GNU Linux-libre 4.19.286-gnu1
[releases.git] / arch / powerpc / perf / core-book3s.c
1 /*
2  * Performance event support - powerpc architecture code
3  *
4  * Copyright 2008-2009 Paul Mackerras, IBM Corporation.
5  *
6  * This program is free software; you can redistribute it and/or
7  * modify it under the terms of the GNU General Public License
8  * as published by the Free Software Foundation; either version
9  * 2 of the License, or (at your option) any later version.
10  */
11 #include <linux/kernel.h>
12 #include <linux/sched.h>
13 #include <linux/perf_event.h>
14 #include <linux/percpu.h>
15 #include <linux/hardirq.h>
16 #include <linux/uaccess.h>
17 #include <asm/reg.h>
18 #include <asm/pmc.h>
19 #include <asm/machdep.h>
20 #include <asm/firmware.h>
21 #include <asm/ptrace.h>
22 #include <asm/code-patching.h>
23
24 #define BHRB_MAX_ENTRIES        32
25 #define BHRB_TARGET             0x0000000000000002
26 #define BHRB_PREDICTION         0x0000000000000001
27 #define BHRB_EA                 0xFFFFFFFFFFFFFFFCUL
28
29 struct cpu_hw_events {
30         int n_events;
31         int n_percpu;
32         int disabled;
33         int n_added;
34         int n_limited;
35         u8  pmcs_enabled;
36         struct perf_event *event[MAX_HWEVENTS];
37         u64 events[MAX_HWEVENTS];
38         unsigned int flags[MAX_HWEVENTS];
39         /*
40          * The order of the MMCR array is:
41          *  - 64-bit, MMCR0, MMCR1, MMCRA, MMCR2
42          *  - 32-bit, MMCR0, MMCR1, MMCR2
43          */
44         unsigned long mmcr[4];
45         struct perf_event *limited_counter[MAX_LIMITED_HWCOUNTERS];
46         u8  limited_hwidx[MAX_LIMITED_HWCOUNTERS];
47         u64 alternatives[MAX_HWEVENTS][MAX_EVENT_ALTERNATIVES];
48         unsigned long amasks[MAX_HWEVENTS][MAX_EVENT_ALTERNATIVES];
49         unsigned long avalues[MAX_HWEVENTS][MAX_EVENT_ALTERNATIVES];
50
51         unsigned int txn_flags;
52         int n_txn_start;
53
54         /* BHRB bits */
55         u64                             bhrb_filter;    /* BHRB HW branch filter */
56         unsigned int                    bhrb_users;
57         void                            *bhrb_context;
58         struct  perf_branch_stack       bhrb_stack;
59         struct  perf_branch_entry       bhrb_entries[BHRB_MAX_ENTRIES];
60         u64                             ic_init;
61 };
62
63 static DEFINE_PER_CPU(struct cpu_hw_events, cpu_hw_events);
64
65 static struct power_pmu *ppmu;
66
67 /*
68  * Normally, to ignore kernel events we set the FCS (freeze counters
69  * in supervisor mode) bit in MMCR0, but if the kernel runs with the
70  * hypervisor bit set in the MSR, or if we are running on a processor
71  * where the hypervisor bit is forced to 1 (as on Apple G5 processors),
72  * then we need to use the FCHV bit to ignore kernel events.
73  */
74 static unsigned int freeze_events_kernel = MMCR0_FCS;
75
76 /*
77  * 32-bit doesn't have MMCRA but does have an MMCR2,
78  * and a few other names are different.
79  */
80 #ifdef CONFIG_PPC32
81
82 #define MMCR0_FCHV              0
83 #define MMCR0_PMCjCE            MMCR0_PMCnCE
84 #define MMCR0_FC56              0
85 #define MMCR0_PMAO              0
86 #define MMCR0_EBE               0
87 #define MMCR0_BHRBA             0
88 #define MMCR0_PMCC              0
89 #define MMCR0_PMCC_U6           0
90
91 #define SPRN_MMCRA              SPRN_MMCR2
92 #define MMCRA_SAMPLE_ENABLE     0
93
94 static inline unsigned long perf_ip_adjust(struct pt_regs *regs)
95 {
96         return 0;
97 }
98 static inline void perf_get_data_addr(struct pt_regs *regs, u64 *addrp) { }
99 static inline u32 perf_get_misc_flags(struct pt_regs *regs)
100 {
101         return 0;
102 }
103 static inline void perf_read_regs(struct pt_regs *regs)
104 {
105         regs->result = 0;
106 }
107 static inline int perf_intr_is_nmi(struct pt_regs *regs)
108 {
109         return 0;
110 }
111
112 static inline int siar_valid(struct pt_regs *regs)
113 {
114         return 1;
115 }
116
117 static bool is_ebb_event(struct perf_event *event) { return false; }
118 static int ebb_event_check(struct perf_event *event) { return 0; }
119 static void ebb_event_add(struct perf_event *event) { }
120 static void ebb_switch_out(unsigned long mmcr0) { }
121 static unsigned long ebb_switch_in(bool ebb, struct cpu_hw_events *cpuhw)
122 {
123         return cpuhw->mmcr[0];
124 }
125
126 static inline void power_pmu_bhrb_enable(struct perf_event *event) {}
127 static inline void power_pmu_bhrb_disable(struct perf_event *event) {}
128 static void power_pmu_sched_task(struct perf_event_context *ctx, bool sched_in) {}
129 static inline void power_pmu_bhrb_read(struct cpu_hw_events *cpuhw) {}
130 static void pmao_restore_workaround(bool ebb) { }
131 #endif /* CONFIG_PPC32 */
132
133 static bool regs_use_siar(struct pt_regs *regs)
134 {
135         /*
136          * When we take a performance monitor exception the regs are setup
137          * using perf_read_regs() which overloads some fields, in particular
138          * regs->result to tell us whether to use SIAR.
139          *
140          * However if the regs are from another exception, eg. a syscall, then
141          * they have not been setup using perf_read_regs() and so regs->result
142          * is something random.
143          */
144         return ((TRAP(regs) == 0xf00) && regs->result);
145 }
146
147 /*
148  * Things that are specific to 64-bit implementations.
149  */
150 #ifdef CONFIG_PPC64
151
152 static inline unsigned long perf_ip_adjust(struct pt_regs *regs)
153 {
154         unsigned long mmcra = regs->dsisr;
155
156         if ((ppmu->flags & PPMU_HAS_SSLOT) && (mmcra & MMCRA_SAMPLE_ENABLE)) {
157                 unsigned long slot = (mmcra & MMCRA_SLOT) >> MMCRA_SLOT_SHIFT;
158                 if (slot > 1)
159                         return 4 * (slot - 1);
160         }
161
162         return 0;
163 }
164
165 /*
166  * The user wants a data address recorded.
167  * If we're not doing instruction sampling, give them the SDAR
168  * (sampled data address).  If we are doing instruction sampling, then
169  * only give them the SDAR if it corresponds to the instruction
170  * pointed to by SIAR; this is indicated by the [POWER6_]MMCRA_SDSYNC, the
171  * [POWER7P_]MMCRA_SDAR_VALID bit in MMCRA, or the SDAR_VALID bit in SIER.
172  */
173 static inline void perf_get_data_addr(struct pt_regs *regs, u64 *addrp)
174 {
175         unsigned long mmcra = regs->dsisr;
176         bool sdar_valid;
177
178         if (ppmu->flags & PPMU_HAS_SIER)
179                 sdar_valid = regs->dar & SIER_SDAR_VALID;
180         else {
181                 unsigned long sdsync;
182
183                 if (ppmu->flags & PPMU_SIAR_VALID)
184                         sdsync = POWER7P_MMCRA_SDAR_VALID;
185                 else if (ppmu->flags & PPMU_ALT_SIPR)
186                         sdsync = POWER6_MMCRA_SDSYNC;
187                 else if (ppmu->flags & PPMU_NO_SIAR)
188                         sdsync = MMCRA_SAMPLE_ENABLE;
189                 else
190                         sdsync = MMCRA_SDSYNC;
191
192                 sdar_valid = mmcra & sdsync;
193         }
194
195         if (!(mmcra & MMCRA_SAMPLE_ENABLE) || sdar_valid)
196                 *addrp = mfspr(SPRN_SDAR);
197
198         if (perf_paranoid_kernel() && !capable(CAP_SYS_ADMIN) &&
199                 is_kernel_addr(mfspr(SPRN_SDAR)))
200                 *addrp = 0;
201 }
202
203 static bool regs_sihv(struct pt_regs *regs)
204 {
205         unsigned long sihv = MMCRA_SIHV;
206
207         if (ppmu->flags & PPMU_HAS_SIER)
208                 return !!(regs->dar & SIER_SIHV);
209
210         if (ppmu->flags & PPMU_ALT_SIPR)
211                 sihv = POWER6_MMCRA_SIHV;
212
213         return !!(regs->dsisr & sihv);
214 }
215
216 static bool regs_sipr(struct pt_regs *regs)
217 {
218         unsigned long sipr = MMCRA_SIPR;
219
220         if (ppmu->flags & PPMU_HAS_SIER)
221                 return !!(regs->dar & SIER_SIPR);
222
223         if (ppmu->flags & PPMU_ALT_SIPR)
224                 sipr = POWER6_MMCRA_SIPR;
225
226         return !!(regs->dsisr & sipr);
227 }
228
229 static inline u32 perf_flags_from_msr(struct pt_regs *regs)
230 {
231         if (regs->msr & MSR_PR)
232                 return PERF_RECORD_MISC_USER;
233         if ((regs->msr & MSR_HV) && freeze_events_kernel != MMCR0_FCHV)
234                 return PERF_RECORD_MISC_HYPERVISOR;
235         return PERF_RECORD_MISC_KERNEL;
236 }
237
238 static inline u32 perf_get_misc_flags(struct pt_regs *regs)
239 {
240         bool use_siar = regs_use_siar(regs);
241
242         if (!use_siar)
243                 return perf_flags_from_msr(regs);
244
245         /*
246          * If we don't have flags in MMCRA, rather than using
247          * the MSR, we intuit the flags from the address in
248          * SIAR which should give slightly more reliable
249          * results
250          */
251         if (ppmu->flags & PPMU_NO_SIPR) {
252                 unsigned long siar = mfspr(SPRN_SIAR);
253                 if (is_kernel_addr(siar))
254                         return PERF_RECORD_MISC_KERNEL;
255                 return PERF_RECORD_MISC_USER;
256         }
257
258         /* PR has priority over HV, so order below is important */
259         if (regs_sipr(regs))
260                 return PERF_RECORD_MISC_USER;
261
262         if (regs_sihv(regs) && (freeze_events_kernel != MMCR0_FCHV))
263                 return PERF_RECORD_MISC_HYPERVISOR;
264
265         return PERF_RECORD_MISC_KERNEL;
266 }
267
268 /*
269  * Overload regs->dsisr to store MMCRA so we only need to read it once
270  * on each interrupt.
