367         int i, n, first;
368         struct perf_event *event;
369
370         n = n_prev + n_new;
371         if (n <= 1)
372                 return 0;
373
374         first = 1;
375         for (i = 0; i < n; ++i) {
376                 if (cflags[i] & PPMU_LIMITED_PMC_OK) {
377                         cflags[i] &= ~PPMU_LIMITED_PMC_REQD;
378                         continue;
379                 }
380                 event = ctrs[i];
381                 if (first) {
382                         eu = event->attr.exclude_user;
383                         ek = event->attr.exclude_kernel;
384                         eh = event->attr.exclude_hv;
385                         first = 0;
386                 } else if (event->attr.exclude_user != eu ||
387                            event->attr.exclude_kernel != ek ||
388                            event->attr.exclude_hv != eh) {
389                         return -EAGAIN;
390                 }
391         }
392
393         if (eu || ek || eh)
394                 for (i = 0; i < n; ++i)
395                         if (cflags[i] & PPMU_LIMITED_PMC_OK)
396                                 cflags[i] |= PPMU_LIMITED_PMC_REQD;
397
398         return 0;
399 }
400
401 static void power_pmu_read(struct perf_event *event)
402 {
403         s64 val, delta, prev;
404
405         if (event->hw.state & PERF_HES_STOPPED)
406                 return;
407
408         if (!event->hw.idx)
409                 return;
410         /*
411          * Performance monitor interrupts come even when interrupts
412          * are soft-disabled, as long as interrupts are hard-enabled.
413          * Therefore we treat them like NMIs.
414          */
415         do {
416                 prev = local64_read(&event->hw.prev_count);
417                 barrier();
418                 val = read_pmc(event->hw.idx);
419         } while (local64_cmpxchg(&event->hw.prev_count, prev, val) != prev);
420
421         /* The counters are only 32 bits wide */
422         delta = (val - prev) & 0xfffffffful;
423         local64_add(delta, &event->count);
424         local64_sub(delta, &event->hw.period_left);
425 }
426
427 /*
428  * On some machines, PMC5 and PMC6 can't be written, don't respect
429  * the freeze conditions, and don't generate interrupts.  This tells
430  * us if `event' is using such a PMC.
431  */
432 static int is_limited_pmc(int pmcnum)
433 {
434         return (ppmu->flags & PPMU_LIMITED_PMC5_6)
435                 && (pmcnum == 5 || pmcnum == 6);
436 }
437
438 static void freeze_limited_counters(struct cpu_hw_events *cpuhw,
439                                     unsigned long pmc5, unsigned long pmc6)
440 {
441         struct perf_event *event;
442         u64 val, prev, delta;
443         int i;
444
445         for (i = 0; i < cpuhw->n_limited; ++i) {
446                 event = cpuhw->limited_counter[i];
447                 if (!event->hw.idx)
448                         continue;
449                 val = (event->hw.idx == 5) ? pmc5 : pmc6;
450                 prev = local64_read(&event->hw.prev_count);
451                 event->hw.idx = 0;
452                 delta = (val - prev) & 0xfffffffful;
453                 local64_add(delta, &event->count);
454         }
455 }
456
457 static void thaw_limited_counters(struct cpu_hw_events *cpuhw,
458                                   unsigned long pmc5, unsigned long pmc6)
459 {
460         struct perf_event *event;
461         u64 val;
462         int i;
463
464         for (i = 0; i < cpuhw->n_limited; ++i) {
465                 event = cpuhw->limited_counter[i];
466                 event->hw.idx = cpuhw->limited_hwidx[i];
467                 val = (event->hw.idx == 5) ? pmc5 : pmc6;
468                 local64_set(&event->hw.prev_count, val);
469                 perf_event_update_userpage(event);
470         }
471 }
472
473 /*
474  * Since limited events don't respect the freeze conditions, we
475  * have to read them immediately after freezing or unfreezing the
476  * other events.  We try to keep the values from the limited
477  * events as consistent as possible by keeping the delay (in
478  * cycles and instructions) between freezing/unfreezing and reading
479  * the limited events as small and consistent as possible.
480  * Therefore, if any limited events are in use, we read them
481  * both, and always in the same order, to minimize variability,
482  * and do it inside the same asm that writes MMCR0.
483  */
484 static void write_mmcr0(struct cpu_hw_events *cpuhw, unsigned long mmcr0)
485 {
486         unsigned long pmc5, pmc6;
487
488         if (!cpuhw->n_limited) {
489                 mtspr(SPRN_MMCR0, mmcr0);
490                 return;
491         }
492
493         /*
494          * Write MMCR0, then read PMC5 and PMC6 immediately.
