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