271  * Overload regs->dar to store SIER if we have it.
272  * Overload regs->result to specify whether we should use the MSR (result
273  * is zero) or the SIAR (result is non zero).
274  */
275 static inline void perf_read_regs(struct pt_regs *regs)
276 {
277         unsigned long mmcra = mfspr(SPRN_MMCRA);
278         int marked = mmcra & MMCRA_SAMPLE_ENABLE;
279         int use_siar;
280
281         regs->dsisr = mmcra;
282
283         if (ppmu->flags & PPMU_HAS_SIER)
284                 regs->dar = mfspr(SPRN_SIER);
285
286         /*
287          * If this isn't a PMU exception (eg a software event) the SIAR is
288          * not valid. Use pt_regs.
289          *
290          * If it is a marked event use the SIAR.
291          *
292          * If the PMU doesn't update the SIAR for non marked events use
293          * pt_regs.
294          *
295          * If the PMU has HV/PR flags then check to see if they
296          * place the exception in userspace. If so, use pt_regs. In
297          * continuous sampling mode the SIAR and the PMU exception are
298          * not synchronised, so they may be many instructions apart.
299          * This can result in confusing backtraces. We still want
300          * hypervisor samples as well as samples in the kernel with
301          * interrupts off hence the userspace check.
302          */
303         if (TRAP(regs) != 0xf00)
304                 use_siar = 0;
305         else if ((ppmu->flags & PPMU_NO_SIAR))
306                 use_siar = 0;
307         else if (marked)
308                 use_siar = 1;
309         else if ((ppmu->flags & PPMU_NO_CONT_SAMPLING))
310                 use_siar = 0;
311         else if (!(ppmu->flags & PPMU_NO_SIPR) && regs_sipr(regs))
312                 use_siar = 0;
313         else
314                 use_siar = 1;
315
316         regs->result = use_siar;
317 }
318
319 /*
320  * If interrupts were soft-disabled when a PMU interrupt occurs, treat
321  * it as an NMI.
322  */
323 static inline int perf_intr_is_nmi(struct pt_regs *regs)
324 {
325         return (regs->softe & IRQS_DISABLED);
326 }
327
328 /*
329  * On processors like P7+ that have the SIAR-Valid bit, marked instructions
330  * must be sampled only if the SIAR-valid bit is set.
331  *
332  * For unmarked instructions and for processors that don't have the SIAR-Valid
333  * bit, assume that SIAR is valid.
334  */
335 static inline int siar_valid(struct pt_regs *regs)
336 {
337         unsigned long mmcra = regs->dsisr;
338         int marked = mmcra & MMCRA_SAMPLE_ENABLE;
339
340         if (marked) {
341                 if (ppmu->flags & PPMU_HAS_SIER)
342                         return regs->dar & SIER_SIAR_VALID;
343
344                 if (ppmu->flags & PPMU_SIAR_VALID)
345                         return mmcra & POWER7P_MMCRA_SIAR_VALID;
346         }
347
348         return 1;
349 }
350
351
352 /* Reset all possible BHRB entries */
353 static void power_pmu_bhrb_reset(void)
354 {
355         asm volatile(PPC_CLRBHRB);
356 }
357
358 static void power_pmu_bhrb_enable(struct perf_event *event)
359 {
360         struct cpu_hw_events *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_events);
361
362         if (!ppmu->bhrb_nr)
363                 return;
364
365         /* Clear BHRB if we changed task context to avoid data leaks */
366         if (event->ctx->task && cpuhw->bhrb_context != event->ctx) {
367                 power_pmu_bhrb_reset();
368                 cpuhw->bhrb_context = event->ctx;
369         }
370         cpuhw->bhrb_users++;
371         perf_sched_cb_inc(event->ctx->pmu);
372 }
373
374 static void power_pmu_bhrb_disable(struct perf_event *event)
375 {
376         struct cpu_hw_events *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_events);
377
378         if (!ppmu->bhrb_nr)
379                 return;
380
381         WARN_ON_ONCE(!cpuhw->bhrb_users);
382         cpuhw->bhrb_users--;
383         perf_sched_cb_dec(event->ctx->pmu);
384
385         if (!cpuhw->disabled && !cpuhw->bhrb_users) {
386                 /* BHRB cannot be turned off when other
387                  * events are active on the PMU.
388                  */
389
390                 /* avoid stale pointer */
391                 cpuhw->bhrb_context = NULL;
392         }
393 }
394
395 /* Called from ctxsw to prevent one process's branch entries to
396  * mingle with the other process's entries during context switch.
397  */
398 static void power_pmu_sched_task(struct perf_event_context *ctx, bool sched_in)
399 {
400         if (!ppmu->bhrb_nr)
401                 return;
402
403         if (sched_in)
404                 power_pmu_bhrb_reset();
405 }
406 /* Calculate the to address for a branch */
407 static __u64 power_pmu_bhrb_to(u64 addr)
408 {
409         unsigned int instr;
410         int ret;
411         __u64 target;
412
413         if (is_kernel_addr(addr)) {
414                 if (probe_kernel_read(&instr, (void *)addr, sizeof(instr)))
415                         return 0;
416
417                 return branch_target(&instr);
418         }
419
420         /* Userspace: need copy instruction here then translate it */
421         pagefault_disable();
422         ret = __get_user_inatomic(instr, (unsigned int __user *)addr);
423         if (ret) {
424                 pagefault_enable();
425                 return 0;
426         }
427         pagefault_enable();
428
429         target = branch_target(&instr);
430         if ((!target) || (instr & BRANCH_ABSOLUTE))
431                 return target;
432
433         /* Translate relative branch target from kernel to user address */
434         return target - (unsigned long)&instr + addr;
435 }
436
437 /* Processing BHRB entries */
438 static void power_pmu_bhrb_read(struct cpu_hw_events *cpuhw)
439 {
440         u64 val;
441         u64 addr;
442         int r_index, u_index, pred;
443
444         r_index = 0;
445         u_index = 0;
446         while (r_index < ppmu->bhrb_nr) {
447                 /* Assembly read function */
448                 val = read_bhrb(r_index++);
449                 if (!val)
450                         /* Terminal marker: End of valid BHRB entries */
451                         break;
452                 else {
453                         addr = val & BHRB_EA;
454                         pred = val & BHRB_PREDICTION;
455
456                         if (!addr)
457                                 /* invalid entry */
458                                 continue;
459
460                         /*
461                          * BHRB rolling buffer could very much contain the kernel
462                          * addresses at this point. Check the privileges before
463                          * exporting it to userspace (avoid exposure of regions
464                          * where we could have speculative execution)
465                          */
466                         if (perf_paranoid_kernel() && !capable(CAP_SYS_ADMIN) &&
467                                 is_kernel_addr(addr))
468                                 continue;
469
470                         /* Branches are read most recent first (ie. mfbhrb 0 is
471                          * the most recent branch).
472                          * There are two types of valid entries:
473                          * 1) a target entry which is the to address of a
474                          *    computed goto like a blr,bctr,btar.  The next
475                          *    entry read from the bhrb will be branch
476                          *    corresponding to this target (ie. the actual
477                          *    blr/bctr/btar instruction).
478                          * 2) a from address which is an actual branch.  If a
479                          *    target entry proceeds this, then this is the
480                          *    matching branch for that target.  If this is not
481                          *    following a target entry, then this is a branch
482                          *    where the target is given as an immediate field
483                          *    in the instruction (ie. an i or b form branch).
484                          *    In this case we need to read the instruction from
485                          *    memory to determine the target/to address.
486                          */
487
488                         if (val & BHRB_TARGET) {
489                                 /* Target branches use two entries
490                                  * (ie. computed gotos/XL form)
491                                  */
492                                 cpuhw->bhrb_entries[u_index].to = addr;
493                                 cpuhw->bhrb_entries[u_index].mispred = pred;
494                                 cpuhw->bhrb_entries[u_index].predicted = ~pred;
495
496                                 /* Get from address in next entry */
497                                 val = read_bhrb(r_index++);
498                                 addr = val & BHRB_EA;
499                                 if (val & BHRB_TARGET) {
500                                         /* Shouldn't have two targets in a
501                                            row.. Reset index and try again */
502                                         r_index--;
503                                         addr = 0;
504                                 }
505                                 cpuhw->bhrb_entries[u_index].from = addr;
506                         } else {
507                                 /* Branches to immediate field 
508                                    (ie I or B form) */
509                                 cpuhw->bhrb_entries[u_index].from = addr;
510                                 cpuhw->bhrb_entries[u_index].to =
511                                         power_pmu_bhrb_to(addr);
512                                 cpuhw->bhrb_entries[u_index].mispred = pred;
513                                 cpuhw->bhrb_entries[u_index].predicted = ~pred;
514                         }
515                         u_index++;
516
517                 }
518         }
519         cpuhw->bhrb_stack.nr = u_index;
520         return;
521 }
522
523 static bool is_ebb_event(struct perf_event *event)
524 {
525         /*
526          * This could be a per-PMU callback, but we'd rather avoid the cost. We
527          * check that the PMU supports EBB, meaning those that don't can still
528          * use bit 63 of the event code for something else if they wish.
529          */
530         return (ppmu->flags & PPMU_ARCH_207S) &&
531                ((event->attr.config >> PERF_EVENT_CONFIG_EBB_SHIFT) & 1);
532 }
533
534 static int ebb_event_check(struct perf_event *event)
535 {
536         struct perf_event *leader = event->group_leader;
537
538         /* Event and group leader must agree on EBB */
539         if (is_ebb_event(leader) != is_ebb_event(event))
540                 return -EINVAL;
541
542         if (is_ebb_event(event)) {
543                 if (!(event->attach_state & PERF_ATTACH_TASK))
544                         return -EINVAL;
545
546                 if (!leader->attr.pinned || !leader->attr.exclusive)
547                         return -EINVAL;
548
549                 if (event->attr.freq ||
550                     event->attr.inherit ||
551                     event->attr.sample_type ||
552                     event->attr.sample_period ||
553                     event->attr.enable_on_exec)
554                         return -EINVAL;
555         }
556
557         return 0;
558 }
559
560 static void ebb_event_add(struct perf_event *event)
561 {
562         if (!is_ebb_event(event) || current->thread.used_ebb)
563                 return;
564
565         /*
566          * IFF this is the first time we've added an EBB event, set
567          * PMXE in the user MMCR0 so we can detect when it's cleared by
568          * userspace. We need this so that we can context switch while
569          * userspace is in the EBB handler (where PMXE is 0).