495          * To ensure we don't get a performance monitor interrupt
496          * between writing MMCR0 and freezing/thawing the limited
497          * events, we first write MMCR0 with the event overflow
498          * interrupt enable bits turned off.
499          */
500         asm volatile("mtspr %3,%2; mfspr %0,%4; mfspr %1,%5"
501                      : "=&r" (pmc5), "=&r" (pmc6)
502                      : "r" (mmcr0 & ~(MMCR0_PMC1CE | MMCR0_PMCjCE)),
503                        "i" (SPRN_MMCR0),
504                        "i" (SPRN_PMC5), "i" (SPRN_PMC6));
505
506         if (mmcr0 & MMCR0_FC)
507                 freeze_limited_counters(cpuhw, pmc5, pmc6);
508         else
509                 thaw_limited_counters(cpuhw, pmc5, pmc6);
510
511         /*
512          * Write the full MMCR0 including the event overflow interrupt
513          * enable bits, if necessary.
514          */
515         if (mmcr0 & (MMCR0_PMC1CE | MMCR0_PMCjCE))
516                 mtspr(SPRN_MMCR0, mmcr0);
517 }
518
519 /*
520  * Disable all events to prevent PMU interrupts and to allow
521  * events to be added or removed.
522  */
523 static void power_pmu_disable(struct pmu *pmu)
524 {
525         struct cpu_hw_events *cpuhw;
526         unsigned long flags;
527
528         if (!ppmu)
529                 return;
530         local_irq_save(flags);
531         cpuhw = &__get_cpu_var(cpu_hw_events);
532
533         if (!cpuhw->disabled) {
534                 cpuhw->disabled = 1;
535                 cpuhw->n_added = 0;
536
537                 /*
538                  * Check if we ever enabled the PMU on this cpu.
539                  */
540                 if (!cpuhw->pmcs_enabled) {
541                         ppc_enable_pmcs();
542                         cpuhw->pmcs_enabled = 1;
543                 }
544
545                 /*
546                  * Disable instruction sampling if it was enabled
547                  */
548                 if (cpuhw->mmcr[2] & MMCRA_SAMPLE_ENABLE) {
549                         mtspr(SPRN_MMCRA,
550                               cpuhw->mmcr[2] & ~MMCRA_SAMPLE_ENABLE);
551                         mb();
552                 }
553
554                 /*
555                  * Set the 'freeze counters' bit.
556                  * The barrier is to make sure the mtspr has been
557                  * executed and the PMU has frozen the events
558                  * before we return.
559                  */
560                 write_mmcr0(cpuhw, mfspr(SPRN_MMCR0) | MMCR0_FC);
561                 mb();
562         }
563         local_irq_restore(flags);
564 }
565
566 /*
567  * Re-enable all events if disable == 0.
568  * If we were previously disabled and events were added, then
569  * put the new config on the PMU.
570  */
571 static void power_pmu_enable(struct pmu *pmu)
572 {
573         struct perf_event *event;
574         struct cpu_hw_events *cpuhw;
575         unsigned long flags;
576         long i;
577         unsigned long val;
578         s64 left;
579         unsigned int hwc_index[MAX_HWEVENTS];
580         int n_lim;
581         int idx;
582
583         if (!ppmu)
584                 return;
585         local_irq_save(flags);
586         cpuhw = &__get_cpu_var(cpu_hw_events);
587         if (!cpuhw->disabled) {
588                 local_irq_restore(flags);
589                 return;
590         }
591         cpuhw->disabled = 0;
592
593         /*
594          * If we didn't change anything, or only removed events,
595          * no need to recalculate MMCR* settings and reset the PMCs.
596          * Just reenable the PMU with the current MMCR* settings
597          * (possibly updated for removal of events).
598          */
599         if (!cpuhw->n_added) {
600                 mtspr(SPRN_MMCRA, cpuhw->mmcr[2] & ~MMCRA_SAMPLE_ENABLE);
601                 mtspr(SPRN_MMCR1, cpuhw->mmcr[1]);
602                 if (cpuhw->n_events == 0)
603                         ppc_set_pmu_inuse(0);
604                 goto out_enable;
605         }
606
607         /*
608          * Compute MMCR* values for the new set of events
609          */
610         if (ppmu->compute_mmcr(cpuhw->events, cpuhw->n_events, hwc_index,
611                                cpuhw->mmcr)) {
612                 /* shouldn't ever get here */
613                 printk(KERN_ERR "oops compute_mmcr failed\n");
614                 goto out;
615         }
616
617         /*
618          * Add in MMCR0 freeze bits corresponding to the
619          * attr.exclude_* bits for the first event.
620          * We have already checked that all events have the
621          * same values for these bits as the first event.
622          */
623         event = cpuhw->event[0];
624         if (event->attr.exclude_user)
625                 cpuhw->mmcr[0] |= MMCR0_FCP;
626         if (event->attr.exclude_kernel)
627                 cpuhw->mmcr[0] |= freeze_events_kernel;
628         if (event->attr.exclude_hv)
629                 cpuhw->mmcr[0] |= MMCR0_FCHV;
630
631         /*
632          * Write the new configuration to MMCR* with the freeze
633          * bit set and set the hardware events to their initial values.
634          * Then unfreeze the events.
635          */
636         ppc_set_pmu_inuse(1);
637         mtspr(SPRN_MMCRA, cpuhw->mmcr[2] & ~MMCRA_SAMPLE_ENABLE);
638         mtspr(SPRN_MMCR1, cpuhw->mmcr[1]);
639         mtspr(SPRN_MMCR0, (cpuhw->mmcr[0] & ~(MMCR0_PMC1CE | MMCR0_PMCjCE))
640                                 | MMCR0_FC);
641
642         /*
643          * Read off any pre-existing events that need to move
644          * to another PMC.
645          */
646         for (i = 0; i < cpuhw->n_events; ++i) {
647                 event = cpuhw->event[i];
648                 if (event->hw.idx && event->hw.idx != hwc_index[i] + 1) {
649                         power_pmu_read(event);
650                         write_pmc(event->hw.idx, 0);
651                         event->hw.idx = 0;
652                 }
653         }
654
655         /*
656          * Initialize the PMCs for all the new and moved events.
657          */
658         cpuhw->n_limited = n_lim = 0;
659         for (i = 0; i < cpuhw->n_events; ++i) {
660                 event = cpuhw->event[i];
661                 if (event->hw.idx)
662                         continue;
663                 idx = hwc_index[i] + 1;
664                 if (is_limited_pmc(idx)) {
665                         cpuhw->limited_counter[n_lim] = event;
666                         cpuhw->limited_hwidx[n_lim] = idx;
667                         ++n_lim;
668                         continue;
669                 }
670                 val = 0;
671                 if (event->hw.sample_period) {
672                         left = local64_read(&event->hw.period_left);
673                         if (left < 0x80000000L)
674                                 val = 0x80000000L - left;
675                 }
676                 local64_set(&event->hw.prev_count, val);
677                 event->hw.idx = idx;
678                 if (event->hw.state & PERF_HES_STOPPED)
679                         val = 0;
680                 write_pmc(idx, val);
681                 perf_event_update_userpage(event);
682         }
683         cpuhw->n_limited = n_lim;
684         cpuhw->mmcr[0] |= MMCR0_PMXE | MMCR0_FCECE;
685
686  out_enable:
687         mb();
688         write_mmcr0(cpuhw, cpuhw->mmcr[0]);
689
690         /*
691          * Enable instruction sampling if necessary
692          */
693         if (cpuhw->mmcr[2] & MMCRA_SAMPLE_ENABLE) {
694                 mb();
695                 mtspr(SPRN_MMCRA, cpuhw->mmcr[2]);
696         }
697
698  out:
699         local_irq_restore(flags);
700 }
701
702 static int collect_events(struct perf_event *group, int max_count,
703                           struct perf_event *ctrs[], u64 *events,
704                           unsigned int *flags)
705 {
706         int n = 0;
707         struct perf_event *event;
708
709         if (!is_software_event(group)) {
710                 if (n >= max_count)
711                         return -1;
712                 ctrs[n] = group;
713                 flags[n] = group->hw.event_base;
714                 events[n++] = group->hw.config;
715         }
716         list_for_each_entry(event, &group->sibling_list, group_entry) {
717                 if (!is_software_event(event) &&
718                     event->state != PERF_EVENT_STATE_OFF) {
719                         if (n >= max_count)
720                                 return -1;
721                         ctrs[n] = event;
722                         flags[n] = event->hw.event_base;
723                         events[n++] = event->hw.config;
724                 }
725         }
726         return n;
727 }
728
729 /*
730  * Add a event to the PMU.
731  * If all events are not already frozen, then we disable and
732  * re-enable the PMU in order to get hw_perf_enable to do the
733  * actual work of reconfiguring the PMU.
734  */
735 static int power_pmu_add(struct perf_event *event, int ef_flags)
736 {
737         struct cpu_hw_events *cpuhw;
738         unsigned long flags;
739         int n0;
740         int ret = -EAGAIN;
741
742         local_irq_save(flags);
743         perf_pmu_disable(event->pmu);
744
745         /*
746          * Add the event to the list (if there is room)
747          * and check whether the total set is still feasible.