570          */
571         current->thread.used_ebb = 1;
572         current->thread.mmcr0 |= MMCR0_PMXE;
573 }
574
575 static void ebb_switch_out(unsigned long mmcr0)
576 {
577         if (!(mmcr0 & MMCR0_EBE))
578                 return;
579
580         current->thread.siar  = mfspr(SPRN_SIAR);
581         current->thread.sier  = mfspr(SPRN_SIER);
582         current->thread.sdar  = mfspr(SPRN_SDAR);
583         current->thread.mmcr0 = mmcr0 & MMCR0_USER_MASK;
584         current->thread.mmcr2 = mfspr(SPRN_MMCR2) & MMCR2_USER_MASK;
585 }
586
587 static unsigned long ebb_switch_in(bool ebb, struct cpu_hw_events *cpuhw)
588 {
589         unsigned long mmcr0 = cpuhw->mmcr[0];
590
591         if (!ebb)
592                 goto out;
593
594         /* Enable EBB and read/write to all 6 PMCs and BHRB for userspace */
595         mmcr0 |= MMCR0_EBE | MMCR0_BHRBA | MMCR0_PMCC_U6;
596
597         /*
598          * Add any bits from the user MMCR0, FC or PMAO. This is compatible
599          * with pmao_restore_workaround() because we may add PMAO but we never
600          * clear it here.
601          */
602         mmcr0 |= current->thread.mmcr0;
603
604         /*
605          * Be careful not to set PMXE if userspace had it cleared. This is also
606          * compatible with pmao_restore_workaround() because it has already
607          * cleared PMXE and we leave PMAO alone.
608          */
609         if (!(current->thread.mmcr0 & MMCR0_PMXE))
610                 mmcr0 &= ~MMCR0_PMXE;
611
612         mtspr(SPRN_SIAR, current->thread.siar);
613         mtspr(SPRN_SIER, current->thread.sier);
614         mtspr(SPRN_SDAR, current->thread.sdar);
615
616         /*
617          * Merge the kernel & user values of MMCR2. The semantics we implement
618          * are that the user MMCR2 can set bits, ie. cause counters to freeze,
619          * but not clear bits. If a task wants to be able to clear bits, ie.
620          * unfreeze counters, it should not set exclude_xxx in its events and
621          * instead manage the MMCR2 entirely by itself.
622          */
623         mtspr(SPRN_MMCR2, cpuhw->mmcr[3] | current->thread.mmcr2);
624 out:
625         return mmcr0;
626 }
627
628 static void pmao_restore_workaround(bool ebb)
629 {
630         unsigned pmcs[6];
631
632         if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_PMAO_BUG))
633                 return;
634
635         /*
636          * On POWER8E there is a hardware defect which affects the PMU context
637          * switch logic, ie. power_pmu_disable/enable().
638          *
639          * When a counter overflows PMXE is cleared and FC/PMAO is set in MMCR0
640          * by the hardware. Sometime later the actual PMU exception is
641          * delivered.
642          *
643          * If we context switch, or simply disable/enable, the PMU prior to the
644          * exception arriving, the exception will be lost when we clear PMAO.
645          *
646          * When we reenable the PMU, we will write the saved MMCR0 with PMAO
647          * set, and this _should_ generate an exception. However because of the
648          * defect no exception is generated when we write PMAO, and we get
649          * stuck with no counters counting but no exception delivered.
650          *
651          * The workaround is to detect this case and tweak the hardware to
652          * create another pending PMU exception.
653          *
654          * We do that by setting up PMC6 (cycles) for an imminent overflow and
655          * enabling the PMU. That causes a new exception to be generated in the
656          * chip, but we don't take it yet because we have interrupts hard
657          * disabled. We then write back the PMU state as we want it to be seen
658          * by the exception handler. When we reenable interrupts the exception
659          * handler will be called and see the correct state.
660          *
661          * The logic is the same for EBB, except that the exception is gated by
662          * us having interrupts hard disabled as well as the fact that we are
663          * not in userspace. The exception is finally delivered when we return
664          * to userspace.
665          */
666
667         /* Only if PMAO is set and PMAO_SYNC is clear */
668         if ((current->thread.mmcr0 & (MMCR0_PMAO | MMCR0_PMAO_SYNC)) != MMCR0_PMAO)
669                 return;
670
671         /* If we're doing EBB, only if BESCR[GE] is set */
672         if (ebb && !(current->thread.bescr & BESCR_GE))
673                 return;
674
675         /*
676          * We are already soft-disabled in power_pmu_enable(). We need to hard
677          * disable to actually prevent the PMU exception from firing.
678          */
679         hard_irq_disable();
680
681         /*
682          * This is a bit gross, but we know we're on POWER8E and have 6 PMCs.
683          * Using read/write_pmc() in a for loop adds 12 function calls and
684          * almost doubles our code size.
685          */
686         pmcs[0] = mfspr(SPRN_PMC1);
687         pmcs[1] = mfspr(SPRN_PMC2);
688         pmcs[2] = mfspr(SPRN_PMC3);
689         pmcs[3] = mfspr(SPRN_PMC4);
690         pmcs[4] = mfspr(SPRN_PMC5);
691         pmcs[5] = mfspr(SPRN_PMC6);
692
693         /* Ensure all freeze bits are unset */
694         mtspr(SPRN_MMCR2, 0);
695
696         /* Set up PMC6 to overflow in one cycle */
697         mtspr(SPRN_PMC6, 0x7FFFFFFE);
698
699         /* Enable exceptions and unfreeze PMC6 */
700         mtspr(SPRN_MMCR0, MMCR0_PMXE | MMCR0_PMCjCE | MMCR0_PMAO);
701
702         /* Now we need to refreeze and restore the PMCs */
703         mtspr(SPRN_MMCR0, MMCR0_FC | MMCR0_PMAO);
704
705         mtspr(SPRN_PMC1, pmcs[0]);
706         mtspr(SPRN_PMC2, pmcs[1]);
707         mtspr(SPRN_PMC3, pmcs[2]);
708         mtspr(SPRN_PMC4, pmcs[3]);
709         mtspr(SPRN_PMC5, pmcs[4]);
710         mtspr(SPRN_PMC6, pmcs[5]);
711 }
712
713 #endif /* CONFIG_PPC64 */
714
715 static void perf_event_interrupt(struct pt_regs *regs);
716
717 /*
718  * Read one performance monitor counter (PMC).
719  */
720 static unsigned long read_pmc(int idx)
721 {
722         unsigned long val;
723
724         switch (idx) {
725         case 1:
726                 val = mfspr(SPRN_PMC1);
727                 break;
728         case 2:
729                 val = mfspr(SPRN_PMC2);
730                 break;
731         case 3:
732                 val = mfspr(SPRN_PMC3);
733                 break;
734         case 4:
735                 val = mfspr(SPRN_PMC4);
736                 break;
737         case 5:
738                 val = mfspr(SPRN_PMC5);
739                 break;
740         case 6:
741                 val = mfspr(SPRN_PMC6);
742                 break;
743 #ifdef CONFIG_PPC64
744         case 7:
745                 val = mfspr(SPRN_PMC7);
746                 break;
747         case 8:
748                 val = mfspr(SPRN_PMC8);
749                 break;
750 #endif /* CONFIG_PPC64 */
751         default:
752                 printk(KERN_ERR "oops trying to read PMC%d\n", idx);
753                 val = 0;
754         }
755         return val;
756 }
757
758 /*
759  * Write one PMC.
760  */
761 static void write_pmc(int idx, unsigned long val)
762 {
763         switch (idx) {
764         case 1:
765                 mtspr(SPRN_PMC1, val);
766                 break;
767         case 2:
768                 mtspr(SPRN_PMC2, val);
769                 break;
770         case 3:
771                 mtspr(SPRN_PMC3, val);
772                 break;
773         case 4:
774                 mtspr(SPRN_PMC4, val);
775                 break;
776         case 5:
777                 mtspr(SPRN_PMC5, val);
778                 break;
779         case 6:
780                 mtspr(SPRN_PMC6, val);
781                 break;
782 #ifdef CONFIG_PPC64
783         case 7:
784                 mtspr(SPRN_PMC7, val);
785                 break;
786         case 8:
787                 mtspr(SPRN_PMC8, val);
788                 break;
789 #endif /* CONFIG_PPC64 */
790         default:
791                 printk(KERN_ERR "oops trying to write PMC%d\n", idx);
792         }
793 }
794
795 /* Called from sysrq_handle_showregs() */
796 void perf_event_print_debug(void)
797 {
798         unsigned long sdar, sier, flags;
799         u32 pmcs[MAX_HWEVENTS];
800         int i;
801
802         if (!ppmu) {
803                 pr_info("Performance monitor hardware not registered.\n");
804                 return;
805         }
806
807         if (!ppmu->n_counter)
808                 return;
809
810         local_irq_save(flags);
811
812         pr_info("CPU: %d PMU registers, ppmu = %s n_counters = %d",
813                  smp_processor_id(), ppmu->name, ppmu->n_counter);
814
815         for (i = 0; i < ppmu->n_counter; i++)
816                 pmcs[i] = read_pmc(i + 1);
817
818         for (; i < MAX_HWEVENTS; i++)
819                 pmcs[i] = 0xdeadbeef;
820
821         pr_info("PMC1:  %08x PMC2: %08x PMC3: %08x PMC4: %08x\n",
822                  pmcs[0], pmcs[1], pmcs[2], pmcs[3]);
823
824         if (ppmu->n_counter > 4)
825                 pr_info("PMC5:  %08x PMC6: %08x PMC7: %08x PMC8: %08x\n",
826                          pmcs[4], pmcs[5], pmcs[6], pmcs[7]);
827
828         pr_info("MMCR0: %016lx MMCR1: %016lx MMCRA: %016lx\n",
829                 mfspr(SPRN_MMCR0), mfspr(SPRN_MMCR1), mfspr(SPRN_MMCRA));
830
831         sdar = sier = 0;
832 #ifdef CONFIG_PPC64
833         sdar = mfspr(SPRN_SDAR);
834
835         if (ppmu->flags & PPMU_HAS_SIER)
836                 sier = mfspr(SPRN_SIER);
837
838         if (ppmu->flags & PPMU_ARCH_207S) {
839                 pr_info("MMCR2: %016lx EBBHR: %016lx\n",
840                         mfspr(SPRN_MMCR2), mfspr(SPRN_EBBHR));
841                 pr_info("EBBRR: %016lx BESCR: %016lx\n",
842                         mfspr(SPRN_EBBRR), mfspr(SPRN_BESCR));
843         }
844 #endif
845         pr_info("SIAR:  %016lx SDAR:  %016lx SIER:  %016lx\n",
846                 mfspr(SPRN_SIAR), sdar, sier);
847
848         local_irq_restore(flags);
849 }
850
851 /*
852  * Check if a set of events can all go on the PMU at once.