748          */
749         cpuhw = &__get_cpu_var(cpu_hw_events);
750         n0 = cpuhw->n_events;
751         if (n0 >= ppmu->n_counter)
752                 goto out;
753         cpuhw->event[n0] = event;
754         cpuhw->events[n0] = event->hw.config;
755         cpuhw->flags[n0] = event->hw.event_base;
756
757         if (!(ef_flags & PERF_EF_START))
758                 event->hw.state = PERF_HES_STOPPED | PERF_HES_UPTODATE;
759
760         /*
761          * If group events scheduling transaction was started,
762          * skip the schedulability test here, it will be peformed
763          * at commit time(->commit_txn) as a whole
764          */
765         if (cpuhw->group_flag & PERF_EVENT_TXN)
766                 goto nocheck;
767
768         if (check_excludes(cpuhw->event, cpuhw->flags, n0, 1))
769                 goto out;
770         if (power_check_constraints(cpuhw, cpuhw->events, cpuhw->flags, n0 + 1))
771                 goto out;
772         event->hw.config = cpuhw->events[n0];
773
774 nocheck:
775         ++cpuhw->n_events;
776         ++cpuhw->n_added;
777
778         ret = 0;
779  out:
780         perf_pmu_enable(event->pmu);
781         local_irq_restore(flags);
782         return ret;
783 }
784
785 /*
786  * Remove a event from the PMU.
787  */
788 static void power_pmu_del(struct perf_event *event, int ef_flags)
789 {
790         struct cpu_hw_events *cpuhw;
791         long i;
792         unsigned long flags;
793
794         local_irq_save(flags);
795         perf_pmu_disable(event->pmu);
796
797         power_pmu_read(event);
798
799         cpuhw = &__get_cpu_var(cpu_hw_events);
800         for (i = 0; i < cpuhw->n_events; ++i) {
801                 if (event == cpuhw->event[i]) {
802                         while (++i < cpuhw->n_events) {
803                                 cpuhw->event[i-1] = cpuhw->event[i];
804                                 cpuhw->events[i-1] = cpuhw->events[i];
805                                 cpuhw->flags[i-1] = cpuhw->flags[i];
806                         }
807                         --cpuhw->n_events;
808                         ppmu->disable_pmc(event->hw.idx - 1, cpuhw->mmcr);
809                         if (event->hw.idx) {
810                                 write_pmc(event->hw.idx, 0);
811                                 event->hw.idx = 0;
812                         }
813                         perf_event_update_userpage(event);
814                         break;
815                 }
816         }
817         for (i = 0; i < cpuhw->n_limited; ++i)
818                 if (event == cpuhw->limited_counter[i])
819                         break;
820         if (i < cpuhw->n_limited) {
821                 while (++i < cpuhw->n_limited) {
822                         cpuhw->limited_counter[i-1] = cpuhw->limited_counter[i];
823                         cpuhw->limited_hwidx[i-1] = cpuhw->limited_hwidx[i];
824                 }
825                 --cpuhw->n_limited;
826         }
827         if (cpuhw->n_events == 0) {
828                 /* disable exceptions if no events are running */
829                 cpuhw->mmcr[0] &= ~(MMCR0_PMXE | MMCR0_FCECE);
830         }
831
832         perf_pmu_enable(event->pmu);
833         local_irq_restore(flags);
834 }
835
836 /*
837  * POWER-PMU does not support disabling individual counters, hence
838  * program their cycle counter to their max value and ignore the interrupts.
839  */
840
841 static void power_pmu_start(struct perf_event *event, int ef_flags)
842 {
843         unsigned long flags;
844         s64 left;
845
846         if (!event->hw.idx || !event->hw.sample_period)
847                 return;
848
849         if (!(event->hw.state & PERF_HES_STOPPED))
850                 return;
851
852         if (ef_flags & PERF_EF_RELOAD)
853                 WARN_ON_ONCE(!(event->hw.state & PERF_HES_UPTODATE));
854
855         local_irq_save(flags);
856         perf_pmu_disable(event->pmu);
857
858         event->hw.state = 0;
859         left = local64_read(&event->hw.period_left);
860         write_pmc(event->hw.idx, left);
861
862         perf_event_update_userpage(event);
863         perf_pmu_enable(event->pmu);
864         local_irq_restore(flags);
865 }
866
867 static void power_pmu_stop(struct perf_event *event, int ef_flags)
868 {
869         unsigned long flags;
870
871         if (!event->hw.idx || !event->hw.sample_period)
872                 return;
873
874         if (event->hw.state & PERF_HES_STOPPED)
875                 return;
876
877         local_irq_save(flags);
878         perf_pmu_disable(event->pmu);
879
880         power_pmu_read(event);
881         event->hw.state |= PERF_HES_STOPPED | PERF_HES_UPTODATE;
882         write_pmc(event->hw.idx, 0);
883
884         perf_event_update_userpage(event);
885         perf_pmu_enable(event->pmu);
886         local_irq_restore(flags);
887 }
888
889 /*
890  * Start group events scheduling transaction
891  * Set the flag to make pmu::enable() not perform the
892  * schedulability test, it will be performed at commit time
893  */
894 void power_pmu_start_txn(struct pmu *pmu)
895 {
896         struct cpu_hw_events *cpuhw = &__get_cpu_var(cpu_hw_events);
897
898         perf_pmu_disable(pmu);
899         cpuhw->group_flag |= PERF_EVENT_TXN;
900         cpuhw->n_txn_start = cpuhw->n_events;
901 }
902
903 /*
904  * Stop group events scheduling transaction
905  * Clear the flag and pmu::enable() will perform the
906  * schedulability test.
907  */
908 void power_pmu_cancel_txn(struct pmu *pmu)
909 {
910         struct cpu_hw_events *cpuhw = &__get_cpu_var(cpu_hw_events);
911
912         cpuhw->group_flag &= ~PERF_EVENT_TXN;
913         perf_pmu_enable(pmu);
914 }
915
916 /*
917  * Commit group events scheduling transaction
918  * Perform the group schedulability test as a whole
919  * Return 0 if success
920  */
921 int power_pmu_commit_txn(struct pmu *pmu)
922 {
923         struct cpu_hw_events *cpuhw;
924         long i, n;
925
926         if (!ppmu)
927                 return -EAGAIN;
928         cpuhw = &__get_cpu_var(cpu_hw_events);
929         n = cpuhw->n_events;
930         if (check_excludes(cpuhw->event, cpuhw->flags, 0, n))
931                 return -EAGAIN;
932         i = power_check_constraints(cpuhw, cpuhw->events, cpuhw->flags, n);
933         if (i < 0)
934                 return -EAGAIN;
935
936         for (i = cpuhw->n_txn_start; i < n; ++i)
937                 cpuhw->event[i]->hw.config = cpuhw->events[i];
938
939         cpuhw->group_flag &= ~PERF_EVENT_TXN;
940         perf_pmu_enable(pmu);
941         return 0;
942 }
943
944 /*
945  * Return 1 if we might be able to put event on a limited PMC,
946  * or 0 if not.
947  * A event can only go on a limited PMC if it counts something
948  * that a limited PMC can count, doesn't require interrupts, and
949  * doesn't exclude any processor mode.
950  */
951 static int can_go_on_limited_pmc(struct perf_event *event, u64 ev,
952                                  unsigned int flags)
953 {
954         int n;
955         u64 alt[MAX_EVENT_ALTERNATIVES];
956
957         if (event->attr.exclude_user
958             || event->attr.exclude_kernel
959             || event->attr.exclude_hv
960             || event->attr.sample_period)
961                 return 0;
962
963         if (ppmu->limited_pmc_event(ev))
964                 return 1;
965
966         /*
967          * The requested event_id isn't on a limited PMC already;
968          * see if any alternative code goes on a limited PMC.
969          */
970         if (!ppmu->get_alternatives)
971                 return 0;
972
973         flags |= PPMU_LIMITED_PMC_OK | PPMU_LIMITED_PMC_REQD;
974         n = ppmu->get_alternatives(ev, flags, alt);
975
976         return n > 0;
977 }
978
979 /*
980  * Find an alternative event_id that goes on a normal PMC, if possible,
981  * and return the event_id code, or 0 if there is no such alternative.
982  * (Note: event_id code 0 is "don't count" on all machines.)
983  */
984 static u64 normal_pmc_alternative(u64 ev, unsigned long flags)
985 {
986         u64 alt[MAX_EVENT_ALTERNATIVES];
987         int n;
988
989         flags &= ~(PPMU_LIMITED_PMC_OK | PPMU_LIMITED_PMC_REQD);
990         n = ppmu->get_alternatives(ev, flags, alt);
991         if (!n)
992                 return 0;
993         return alt[0];
994 }
995
996 /* Number of perf_events counting hardware events */
997 static atomic_t num_events;
998 /* Used to avoid races in calling reserve/release_pmc_hardware */
999 static DEFINE_MUTEX(pmc_reserve_mutex);
1000
1001 /*
1002  * Release the PMU if this is the last perf_event.