853  * If they can't, this will look at alternative codes for the events
854  * and see if any combination of alternative codes is feasible.
855  * The feasible set is returned in event_id[].
856  */
857 static int power_check_constraints(struct cpu_hw_events *cpuhw,
858                                    u64 event_id[], unsigned int cflags[],
859                                    int n_ev)
860 {
861         unsigned long mask, value, nv;
862         unsigned long smasks[MAX_HWEVENTS], svalues[MAX_HWEVENTS];
863         int n_alt[MAX_HWEVENTS], choice[MAX_HWEVENTS];
864         int i, j;
865         unsigned long addf = ppmu->add_fields;
866         unsigned long tadd = ppmu->test_adder;
867
868         if (n_ev > ppmu->n_counter)
869                 return -1;
870
871         /* First see if the events will go on as-is */
872         for (i = 0; i < n_ev; ++i) {
873                 if ((cflags[i] & PPMU_LIMITED_PMC_REQD)
874                     && !ppmu->limited_pmc_event(event_id[i])) {
875                         ppmu->get_alternatives(event_id[i], cflags[i],
876                                                cpuhw->alternatives[i]);
877                         event_id[i] = cpuhw->alternatives[i][0];
878                 }
879                 if (ppmu->get_constraint(event_id[i], &cpuhw->amasks[i][0],
880                                          &cpuhw->avalues[i][0]))
881                         return -1;
882         }
883         value = mask = 0;
884         for (i = 0; i < n_ev; ++i) {
885                 nv = (value | cpuhw->avalues[i][0]) +
886                         (value & cpuhw->avalues[i][0] & addf);
887                 if ((((nv + tadd) ^ value) & mask) != 0 ||
888                     (((nv + tadd) ^ cpuhw->avalues[i][0]) &
889                      cpuhw->amasks[i][0]) != 0)
890                         break;
891                 value = nv;
892                 mask |= cpuhw->amasks[i][0];
893         }
894         if (i == n_ev)
895                 return 0;       /* all OK */
896
897         /* doesn't work, gather alternatives... */
898         if (!ppmu->get_alternatives)
899                 return -1;
900         for (i = 0; i < n_ev; ++i) {
901                 choice[i] = 0;
902                 n_alt[i] = ppmu->get_alternatives(event_id[i], cflags[i],
903                                                   cpuhw->alternatives[i]);
904                 for (j = 1; j < n_alt[i]; ++j)
905                         ppmu->get_constraint(cpuhw->alternatives[i][j],
906                                              &cpuhw->amasks[i][j],
907                                              &cpuhw->avalues[i][j]);
908         }
909
910         /* enumerate all possibilities and see if any will work */
911         i = 0;
912         j = -1;
913         value = mask = nv = 0;
914         while (i < n_ev) {
915                 if (j >= 0) {
916                         /* we're backtracking, restore context */
917                         value = svalues[i];
918                         mask = smasks[i];
919                         j = choice[i];
920                 }
921                 /*
922                  * See if any alternative k for event_id i,
923                  * where k > j, will satisfy the constraints.
924                  */
925                 while (++j < n_alt[i]) {
926                         nv = (value | cpuhw->avalues[i][j]) +
927                                 (value & cpuhw->avalues[i][j] & addf);
928                         if ((((nv + tadd) ^ value) & mask) == 0 &&
929                             (((nv + tadd) ^ cpuhw->avalues[i][j])
930                              & cpuhw->amasks[i][j]) == 0)
931                                 break;
932                 }
933                 if (j >= n_alt[i]) {
934                         /*
935                          * No feasible alternative, backtrack
936                          * to event_id i-1 and continue enumerating its
937                          * alternatives from where we got up to.
938                          */
939                         if (--i < 0)
940                                 return -1;
941                 } else {
942                         /*
943                          * Found a feasible alternative for event_id i,
944                          * remember where we got up to with this event_id,
945                          * go on to the next event_id, and start with
946                          * the first alternative for it.
947                          */
948                         choice[i] = j;
949                         svalues[i] = value;
950                         smasks[i] = mask;
951                         value = nv;
952                         mask |= cpuhw->amasks[i][j];
953                         ++i;
954                         j = -1;
955                 }
956         }
957
958         /* OK, we have a feasible combination, tell the caller the solution */
959         for (i = 0; i < n_ev; ++i)
960                 event_id[i] = cpuhw->alternatives[i][choice[i]];
961         return 0;
962 }
963
964 /*
965  * Check if newly-added events have consistent settings for
966  * exclude_{user,kernel,hv} with each other and any previously
967  * added events.
968  */
969 static int check_excludes(struct perf_event **ctrs, unsigned int cflags[],
970                           int n_prev, int n_new)
971 {
972         int eu = 0, ek = 0, eh = 0;
973         int i, n, first;
974         struct perf_event *event;
975
976         /*
977          * If the PMU we're on supports per event exclude settings then we
978          * don't need to do any of this logic. NB. This assumes no PMU has both
979          * per event exclude and limited PMCs.
980          */
981         if (ppmu->flags & PPMU_ARCH_207S)
982                 return 0;
983
984         n = n_prev + n_new;
985         if (n <= 1)
986                 return 0;
987
988         first = 1;
989         for (i = 0; i < n; ++i) {
990                 if (cflags[i] & PPMU_LIMITED_PMC_OK) {
991                         cflags[i] &= ~PPMU_LIMITED_PMC_REQD;
992                         continue;
993                 }
994                 event = ctrs[i];
995                 if (first) {
996                         eu = event->attr.exclude_user;
997                         ek = event->attr.exclude_kernel;
998                         eh = event->attr.exclude_hv;
999                         first = 0;
1000                 } else if (event->attr.exclude_user != eu ||
1001                            event->attr.exclude_kernel != ek ||
1002                            event->attr.exclude_hv != eh) {
1003                         return -EAGAIN;
1004                 }
1005         }
1006
1007         if (eu || ek || eh)
1008                 for (i = 0; i < n; ++i)
1009                         if (cflags[i] & PPMU_LIMITED_PMC_OK)
1010                                 cflags[i] |= PPMU_LIMITED_PMC_REQD;
1011
1012         return 0;
1013 }
1014
1015 static u64 check_and_compute_delta(u64 prev, u64 val)
1016 {
1017         u64 delta = (val - prev) & 0xfffffffful;
1018
1019         /*
1020          * POWER7 can roll back counter values, if the new value is smaller
1021          * than the previous value it will cause the delta and the counter to
1022          * have bogus values unless we rolled a counter over.  If a coutner is
1023          * rolled back, it will be smaller, but within 256, which is the maximum
1024          * number of events to rollback at once.  If we detect a rollback
1025          * return 0.  This can lead to a small lack of precision in the
1026          * counters.
1027          */
1028         if (prev > val && (prev - val) < 256)
1029                 delta = 0;
1030
1031         return delta;
1032 }
1033
1034 static void power_pmu_read(struct perf_event *event)
1035 {
1036         s64 val, delta, prev;
1037
1038         if (event->hw.state & PERF_HES_STOPPED)
1039                 return;
1040
1041         if (!event->hw.idx)
1042                 return;
1043
1044         if (is_ebb_event(event)) {
1045                 val = read_pmc(event->hw.idx);
1046                 local64_set(&event->hw.prev_count, val);
1047                 return;
1048         }
1049
1050         /*
1051          * Performance monitor interrupts come even when interrupts
1052          * are soft-disabled, as long as interrupts are hard-enabled.
1053          * Therefore we treat them like NMIs.
1054          */
1055         do {
1056                 prev = local64_read(&event->hw.prev_count);
1057                 barrier();
1058                 val = read_pmc(event->hw.idx);
1059                 delta = check_and_compute_delta(prev, val);
1060                 if (!delta)
1061                         return;
1062         } while (local64_cmpxchg(&event->hw.prev_count, prev, val) != prev);
1063
1064         local64_add(delta, &event->count);
1065
1066         /*
1067          * A number of places program the PMC with (0x80000000 - period_left).
1068          * We never want period_left to be less than 1 because we will program
1069          * the PMC with a value >= 0x800000000 and an edge detected PMC will
1070          * roll around to 0 before taking an exception. We have seen this
1071          * on POWER8.
1072          *
1073          * To fix this, clamp the minimum value of period_left to 1.
1074          */
1075         do {
1076                 prev = local64_read(&event->hw.period_left);
1077                 val = prev - delta;
1078                 if (val < 1)
1079                         val = 1;
1080         } while (local64_cmpxchg(&event->hw.period_left, prev, val) != prev);
1081 }
1082
1083 /*
1084  * On some machines, PMC5 and PMC6 can't be written, don't respect
1085  * the freeze conditions, and don't generate interrupts.  This tells
1086  * us if `event' is using such a PMC.
1087  */
1088 static int is_limited_pmc(int pmcnum)
1089 {
1090         return (ppmu->flags & PPMU_LIMITED_PMC5_6)
1091                 && (pmcnum == 5 || pmcnum == 6);
1092 }
1093
1094 static void freeze_limited_counters(struct cpu_hw_events *cpuhw,
1095                                     unsigned long pmc5, unsigned long pmc6)
1096 {
1097         struct perf_event *event;
1098         u64 val, prev, delta;
1099         int i;
1100
1101         for (i = 0; i < cpuhw->n_limited; ++i) {
1102                 event = cpuhw->limited_counter[i];
1103                 if (!event->hw.idx)
1104                         continue;
1105                 val = (event->hw.idx == 5) ? pmc5 : pmc6;
1106                 prev = local64_read(&event->hw.prev_count);
1107                 event->hw.idx = 0;
1108                 delta = check_and_compute_delta(prev, val);
1109                 if (delta)
1110                         local64_add(delta, &event->count);
1111         }
1112 }
1113
1114 static void thaw_limited_counters(struct cpu_hw_events *cpuhw,
1115                                   unsigned long pmc5, unsigned long pmc6)
1116 {
1117         struct perf_event *event;
1118         u64 val, prev;
1119         int i;
1120
1121         for (i = 0; i < cpuhw->n_limited; ++i) {
1122                 event = cpuhw->limited_counter[i];
1123                 event->hw.idx = cpuhw->limited_hwidx[i];
1124                 val = (event->hw.idx == 5) ? pmc5 : pmc6;
1125                 prev = local64_read(&event->hw.prev_count);
1126                 if (check_and_compute_delta(prev, val))
1127                         local64_set(&event->hw.prev_count, val);
1128                 perf_event_update_userpage(event);
1129         }
1130 }
1131
1132 /*
1133  * Since limited events don't respect the freeze conditions, we
1134  * have to read them immediately after freezing or unfreezing the
1135  * other events.  We try to keep the values from the limited
1136  * events as consistent as possible by keeping the delay (in
1137  * cycles and instructions) between freezing/unfreezing and reading
1138  * the limited events as small and consistent as possible.