1003  */
1004 static void hw_perf_event_destroy(struct perf_event *event)
1005 {
1006         if (!atomic_add_unless(&num_events, -1, 1)) {
1007                 mutex_lock(&pmc_reserve_mutex);
1008                 if (atomic_dec_return(&num_events) == 0)
1009                         release_pmc_hardware();
1010                 mutex_unlock(&pmc_reserve_mutex);
1011         }
1012 }
1013
1014 /*
1015  * Translate a generic cache event_id config to a raw event_id code.
1016  */
1017 static int hw_perf_cache_event(u64 config, u64 *eventp)
1018 {
1019         unsigned long type, op, result;
1020         int ev;
1021
1022         if (!ppmu->cache_events)
1023                 return -EINVAL;
1024
1025         /* unpack config */
1026         type = config & 0xff;
1027         op = (config >> 8) & 0xff;
1028         result = (config >> 16) & 0xff;
1029
1030         if (type >= PERF_COUNT_HW_CACHE_MAX ||
1031             op >= PERF_COUNT_HW_CACHE_OP_MAX ||
1032             result >= PERF_COUNT_HW_CACHE_RESULT_MAX)
1033                 return -EINVAL;
1034
1035         ev = (*ppmu->cache_events)[type][op][result];
1036         if (ev == 0)
1037                 return -EOPNOTSUPP;
1038         if (ev == -1)
1039                 return -EINVAL;
1040         *eventp = ev;
1041         return 0;
1042 }
1043
1044 static int power_pmu_event_init(struct perf_event *event)
1045 {
1046         u64 ev;
1047         unsigned long flags;
1048         struct perf_event *ctrs[MAX_HWEVENTS];
1049         u64 events[MAX_HWEVENTS];
1050         unsigned int cflags[MAX_HWEVENTS];
1051         int n;
1052         int err;
1053         struct cpu_hw_events *cpuhw;
1054
1055         if (!ppmu)
1056                 return -ENOENT;
1057
1058         switch (event->attr.type) {
1059         case PERF_TYPE_HARDWARE:
1060                 ev = event->attr.config;
1061                 if (ev >= ppmu->n_generic || ppmu->generic_events[ev] == 0)
1062                         return -EOPNOTSUPP;
1063                 ev = ppmu->generic_events[ev];
1064                 break;
1065         case PERF_TYPE_HW_CACHE:
1066                 err = hw_perf_cache_event(event->attr.config, &ev);
1067                 if (err)
1068                         return err;
1069                 break;
1070         case PERF_TYPE_RAW:
1071                 ev = event->attr.config;
1072                 break;
1073         default:
1074                 return -ENOENT;
1075         }
1076
1077         event->hw.config_base = ev;
1078         event->hw.idx = 0;
1079
1080         /*
1081          * If we are not running on a hypervisor, force the
1082          * exclude_hv bit to 0 so that we don't care what
1083          * the user set it to.
1084          */
1085         if (!firmware_has_feature(FW_FEATURE_LPAR))
1086                 event->attr.exclude_hv = 0;
1087
1088         /*
1089          * If this is a per-task event, then we can use
1090          * PM_RUN_* events interchangeably with their non RUN_*
1091          * equivalents, e.g. PM_RUN_CYC instead of PM_CYC.
1092          * XXX we should check if the task is an idle task.
1093          */
1094         flags = 0;
1095         if (event->attach_state & PERF_ATTACH_TASK)
1096                 flags |= PPMU_ONLY_COUNT_RUN;
1097
1098         /*
1099          * If this machine has limited events, check whether this
1100          * event_id could go on a limited event.
1101          */
1102         if (ppmu->flags & PPMU_LIMITED_PMC5_6) {
1103                 if (can_go_on_limited_pmc(event, ev, flags)) {
1104                         flags |= PPMU_LIMITED_PMC_OK;
1105                 } else if (ppmu->limited_pmc_event(ev)) {
1106                         /*
1107                          * The requested event_id is on a limited PMC,
1108                          * but we can't use a limited PMC; see if any
1109                          * alternative goes on a normal PMC.
1110                          */
1111                         ev = normal_pmc_alternative(ev, flags);
1112                         if (!ev)
1113                                 return -EINVAL;
1114                 }
1115         }
1116
1117         /*
1118          * If this is in a group, check if it can go on with all the
1119          * other hardware events in the group.  We assume the event
1120          * hasn't been linked into its leader's sibling list at this point.
1121          */
1122         n = 0;
1123         if (event->group_leader != event) {
1124                 n = collect_events(event->group_leader, ppmu->n_counter - 1,
1125                                    ctrs, events, cflags);
1126                 if (n < 0)
1127                         return -EINVAL;
1128         }
1129         events[n] = ev;
1130         ctrs[n] = event;
1131         cflags[n] = flags;
1132         if (check_excludes(ctrs, cflags, n, 1))
1133                 return -EINVAL;
1134
1135         cpuhw = &get_cpu_var(cpu_hw_events);
1136         err = power_check_constraints(cpuhw, events, cflags, n + 1);
1137         put_cpu_var(cpu_hw_events);
1138         if (err)
1139                 return -EINVAL;
1140
1141         event->hw.config = events[n];
1142         event->hw.event_base = cflags[n];
1143         event->hw.last_period = event->hw.sample_period;
1144         local64_set(&event->hw.period_left, event->hw.last_period);
1145
1146         /*
1147          * See if we need to reserve the PMU.
1148          * If no events are currently in use, then we have to take a
1149          * mutex to ensure that we don't race with another task doing
1150          * reserve_pmc_hardware or release_pmc_hardware.
1151          */
1152         err = 0;
1153         if (!atomic_inc_not_zero(&num_events)) {
1154                 mutex_lock(&pmc_reserve_mutex);
1155                 if (atomic_read(&num_events) == 0 &&
1156                     reserve_pmc_hardware(perf_event_interrupt))
1157                         err = -EBUSY;
1158                 else
1159                         atomic_inc(&num_events);
1160                 mutex_unlock(&pmc_reserve_mutex);
1161         }
1162         event->destroy = hw_perf_event_destroy;
1163
1164         return err;
1165 }
1166
1167 struct pmu power_pmu = {
1168         .pmu_enable     = power_pmu_enable,
1169         .pmu_disable    = power_pmu_disable,
1170         .event_init     = power_pmu_event_init,
1171         .add            = power_pmu_add,
1172         .del            = power_pmu_del,
1173         .start          = power_pmu_start,
1174         .stop           = power_pmu_stop,
1175         .read           = power_pmu_read,
1176         .start_txn      = power_pmu_start_txn,
1177         .cancel_txn     = power_pmu_cancel_txn,
1178         .commit_txn     = power_pmu_commit_txn,
1179 };
1180
1181 /*
1182  * A counter has overflowed; update its count and record
1183  * things if requested.  Note that interrupts are hard-disabled
1184  * here so there is no possibility of being interrupted.
1185  */
1186 static void record_and_restart(struct perf_event *event, unsigned long val,
1187                                struct pt_regs *regs, int nmi)
1188 {
1189         u64 period = event->hw.sample_period;
1190         s64 prev, delta, left;
1191         int record = 0;
1192
1193         if (event->hw.state & PERF_HES_STOPPED) {
1194                 write_pmc(event->hw.idx, 0);
1195                 return;
1196         }
1197
1198         /* we don't have to worry about interrupts here */
1199         prev = local64_read(&event->hw.prev_count);
1200         delta = (val - prev) & 0xfffffffful;
1201         local64_add(delta, &event->count);
1202
1203         /*
1204          * See if the total period for this event has expired,
1205          * and update for the next period.
1206          */
1207         val = 0;
1208         left = local64_read(&event->hw.period_left) - delta;
1209         if (period) {
1210                 if (left <= 0) {
1211                         left += period;
1212                         if (left <= 0)
1213                                 left = period;
1214                         record = 1;
1215                 }
1216                 if (left < 0x80000000LL)
1217                         val = 0x80000000LL - left;
1218         }
1219
1220         write_pmc(event->hw.idx, val);
1221         local64_set(&event->hw.prev_count, val);
1222         local64_set(&event->hw.period_left, left);
1223         perf_event_update_userpage(event);
1224
1225         /*
1226          * Finally record data if requested.
1227          */
1228         if (record) {
1229                 struct perf_sample_data data;
1230
1231                 perf_sample_data_init(&data, ~0ULL);
1232                 data.period = event->hw.last_period;
1233
1234                 if (event->attr.sample_type & PERF_SAMPLE_ADDR)
1235                         perf_get_data_addr(regs, &data.addr);
1236
1237                 if (perf_event_overflow(event, nmi, &data, regs))
1238                         power_pmu_stop(event, 0);
1239         }
1240 }
1241
1242 /*
1243  * Called from generic code to get the misc flags (i.e. processor mode)
1244  * for an event_id.