1139  * Therefore, if any limited events are in use, we read them
1140  * both, and always in the same order, to minimize variability,
1141  * and do it inside the same asm that writes MMCR0.
1142  */
1143 static void write_mmcr0(struct cpu_hw_events *cpuhw, unsigned long mmcr0)
1144 {
1145         unsigned long pmc5, pmc6;
1146
1147         if (!cpuhw->n_limited) {
1148                 mtspr(SPRN_MMCR0, mmcr0);
1149                 return;
1150         }
1151
1152         /*
1153          * Write MMCR0, then read PMC5 and PMC6 immediately.
1154          * To ensure we don't get a performance monitor interrupt
1155          * between writing MMCR0 and freezing/thawing the limited
1156          * events, we first write MMCR0 with the event overflow
1157          * interrupt enable bits turned off.
1158          */
1159         asm volatile("mtspr %3,%2; mfspr %0,%4; mfspr %1,%5"
1160                      : "=&r" (pmc5), "=&r" (pmc6)
1161                      : "r" (mmcr0 & ~(MMCR0_PMC1CE | MMCR0_PMCjCE)),
1162                        "i" (SPRN_MMCR0),
1163                        "i" (SPRN_PMC5), "i" (SPRN_PMC6));
1164
1165         if (mmcr0 & MMCR0_FC)
1166                 freeze_limited_counters(cpuhw, pmc5, pmc6);
1167         else
1168                 thaw_limited_counters(cpuhw, pmc5, pmc6);
1169
1170         /*
1171          * Write the full MMCR0 including the event overflow interrupt
1172          * enable bits, if necessary.
1173          */
1174         if (mmcr0 & (MMCR0_PMC1CE | MMCR0_PMCjCE))
1175                 mtspr(SPRN_MMCR0, mmcr0);
1176 }
1177
1178 /*
1179  * Disable all events to prevent PMU interrupts and to allow
1180  * events to be added or removed.
1181  */
1182 static void power_pmu_disable(struct pmu *pmu)
1183 {
1184         struct cpu_hw_events *cpuhw;
1185         unsigned long flags, mmcr0, val;
1186
1187         if (!ppmu)
1188                 return;
1189         local_irq_save(flags);
1190         cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_events);
1191
1192         if (!cpuhw->disabled) {
1193                 /*
1194                  * Check if we ever enabled the PMU on this cpu.
1195                  */
1196                 if (!cpuhw->pmcs_enabled) {
1197                         ppc_enable_pmcs();
1198                         cpuhw->pmcs_enabled = 1;
1199                 }
1200
1201                 /*
1202                  * Set the 'freeze counters' bit, clear EBE/BHRBA/PMCC/PMAO/FC56
1203                  */
1204                 val  = mmcr0 = mfspr(SPRN_MMCR0);
1205                 val |= MMCR0_FC;
1206                 val &= ~(MMCR0_EBE | MMCR0_BHRBA | MMCR0_PMCC | MMCR0_PMAO |
1207                          MMCR0_FC56);
1208
1209                 /*
1210                  * The barrier is to make sure the mtspr has been
1211                  * executed and the PMU has frozen the events etc.
1212                  * before we return.
1213                  */
1214                 write_mmcr0(cpuhw, val);
1215                 mb();
1216                 isync();
1217
1218                 /*
1219                  * Disable instruction sampling if it was enabled
1220                  */
1221                 if (cpuhw->mmcr[2] & MMCRA_SAMPLE_ENABLE) {
1222                         mtspr(SPRN_MMCRA,
1223                               cpuhw->mmcr[2] & ~MMCRA_SAMPLE_ENABLE);
1224                         mb();
1225                         isync();
1226                 }
1227
1228                 cpuhw->disabled = 1;
1229                 cpuhw->n_added = 0;
1230
1231                 ebb_switch_out(mmcr0);
1232
1233 #ifdef CONFIG_PPC64
1234                 /*
1235                  * These are readable by userspace, may contain kernel
1236                  * addresses and are not switched by context switch, so clear
1237                  * them now to avoid leaking anything to userspace in general
1238                  * including to another process.
1239                  */
1240                 if (ppmu->flags & PPMU_ARCH_207S) {
1241                         mtspr(SPRN_SDAR, 0);
1242                         mtspr(SPRN_SIAR, 0);
1243                 }
1244 #endif
1245         }
1246
1247         local_irq_restore(flags);
1248 }
1249
1250 /*
1251  * Re-enable all events if disable == 0.
1252  * If we were previously disabled and events were added, then
1253  * put the new config on the PMU.
1254  */
1255 static void power_pmu_enable(struct pmu *pmu)
1256 {
1257         struct perf_event *event;
1258         struct cpu_hw_events *cpuhw;
1259         unsigned long flags;
1260         long i;
1261         unsigned long val, mmcr0;
1262         s64 left;
1263         unsigned int hwc_index[MAX_HWEVENTS];
1264         int n_lim;
1265         int idx;
1266         bool ebb;
1267
1268         if (!ppmu)
1269                 return;
1270         local_irq_save(flags);
1271
1272         cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_events);
1273         if (!cpuhw->disabled)
1274                 goto out;
1275
1276         if (cpuhw->n_events == 0) {
1277                 ppc_set_pmu_inuse(0);
1278                 goto out;
1279         }
1280
1281         cpuhw->disabled = 0;
1282
1283         /*
1284          * EBB requires an exclusive group and all events must have the EBB
1285          * flag set, or not set, so we can just check a single event. Also we
1286          * know we have at least one event.
1287          */
1288         ebb = is_ebb_event(cpuhw->event[0]);
1289
1290         /*
1291          * If we didn't change anything, or only removed events,
1292          * no need to recalculate MMCR* settings and reset the PMCs.
1293          * Just reenable the PMU with the current MMCR* settings
1294          * (possibly updated for removal of events).
1295          */
1296         if (!cpuhw->n_added) {
1297                 mtspr(SPRN_MMCRA, cpuhw->mmcr[2] & ~MMCRA_SAMPLE_ENABLE);
1298                 mtspr(SPRN_MMCR1, cpuhw->mmcr[1]);
1299                 goto out_enable;
1300         }
1301
1302         /*
1303          * Clear all MMCR settings and recompute them for the new set of events.
1304          */
1305         memset(cpuhw->mmcr, 0, sizeof(cpuhw->mmcr));
1306
1307         if (ppmu->compute_mmcr(cpuhw->events, cpuhw->n_events, hwc_index,
1308                                cpuhw->mmcr, cpuhw->event)) {
1309                 /* shouldn't ever get here */
1310                 printk(KERN_ERR "oops compute_mmcr failed\n");
1311                 goto out;
1312         }
1313
1314         if (!(ppmu->flags & PPMU_ARCH_207S)) {
1315                 /*
1316                  * Add in MMCR0 freeze bits corresponding to the attr.exclude_*
1317                  * bits for the first event. We have already checked that all
1318                  * events have the same value for these bits as the first event.
1319                  */
1320                 event = cpuhw->event[0];
1321                 if (event->attr.exclude_user)
1322                         cpuhw->mmcr[0] |= MMCR0_FCP;
1323                 if (event->attr.exclude_kernel)
1324                         cpuhw->mmcr[0] |= freeze_events_kernel;
1325                 if (event->attr.exclude_hv)
1326                         cpuhw->mmcr[0] |= MMCR0_FCHV;
1327         }
1328
1329         /*
1330          * Write the new configuration to MMCR* with the freeze
1331          * bit set and set the hardware events to their initial values.
1332          * Then unfreeze the events.
1333          */
1334         ppc_set_pmu_inuse(1);
1335         mtspr(SPRN_MMCRA, cpuhw->mmcr[2] & ~MMCRA_SAMPLE_ENABLE);
1336         mtspr(SPRN_MMCR1, cpuhw->mmcr[1]);
1337         mtspr(SPRN_MMCR0, (cpuhw->mmcr[0] & ~(MMCR0_PMC1CE | MMCR0_PMCjCE))
1338                                 | MMCR0_FC);
1339         if (ppmu->flags & PPMU_ARCH_207S)
1340                 mtspr(SPRN_MMCR2, cpuhw->mmcr[3]);
1341
1342         /*
1343          * Read off any pre-existing events that need to move
1344          * to another PMC.
1345          */
1346         for (i = 0; i < cpuhw->n_events; ++i) {
1347                 event = cpuhw->event[i];
1348                 if (event->hw.idx && event->hw.idx != hwc_index[i] + 1) {
1349                         power_pmu_read(event);
1350                         write_pmc(event->hw.idx, 0);
1351                         event->hw.idx = 0;
1352                 }
1353         }
1354
1355         /*
1356          * Initialize the PMCs for all the new and moved events.
1357          */
1358         cpuhw->n_limited = n_lim = 0;
1359         for (i = 0; i < cpuhw->n_events; ++i) {
1360                 event = cpuhw->event[i];
1361                 if (event->hw.idx)
1362                         continue;
1363                 idx = hwc_index[i] + 1;
1364                 if (is_limited_pmc(idx)) {
1365                         cpuhw->limited_counter[n_lim] = event;
1366                         cpuhw->limited_hwidx[n_lim] = idx;
1367                         ++n_lim;
1368                         continue;
1369                 }
1370
1371                 if (ebb)
1372                         val = local64_read(&event->hw.prev_count);
1373                 else {
1374                         val = 0;
1375                         if (event->hw.sample_period) {
1376                                 left = local64_read(&event->hw.period_left);
1377                                 if (left < 0x80000000L)
1378                                         val = 0x80000000L - left;
1379                         }
1380                         local64_set(&event->hw.prev_count, val);
1381                 }
1382
1383                 event->hw.idx = idx;
1384                 if (event->hw.state & PERF_HES_STOPPED)
1385                         val = 0;
1386                 write_pmc(idx, val);
1387
1388                 perf_event_update_userpage(event);
1389         }
1390         cpuhw->n_limited = n_lim;
1391         cpuhw->mmcr[0] |= MMCR0_PMXE | MMCR0_FCECE;
1392
1393  out_enable:
1394         pmao_restore_workaround(ebb);
1395
1396         mmcr0 = ebb_switch_in(ebb, cpuhw);
1397
1398         mb();
1399         if (cpuhw->bhrb_users)
1400                 ppmu->config_bhrb(cpuhw->bhrb_filter);
1401
1402         write_mmcr0(cpuhw, mmcr0);
1403
1404         /*
1405          * Enable instruction sampling if necessary
1406          */
1407         if (cpuhw->mmcr[2] & MMCRA_SAMPLE_ENABLE) {
1408                 mb();
1409                 mtspr(SPRN_MMCRA, cpuhw->mmcr[2]);
1410         }
1411
1412  out:
1413
1414         local_irq_restore(flags);
1415 }
1416
1417 static int collect_events(struct perf_event *group, int max_count,
1418                           struct perf_event *ctrs[], u64 *events,
1419                           unsigned int *flags)
1420 {
1421         int n = 0;
1422         struct perf_event *event;
1423
1424         if (group->pmu->task_ctx_nr == perf_hw_context) {
1425                 if (n >= max_count)
1426                         return -1;
1427                 ctrs[n] = group;
1428                 flags[n] = group->hw.event_base;
1429                 events[n++] = group->hw.config;
1430         }
1431         for_each_sibling_event(event, group) {
1432                 if (event->pmu->task_ctx_nr == perf_hw_context &&
1433                     event->state != PERF_EVENT_STATE_OFF) {
1434                         if (n >= max_count)
1435                                 return -1;
1436                         ctrs[n] = event;
1437                         flags[n] = event->hw.event_base;
1438                         events[n++] = event->hw.config;
1439                 }
1440         }
1441         return n;
1442 }
1443
1444 /*
1445  * Add an event to the PMU.
1446  * If all events are not already frozen, then we disable and
1447  * re-enable the PMU in order to get hw_perf_enable to do the
1448  * actual work of reconfiguring the PMU.
1449  */
1450 static int power_pmu_add(struct perf_event *event, int ef_flags)
1451 {
1452         struct cpu_hw_events *cpuhw;
1453         unsigned long flags;
1454         int n0;
1455         int ret = -EAGAIN;
1456
1457         local_irq_save(flags);
1458         perf_pmu_disable(event->pmu);
1459
1460         /*
1461          * Add the event to the list (if there is room)
1462          * and check whether the total set is still feasible.
1463          */
1464         cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_events);
1465         n0 = cpuhw->n_events;
1466         if (n0 >= ppmu->n_counter)
1467                 goto out;
1468         cpuhw->event[n0] = event;
1469         cpuhw->events[n0] = event->hw.config;
1470         cpuhw->flags[n0] = event->hw.event_base;
1471
1472         /*
1473          * This event may have been disabled/stopped in record_and_restart()
1474          * because we exceeded the ->event_limit. If re-starting the event,
1475          * clear the ->hw.state (STOPPED and UPTODATE flags), so the user
1476          * notification is re-enabled.
1477          */
1478         if (!(ef_flags & PERF_EF_START))
1479                 event->hw.state = PERF_HES_STOPPED | PERF_HES_UPTODATE;
1480         else
1481                 event->hw.state = 0;
1482
1483         /*
1484          * If group events scheduling transaction was started,
1485          * skip the schedulability test here, it will be performed
1486          * at commit time(->commit_txn) as a whole
1487          */
1488         if (cpuhw->txn_flags & PERF_PMU_TXN_ADD)
1489                 goto nocheck;
1490
1491         if (check_excludes(cpuhw->event, cpuhw->flags, n0, 1))
1492                 goto out;
1493         if (power_check_constraints(cpuhw, cpuhw->events, cpuhw->flags, n0 + 1))
1494                 goto out;
1495         event->hw.config = cpuhw->events[n0];
1496
1497 nocheck:
1498         ebb_event_add(event);
1499
1500         ++cpuhw->n_events;
1501         ++cpuhw->n_added;
1502
1503         ret = 0;
1504  out:
1505         if (has_branch_stack(event)) {
1506                 power_pmu_bhrb_enable(event);
1507                 cpuhw->bhrb_filter = ppmu->bhrb_filter_map(
1508                                         event->attr.branch_sample_type);
1509         }
1510
1511         perf_pmu_enable(event->pmu);
1512         local_irq_restore(flags);
1513         return ret;
1514 }
1515
1516 /*
1517  * Remove an event from the PMU.
1518  */
1519 static void power_pmu_del(struct perf_event *event, int ef_flags)
1520 {
1521         struct cpu_hw_events *cpuhw;
1522         long i;
1523         unsigned long flags;
1524
1525         local_irq_save(flags);
1526         perf_pmu_disable(event->pmu);
1527
1528         power_pmu_read(event);
1529
1530         cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_events);
1531         for (i = 0; i < cpuhw->n_events; ++i) {
1532                 if (event == cpuhw->event[i]) {
1533                         while (++i < cpuhw->n_events) {
1534                                 cpuhw->event[i-1] = cpuhw->event[i];
1535                                 cpuhw->events[i-1] = cpuhw->events[i];
1536                                 cpuhw->flags[i-1] = cpuhw->flags[i];
1537                         }
1538                         --cpuhw->n_events;
1539                         ppmu->disable_pmc(event->hw.idx - 1, cpuhw->mmcr);
1540                         if (event->hw.idx) {
1541                                 write_pmc(event->hw.idx, 0);
1542                                 event->hw.idx = 0;
1543                         }
1544                         perf_event_update_userpage(event);
1545                         break;
1546                 }
1547         }
1548         for (i = 0; i < cpuhw->n_limited; ++i)
1549                 if (event == cpuhw->limited_counter[i])
1550                         break;
1551         if (i < cpuhw->n_limited) {
1552                 while (++i < cpuhw->n_limited) {
1553                         cpuhw->limited_counter[i-1] = cpuhw->limited_counter[i];
1554                         cpuhw->limited_hwidx[i-1] = cpuhw->limited_hwidx[i];
1555                 }
1556                 --cpuhw->n_limited;
1557         }
1558         if (cpuhw->n_events == 0) {
1559                 /* disable exceptions if no events are running */
1560                 cpuhw->mmcr[0] &= ~(MMCR0_PMXE | MMCR0_FCECE);
1561         }
1562
1563         if (has_branch_stack(event))
1564                 power_pmu_bhrb_disable(event);
1565
1566         perf_pmu_enable(event->pmu);
1567         local_irq_restore(flags);
1568 }
1569
1570 /*
1571  * POWER-PMU does not support disabling individual counters, hence
1572  * program their cycle counter to their max value and ignore the interrupts.
1573  */
1574
1575 static void power_pmu_start(struct perf_event *event, int ef_flags)
1576 {
1577         unsigned long flags;
1578         s64 left;
1579         unsigned long val;
1580
1581         if (!event->hw.idx || !event->hw.sample_period)
1582                 return;
1583
1584         if (!(event->hw.state & PERF_HES_STOPPED))
1585                 return;
1586
1587         if (ef_flags & PERF_EF_RELOAD)
1588                 WARN_ON_ONCE(!(event->hw.state & PERF_HES_UPTODATE));
1589
1590         local_irq_save(flags);
1591         perf_pmu_disable(event->pmu);
1592
1593         event->hw.state = 0;
1594         left = local64_read(&event->hw.period_left);
1595
1596         val = 0;
1597         if (left < 0x80000000L)
1598                 val = 0x80000000L - left;
1599
1600         write_pmc(event->hw.idx, val);
1601
1602         perf_event_update_userpage(event);
1603         perf_pmu_enable(event->pmu);
1604         local_irq_restore(flags);
1605 }
1606
1607 static void power_pmu_stop(struct perf_event *event, int ef_flags)
1608 {
1609         unsigned long flags;
1610
1611         if (!event->hw.idx || !event->hw.sample_period)
1612                 return;
1613
1614         if (event->hw.state & PERF_HES_STOPPED)
1615                 return;
1616
1617         local_irq_save(flags);
1618         perf_pmu_disable(event->pmu);
1619
1620         power_pmu_read(event);
1621         event->hw.state |= PERF_HES_STOPPED | PERF_HES_UPTODATE;
1622         write_pmc(event->hw.idx, 0);
1623
1624         perf_event_update_userpage(event);
1625         perf_pmu_enable(event->pmu);
1626         local_irq_restore(flags);
1627 }
1628
1629 /*
1630  * Start group events scheduling transaction
1631  * Set the flag to make pmu::enable() not perform the
1632  * schedulability test, it will be performed at commit time
1633  *
1634  * We only support PERF_PMU_TXN_ADD transactions. Save the
1635  * transaction flags but otherwise ignore non-PERF_PMU_TXN_ADD
1636  * transactions.
1637  */
1638 static void power_pmu_start_txn(struct pmu *pmu, unsigned int txn_flags)
1639 {
1640         struct cpu_hw_events *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_events);
1641
1642         WARN_ON_ONCE(cpuhw->txn_flags);         /* txn already in flight */
1643
1644         cpuhw->txn_flags = txn_flags;
1645         if (txn_flags & ~PERF_PMU_TXN_ADD)
1646                 return;
1647
1648         perf_pmu_disable(pmu);
1649         cpuhw->n_txn_start = cpuhw->n_events;
1650 }
1651
1652 /*
1653  * Stop group events scheduling transaction
1654  * Clear the flag and pmu::enable() will perform the
1655  * schedulability test.
1656  */
1657 static void power_pmu_cancel_txn(struct pmu *pmu)
1658 {
1659         struct cpu_hw_events *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_events);
1660         unsigned int txn_flags;
1661
1662         WARN_ON_ONCE(!cpuhw->txn_flags);        /* no txn in flight */
1663
1664         txn_flags = cpuhw->txn_flags;
1665         cpuhw->txn_flags = 0;
1666         if (txn_flags & ~PERF_PMU_TXN_ADD)
1667                 return;
1668
1669         perf_pmu_enable(pmu);
1670 }
1671
1672 /*
1673  * Commit group events scheduling transaction
1674  * Perform the group schedulability test as a whole
1675  * Return 0 if success
1676  */
1677 static int power_pmu_commit_txn(struct pmu *pmu)
1678 {
1679         struct cpu_hw_events *cpuhw;
1680         long i, n;
1681
1682         if (!ppmu)
1683                 return -EAGAIN;
1684
1685         cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_events);
1686         WARN_ON_ONCE(!cpuhw->txn_flags);        /* no txn in flight */
1687
1688         if (cpuhw->txn_flags & ~PERF_PMU_TXN_ADD) {
1689                 cpuhw->txn_flags = 0;
1690                 return 0;
1691         }
1692
1693         n = cpuhw->n_events;
1694         if (check_excludes(cpuhw->event, cpuhw->flags, 0, n))
1695                 return -EAGAIN;
1696         i = power_check_constraints(cpuhw, cpuhw->events, cpuhw->flags, n);
1697         if (i < 0)
1698                 return -EAGAIN;
1699
1700         for (i = cpuhw->n_txn_start; i < n; ++i)
1701                 cpuhw->event[i]->hw.config = cpuhw->events[i];
1702
1703         cpuhw->txn_flags = 0;
1704         perf_pmu_enable(pmu);
1705         return 0;
1706 }
1707
1708 /*
1709  * Return 1 if we might be able to put event on a limited PMC,
1710  * or 0 if not.