1245  */
1246 unsigned long perf_misc_flags(struct pt_regs *regs)
1247 {
1248         u32 flags = perf_get_misc_flags(regs);
1249
1250         if (flags)
1251                 return flags;
1252         return user_mode(regs) ? PERF_RECORD_MISC_USER :
1253                 PERF_RECORD_MISC_KERNEL;
1254 }
1255
1256 /*
1257  * Called from generic code to get the instruction pointer
1258  * for an event_id.
1259  */
1260 unsigned long perf_instruction_pointer(struct pt_regs *regs)
1261 {
1262         unsigned long ip;
1263
1264         if (TRAP(regs) != 0xf00)
1265                 return regs->nip;       /* not a PMU interrupt */
1266
1267         ip = mfspr(SPRN_SIAR) + perf_ip_adjust(regs);
1268         return ip;
1269 }
1270
1271 /*
1272  * Performance monitor interrupt stuff
1273  */
1274 static void perf_event_interrupt(struct pt_regs *regs)
1275 {
1276         int i;
1277         struct cpu_hw_events *cpuhw = &__get_cpu_var(cpu_hw_events);
1278         struct perf_event *event;
1279         unsigned long val;
1280         int found = 0;
1281         int nmi;
1282
1283         if (cpuhw->n_limited)
1284                 freeze_limited_counters(cpuhw, mfspr(SPRN_PMC5),
1285                                         mfspr(SPRN_PMC6));
1286
1287         perf_read_regs(regs);
1288
1289         nmi = perf_intr_is_nmi(regs);
1290         if (nmi)
1291                 nmi_enter();
1292         else
1293                 irq_enter();
1294
1295         for (i = 0; i < cpuhw->n_events; ++i) {
1296                 event = cpuhw->event[i];
1297                 if (!event->hw.idx || is_limited_pmc(event->hw.idx))
1298                         continue;
1299                 val = read_pmc(event->hw.idx);
1300                 if ((int)val < 0) {
1301                         /* event has overflowed */
1302                         found = 1;
1303                         record_and_restart(event, val, regs, nmi);
1304                 }
1305         }
1306
1307         /*
1308          * In case we didn't find and reset the event that caused
1309          * the interrupt, scan all events and reset any that are
1310          * negative, to avoid getting continual interrupts.
1311          * Any that we processed in the previous loop will not be negative.
1312          */
1313         if (!found) {
1314                 for (i = 0; i < ppmu->n_counter; ++i) {
1315                         if (is_limited_pmc(i + 1))
1316                                 continue;
1317                         val = read_pmc(i + 1);
1318                         if ((int)val < 0)
1319                                 write_pmc(i + 1, 0);
1320                 }
1321         }
1322
1323         /*
1324          * Reset MMCR0 to its normal value.  This will set PMXE and
1325          * clear FC (freeze counters) and PMAO (perf mon alert occurred)
1326          * and thus allow interrupts to occur again.
1327          * XXX might want to use MSR.PM to keep the events frozen until
1328          * we get back out of this interrupt.
1329          */
1330         write_mmcr0(cpuhw, cpuhw->mmcr[0]);
1331
1332         if (nmi)
1333                 nmi_exit();
1334         else
1335                 irq_exit();
1336 }
1337
1338 static void power_pmu_setup(int cpu)
1339 {
1340         struct cpu_hw_events *cpuhw = &per_cpu(cpu_hw_events, cpu);
1341
1342         if (!ppmu)
1343                 return;
1344         memset(cpuhw, 0, sizeof(*cpuhw));
1345         cpuhw->mmcr[0] = MMCR0_FC;
1346 }
1347
1348 static int __cpuinit
1349 power_pmu_notifier(struct notifier_block *self, unsigned long action, void *hcpu)
1350 {
1351         unsigned int cpu = (long)hcpu;
1352
1353         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
1354         case CPU_UP_PREPARE:
1355                 power_pmu_setup(cpu);
1356                 break;
1357
1358         default:
1359                 break;
1360         }
1361
1362         return NOTIFY_OK;
1363 }
1364
1365 int register_power_pmu(struct power_pmu *pmu)
1366 {
1367         if (ppmu)
1368                 return -EBUSY;          /* something's already registered */
1369
1370         ppmu = pmu;
1371         pr_info("%s performance monitor hardware support registered\n",
1372                 pmu->name);
1373
1374 #ifdef MSR_HV
1375         /*
1376          * Use FCHV to ignore kernel events if MSR.HV is set.
1377          */
1378         if (mfmsr() & MSR_HV)
1379                 freeze_events_kernel = MMCR0_FCHV;
1380 #endif /* CONFIG_PPC64 */
1381
1382         perf_pmu_register(&power_pmu);
1383         perf_cpu_notifier(power_pmu_notifier);
1384
1385         return 0;
1386 }