1711  * An event can only go on a limited PMC if it counts something
1712  * that a limited PMC can count, doesn't require interrupts, and
1713  * doesn't exclude any processor mode.
1714  */
1715 static int can_go_on_limited_pmc(struct perf_event *event, u64 ev,
1716                                  unsigned int flags)
1717 {
1718         int n;
1719         u64 alt[MAX_EVENT_ALTERNATIVES];
1720
1721         if (event->attr.exclude_user
1722             || event->attr.exclude_kernel
1723             || event->attr.exclude_hv
1724             || event->attr.sample_period)
1725                 return 0;
1726
1727         if (ppmu->limited_pmc_event(ev))
1728                 return 1;
1729
1730         /*
1731          * The requested event_id isn't on a limited PMC already;
1732          * see if any alternative code goes on a limited PMC.
1733          */
1734         if (!ppmu->get_alternatives)
1735                 return 0;
1736
1737         flags |= PPMU_LIMITED_PMC_OK | PPMU_LIMITED_PMC_REQD;
1738         n = ppmu->get_alternatives(ev, flags, alt);
1739
1740         return n > 0;
1741 }
1742
1743 /*
1744  * Find an alternative event_id that goes on a normal PMC, if possible,
1745  * and return the event_id code, or 0 if there is no such alternative.
1746  * (Note: event_id code 0 is "don't count" on all machines.)
1747  */
1748 static u64 normal_pmc_alternative(u64 ev, unsigned long flags)
1749 {
1750         u64 alt[MAX_EVENT_ALTERNATIVES];
1751         int n;
1752
1753         flags &= ~(PPMU_LIMITED_PMC_OK | PPMU_LIMITED_PMC_REQD);
1754         n = ppmu->get_alternatives(ev, flags, alt);
1755         if (!n)
1756                 return 0;
1757         return alt[0];
1758 }
1759
1760 /* Number of perf_events counting hardware events */
1761 static atomic_t num_events;
1762 /* Used to avoid races in calling reserve/release_pmc_hardware */
1763 static DEFINE_MUTEX(pmc_reserve_mutex);
1764
1765 /*
1766  * Release the PMU if this is the last perf_event.
1767  */
1768 static void hw_perf_event_destroy(struct perf_event *event)
1769 {
1770         if (!atomic_add_unless(&num_events, -1, 1)) {
1771                 mutex_lock(&pmc_reserve_mutex);
1772                 if (atomic_dec_return(&num_events) == 0)
1773                         release_pmc_hardware();
1774                 mutex_unlock(&pmc_reserve_mutex);
1775         }
1776 }
1777
1778 /*
1779  * Translate a generic cache event_id config to a raw event_id code.
1780  */
1781 static int hw_perf_cache_event(u64 config, u64 *eventp)
1782 {
1783         unsigned long type, op, result;
1784         int ev;
1785
1786         if (!ppmu->cache_events)
1787                 return -EINVAL;
1788
1789         /* unpack config */
1790         type = config & 0xff;
1791         op = (config >> 8) & 0xff;
1792         result = (config >> 16) & 0xff;
1793
1794         if (type >= PERF_COUNT_HW_CACHE_MAX ||
1795             op >= PERF_COUNT_HW_CACHE_OP_MAX ||
1796             result >= PERF_COUNT_HW_CACHE_RESULT_MAX)
1797                 return -EINVAL;
1798
1799         ev = (*ppmu->cache_events)[type][op][result];
1800         if (ev == 0)
1801                 return -EOPNOTSUPP;
1802         if (ev == -1)
1803                 return -EINVAL;
1804         *eventp = ev;
1805         return 0;
1806 }
1807
1808 static bool is_event_blacklisted(u64 ev)
1809 {
1810         int i;
1811
1812         for (i=0; i < ppmu->n_blacklist_ev; i++) {
1813                 if (ppmu->blacklist_ev[i] == ev)
1814                         return true;
1815         }
1816
1817         return false;
1818 }
1819
1820 static int power_pmu_event_init(struct perf_event *event)
1821 {
1822         u64 ev;
1823         unsigned long flags;
1824         struct perf_event *ctrs[MAX_HWEVENTS];
1825         u64 events[MAX_HWEVENTS];
1826         unsigned int cflags[MAX_HWEVENTS];
1827         int n;
1828         int err;
1829         struct cpu_hw_events *cpuhw;
1830         u64 bhrb_filter;
1831
1832         if (!ppmu)
1833                 return -ENOENT;
1834
1835         if (has_branch_stack(event)) {
1836                 /* PMU has BHRB enabled */
1837                 if (!(ppmu->flags & PPMU_ARCH_207S))
1838                         return -EOPNOTSUPP;
1839         }
1840
1841         switch (event->attr.type) {
1842         case PERF_TYPE_HARDWARE:
1843                 ev = event->attr.config;
1844                 if (ev >= ppmu->n_generic || ppmu->generic_events[ev] == 0)
1845                         return -EOPNOTSUPP;
1846
1847                 if (ppmu->blacklist_ev && is_event_blacklisted(ev))
1848                         return -EINVAL;
1849                 ev = ppmu->generic_events[ev];
1850                 break;
1851         case PERF_TYPE_HW_CACHE:
1852                 err = hw_perf_cache_event(event->attr.config, &ev);
1853                 if (err)
1854                         return err;
1855
1856                 if (ppmu->blacklist_ev && is_event_blacklisted(ev))
1857                         return -EINVAL;
1858                 break;
1859         case PERF_TYPE_RAW:
1860                 ev = event->attr.config;
1861
1862                 if (ppmu->blacklist_ev && is_event_blacklisted(ev))
1863                         return -EINVAL;
1864                 break;
1865         default:
1866                 return -ENOENT;
1867         }
1868
1869         event->hw.config_base = ev;
1870         event->hw.idx = 0;
1871
1872         /*
1873          * If we are not running on a hypervisor, force the
1874          * exclude_hv bit to 0 so that we don't care what
1875          * the user set it to.
1876          */
1877         if (!firmware_has_feature(FW_FEATURE_LPAR))
1878                 event->attr.exclude_hv = 0;
1879
1880         /*
1881          * If this is a per-task event, then we can use
1882          * PM_RUN_* events interchangeably with their non RUN_*
1883          * equivalents, e.g. PM_RUN_CYC instead of PM_CYC.
1884          * XXX we should check if the task is an idle task.
1885          */
1886         flags = 0;
1887         if (event->attach_state & PERF_ATTACH_TASK)
1888                 flags |= PPMU_ONLY_COUNT_RUN;
1889
1890         /*
1891          * If this machine has limited events, check whether this
1892          * event_id could go on a limited event.
1893          */
1894         if (ppmu->flags & PPMU_LIMITED_PMC5_6) {
1895                 if (can_go_on_limited_pmc(event, ev, flags)) {
1896                         flags |= PPMU_LIMITED_PMC_OK;
1897                 } else if (ppmu->limited_pmc_event(ev)) {
1898                         /*
1899                          * The requested event_id is on a limited PMC,
1900                          * but we can't use a limited PMC; see if any
1901                          * alternative goes on a normal PMC.
1902                          */
1903                         ev = normal_pmc_alternative(ev, flags);
1904                         if (!ev)
1905                                 return -EINVAL;
1906                 }
1907         }
1908
1909         /* Extra checks for EBB */
1910         err = ebb_event_check(event);
1911         if (err)
1912                 return err;
1913
1914         /*
1915          * If this is in a group, check if it can go on with all the
1916          * other hardware events in the group.  We assume the event
1917          * hasn't been linked into its leader's sibling list at this point.
1918          */
1919         n = 0;
1920         if (event->group_leader != event) {
1921                 n = collect_events(event->group_leader, ppmu->n_counter - 1,
1922                                    ctrs, events, cflags);
1923                 if (n < 0)
1924                         return -EINVAL;
1925         }
1926         events[n] = ev;
1927         ctrs[n] = event;
1928         cflags[n] = flags;
1929         if (check_excludes(ctrs, cflags, n, 1))
1930                 return -EINVAL;
1931
1932         cpuhw = &get_cpu_var(cpu_hw_events);
1933         err = power_check_constraints(cpuhw, events, cflags, n + 1);
1934
1935         if (has_branch_stack(event)) {
1936                 bhrb_filter = ppmu->bhrb_filter_map(
1937                                         event->attr.branch_sample_type);
1938
1939                 if (bhrb_filter == -1) {
1940                         put_cpu_var(cpu_hw_events);
1941                         return -EOPNOTSUPP;
1942                 }
1943                 cpuhw->bhrb_filter = bhrb_filter;
1944         }
1945
1946         put_cpu_var(cpu_hw_events);
1947         if (err)
1948                 return -EINVAL;
1949
1950         event->hw.config = events[n];
1951         event->hw.event_base = cflags[n];
1952         event->hw.last_period = event->hw.sample_period;
1953         local64_set(&event->hw.period_left, event->hw.last_period);
1954
1955         /*
1956          * For EBB events we just context switch the PMC value, we don't do any
1957          * of the sample_period logic. We use hw.prev_count for this.
1958          */
1959         if (is_ebb_event(event))
1960                 local64_set(&event->hw.prev_count, 0);
1961
1962         /*
1963          * See if we need to reserve the PMU.
1964          * If no events are currently in use, then we have to take a
1965          * mutex to ensure that we don't race with another task doing
1966          * reserve_pmc_hardware or release_pmc_hardware.
1967          */
1968         err = 0;
1969         if (!atomic_inc_not_zero(&num_events)) {
1970                 mutex_lock(&pmc_reserve_mutex);
1971                 if (atomic_read(&num_events) == 0 &&
1972                     reserve_pmc_hardware(perf_event_interrupt))
1973                         err = -EBUSY;
1974                 else
1975                         atomic_inc(&num_events);
1976                 mutex_unlock(&pmc_reserve_mutex);
1977         }
1978         event->destroy = hw_perf_event_destroy;
1979
1980         return err;
1981 }
1982
1983 static int power_pmu_event_idx(struct perf_event *event)
1984 {
1985         return event->hw.idx;
1986 }
1987
1988 ssize_t power_events_sysfs_show(struct device *dev,
1989                                 struct device_attribute *attr, char *page)
1990 {
1991         struct perf_pmu_events_attr *pmu_attr;
1992
1993         pmu_attr = container_of(attr, struct perf_pmu_events_attr, attr);
1994
1995         return sprintf(page, "event=0x%02llx\n", pmu_attr->id);
1996 }
1997
1998 static struct pmu power_pmu = {
1999         .pmu_enable     = power_pmu_enable,
2000         .pmu_disable    = power_pmu_disable,
2001         .event_init     = power_pmu_event_init,
2002         .add            = power_pmu_add,
2003         .del            = power_pmu_del,
2004         .start          = power_pmu_start,
2005         .stop           = power_pmu_stop,
2006         .read           = power_pmu_read,
2007         .start_txn      = power_pmu_start_txn,
2008         .cancel_txn     = power_pmu_cancel_txn,
2009         .commit_txn     = power_pmu_commit_txn,
2010         .event_idx      = power_pmu_event_idx,
2011         .sched_task     = power_pmu_sched_task,
2012 };
2013
2014 /*
2015  * A counter has overflowed; update its count and record
2016  * things if requested.  Note that interrupts are hard-disabled
2017  * here so there is no possibility of being interrupted.
2018  */
2019 static void record_and_restart(struct perf_event *event, unsigned long val,
2020                                struct pt_regs *regs)
2021 {
2022         u64 period = event->hw.sample_period;
2023         s64 prev, delta, left;
2024         int record = 0;
2025
2026         if (event->hw.state & PERF_HES_STOPPED) {
2027                 write_pmc(event->hw.idx, 0);
2028                 return;
2029         }
2030
2031         /* we don't have to worry about interrupts here */
2032         prev = local64_read(&event->hw.prev_count);
2033         delta = check_and_compute_delta(prev, val);
2034         local64_add(delta, &event->count);
2035
2036         /*
2037          * See if the total period for this event has expired,
2038          * and update for the next period.
2039          */
2040         val = 0;
2041         left = local64_read(&event->hw.period_left) - delta;
2042         if (delta == 0)
2043                 left++;
2044         if (period) {
2045                 if (left <= 0) {
2046                         left += period;
2047                         if (left <= 0)
2048                                 left = period;
2049
2050                         /*
2051                          * If address is not requested in the sample via
2052                          * PERF_SAMPLE_IP, just record that sample irrespective
2053                          * of SIAR valid check.
2054                          */
2055                         if (event->attr.sample_type & PERF_SAMPLE_IP)
2056                                 record = siar_valid(regs);
2057                         else
2058                                 record = 1;
2059
2060                         event->hw.last_period = event->hw.sample_period;
2061                 }
2062                 if (left < 0x80000000LL)
2063                         val = 0x80000000LL - left;
2064         }
2065
2066         write_pmc(event->hw.idx, val);
2067         local64_set(&event->hw.prev_count, val);
2068         local64_set(&event->hw.period_left, left);
2069         perf_event_update_userpage(event);
2070
2071         /*
2072          * Due to hardware limitation, sometimes SIAR could sample a kernel
2073          * address even when freeze on supervisor state (kernel) is set in
2074          * MMCR2. Check attr.exclude_kernel and address to drop the sample in
2075          * these cases.
2076          */
2077         if (event->attr.exclude_kernel &&
2078             (event->attr.sample_type & PERF_SAMPLE_IP) &&
2079             is_kernel_addr(mfspr(SPRN_SIAR)))
2080                 record = 0;
2081
2082         /*
2083          * Finally record data if requested.
2084          */
2085         if (record) {
2086                 struct perf_sample_data data;
2087
2088                 perf_sample_data_init(&data, ~0ULL, event->hw.last_period);
2089
2090                 if (event->attr.sample_type &
2091                     (PERF_SAMPLE_ADDR | PERF_SAMPLE_PHYS_ADDR))
2092                         perf_get_data_addr(regs, &data.addr);
2093
2094                 if (event->attr.sample_type & PERF_SAMPLE_BRANCH_STACK) {
2095                         struct cpu_hw_events *cpuhw;
2096                         cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_events);
2097                         power_pmu_bhrb_read(cpuhw);
2098                         data.br_stack = &cpuhw->bhrb_stack;
2099                 }
2100
2101                 if (event->attr.sample_type & PERF_SAMPLE_DATA_SRC &&
2102                                                 ppmu->get_mem_data_src)
2103                         ppmu->get_mem_data_src(&data.data_src, ppmu->flags, regs);
2104
2105                 if (event->attr.sample_type & PERF_SAMPLE_WEIGHT &&
2106                                                 ppmu->get_mem_weight)
2107                         ppmu->get_mem_weight(&data.weight);
2108
2109                 if (perf_event_overflow(event, &data, regs))
2110                         power_pmu_stop(event, 0);
2111         } else if (period) {
2112                 /* Account for interrupt in case of invalid SIAR */
2113                 if (perf_event_account_interrupt(event))
2114                         power_pmu_stop(event, 0);
2115         }
2116 }
2117
2118 /*
2119  * Called from generic code to get the misc flags (i.e. processor mode)
2120  * for an event_id.
2121  */
2122 unsigned long perf_misc_flags(struct pt_regs *regs)
2123 {
2124         u32 flags = perf_get_misc_flags(regs);
2125
2126         if (flags)
2127                 return flags;
2128         return user_mode(regs) ? PERF_RECORD_MISC_USER :
2129                 PERF_RECORD_MISC_KERNEL;
2130 }
2131
2132 /*
2133  * Called from generic code to get the instruction pointer
2134  * for an event_id.
2135  */
2136 unsigned long perf_instruction_pointer(struct pt_regs *regs)
2137 {
2138         bool use_siar = regs_use_siar(regs);
2139
2140         if (use_siar && siar_valid(regs))
2141                 return mfspr(SPRN_SIAR) + perf_ip_adjust(regs);
2142         else if (use_siar)
2143                 return 0;               // no valid instruction pointer
2144         else
2145                 return regs->nip;
2146 }
2147
2148 static bool pmc_overflow_power7(unsigned long val)
2149 {
2150         /*
2151          * Events on POWER7 can roll back if a speculative event doesn't
2152          * eventually complete. Unfortunately in some rare cases they will
2153          * raise a performance monitor exception. We need to catch this to
2154          * ensure we reset the PMC. In all cases the PMC will be 256 or less
2155          * cycles from overflow.
2156          *
2157          * We only do this if the first pass fails to find any overflowing
2158          * PMCs because a user might set a period of less than 256 and we
2159          * don't want to mistakenly reset them.
2160          */
2161         if ((0x80000000 - val) <= 256)
2162                 return true;
2163
2164         return false;
2165 }
2166
2167 static bool pmc_overflow(unsigned long val)
2168 {
2169         if ((int)val < 0)
2170                 return true;
2171
2172         return false;
2173 }
2174
2175 /*
2176  * Performance monitor interrupt stuff
2177  */
2178 static void perf_event_interrupt(struct pt_regs *regs)
2179 {
2180         int i, j;
2181         struct cpu_hw_events *cpuhw = this_cpu_ptr(&cpu_hw_events);
2182         struct perf_event *event;
2183         unsigned long val[8];
2184         int found, active;
2185         int nmi;
2186
2187         if (cpuhw->n_limited)
2188                 freeze_limited_counters(cpuhw, mfspr(SPRN_PMC5),
2189                                         mfspr(SPRN_PMC6));
2190
2191         perf_read_regs(regs);
2192
2193         nmi = perf_intr_is_nmi(regs);
2194         if (nmi)
2195                 nmi_enter();
2196         else
2197                 irq_enter();
2198
2199         /* Read all the PMCs since we'll need them a bunch of times */
2200         for (i = 0; i < ppmu->n_counter; ++i)
2201                 val[i] = read_pmc(i + 1);
2202
2203         /* Try to find what caused the IRQ */
2204         found = 0;
2205         for (i = 0; i < ppmu->n_counter; ++i) {
2206                 if (!pmc_overflow(val[i]))
2207                         continue;
2208                 if (is_limited_pmc(i + 1))
2209                         continue; /* these won't generate IRQs */
2210                 /*
2211                  * We've found one that's overflowed.  For active
2212                  * counters we need to log this.  For inactive
2213                  * counters, we need to reset it anyway
2214                  */
2215                 found = 1;
2216                 active = 0;
2217                 for (j = 0; j < cpuhw->n_events; ++j) {
2218                         event = cpuhw->event[j];
2219                         if (event->hw.idx == (i + 1)) {
2220                                 active = 1;
2221                                 record_and_restart(event, val[i], regs);
2222                                 break;
2223                         }
2224                 }
2225                 if (!active)
2226                         /* reset non active counters that have overflowed */
2227                         write_pmc(i + 1, 0);
2228         }
2229         if (!found && pvr_version_is(PVR_POWER7)) {
2230                 /* check active counters for special buggy p7 overflow */
2231                 for (i = 0; i < cpuhw->n_events; ++i) {
2232                         event = cpuhw->event[i];
2233                         if (!event->hw.idx || is_limited_pmc(event->hw.idx))
2234                                 continue;
2235                         if (pmc_overflow_power7(val[event->hw.idx - 1])) {
2236                                 /* event has overflowed in a buggy way*/
2237                                 found = 1;
2238                                 record_and_restart(event,
2239                                                    val[event->hw.idx - 1],
2240                                                    regs);
2241                         }
2242                 }
2243         }
2244         if (!found && !nmi && printk_ratelimit())
2245                 printk(KERN_WARNING "Can't find PMC that caused IRQ\n");
2246
2247         /*
2248          * Reset MMCR0 to its normal value.  This will set PMXE and
2249          * clear FC (freeze counters) and PMAO (perf mon alert occurred)
2250          * and thus allow interrupts to occur again.
2251          * XXX might want to use MSR.PM to keep the events frozen until
2252          * we get back out of this interrupt.
2253          */
2254         write_mmcr0(cpuhw, cpuhw->mmcr[0]);
2255
2256         if (nmi)
2257                 nmi_exit();
2258         else
2259                 irq_exit();
2260 }
2261
2262 static int power_pmu_prepare_cpu(unsigned int cpu)
2263 {
2264         struct cpu_hw_events *cpuhw = &per_cpu(cpu_hw_events, cpu);
2265
2266         if (ppmu) {
2267                 memset(cpuhw, 0, sizeof(*cpuhw));
2268                 cpuhw->mmcr[0] = MMCR0_FC;
2269         }
2270         return 0;
2271 }
2272
2273 int register_power_pmu(struct power_pmu *pmu)
2274 {
2275         if (ppmu)
2276                 return -EBUSY;          /* something's already registered */
2277
2278         ppmu = pmu;
2279         pr_info("%s performance monitor hardware support registered\n",
2280                 pmu->name);
2281
2282         power_pmu.attr_groups = ppmu->attr_groups;
2283
2284 #ifdef MSR_HV
2285         /*
2286          * Use FCHV to ignore kernel events if MSR.HV is set.
2287          */
2288         if (mfmsr() & MSR_HV)
2289                 freeze_events_kernel = MMCR0_FCHV;
2290 #endif /* CONFIG_PPC64 */
2291
2292         perf_pmu_register(&power_pmu, "cpu", PERF_TYPE_RAW);
2293         cpuhp_setup_state(CPUHP_PERF_POWER, "perf/powerpc:prepare",
2294                           power_pmu_prepare_cpu, NULL);
2295         return 0;
2296 }