arch/powerpc/perf/isa207-common.c

   1 /*
   2  * Common Performance counter support functions for PowerISA v2.07 processors.
   3  *
   4  * Copyright 2009 Paul Mackerras, IBM Corporation.
   5  * Copyright 2013 Michael Ellerman, IBM Corporation.
   6  * Copyright 2016 Madhavan Srinivasan, IBM Corporation.
   7  *
   8  * This program is free software; you can redistribute it and/or
   9  * modify it under the terms of the GNU General Public License
  10  * as published by the Free Software Foundation; either version
  11  * 2 of the License, or (at your option) any later version.
  12  */
  13 #include "isa207-common.h"
  14
  15 PMU_FORMAT_ATTR(event,          "config:0-49");
  16 PMU_FORMAT_ATTR(pmcxsel,        "config:0-7");
  17 PMU_FORMAT_ATTR(mark,           "config:8");
  18 PMU_FORMAT_ATTR(combine,        "config:11");
  19 PMU_FORMAT_ATTR(unit,           "config:12-15");
  20 PMU_FORMAT_ATTR(pmc,            "config:16-19");
  21 PMU_FORMAT_ATTR(cache_sel,      "config:20-23");
  22 PMU_FORMAT_ATTR(sample_mode,    "config:24-28");
  23 PMU_FORMAT_ATTR(thresh_sel,     "config:29-31");
  24 PMU_FORMAT_ATTR(thresh_stop,    "config:32-35");
  25 PMU_FORMAT_ATTR(thresh_start,   "config:36-39");
  26 PMU_FORMAT_ATTR(thresh_cmp,     "config:40-49");
  27
  28 struct attribute *isa207_pmu_format_attr[] = {
  29         &format_attr_event.attr,
  30         &format_attr_pmcxsel.attr,
  31         &format_attr_mark.attr,
  32         &format_attr_combine.attr,
  33         &format_attr_unit.attr,
  34         &format_attr_pmc.attr,
  35         &format_attr_cache_sel.attr,
  36         &format_attr_sample_mode.attr,
  37         &format_attr_thresh_sel.attr,
  38         &format_attr_thresh_stop.attr,
  39         &format_attr_thresh_start.attr,
  40         &format_attr_thresh_cmp.attr,
  41         NULL,
  42 };
  43
  44 struct attribute_group isa207_pmu_format_group = {
  45         .name = "format",
  46         .attrs = isa207_pmu_format_attr,
  47 };
  48
  49 static inline bool event_is_fab_match(u64 event)
  50 {
  51         /* Only check pmc, unit and pmcxsel, ignore the edge bit (0) */
  52         event &= 0xff0fe;
  53
  54         /* PM_MRK_FAB_RSP_MATCH & PM_MRK_FAB_RSP_MATCH_CYC */
  55         return (event == 0x30056 || event == 0x4f052);
  56 }
  57
  58 static bool is_event_valid(u64 event)
  59 {
  60         u64 valid_mask = EVENT_VALID_MASK;
  61
  62         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300) && !cpu_has_feature(CPU_FTR_POWER9_DD1))
  63                 valid_mask = p9_EVENT_VALID_MASK;
  64
  65         return !(event & ~valid_mask);
  66 }
  67
  68 static inline bool is_event_marked(u64 event)
  69 {
  70         if (event & EVENT_IS_MARKED)
  71                 return true;
  72
  73         return false;
  74 }
  75
  76 static void mmcra_sdar_mode(u64 event, unsigned long *mmcra)
  77 {
  78         /*
  79          * MMCRA[SDAR_MODE] specifices how the SDAR should be updated in
  80          * continous sampling mode.
  81          *
  82          * Incase of Power8:
  83          * MMCRA[SDAR_MODE] will be programmed as "0b01" for continous sampling
  84          * mode and will be un-changed when setting MMCRA[63] (Marked events).
  85          *
  86          * Incase of Power9:
  87          * Marked event: MMCRA[SDAR_MODE] will be set to 0b00 ('No Updates'),
  88          *               or if group already have any marked events.
  89          * Non-Marked events (for DD1):
  90          *      MMCRA[SDAR_MODE] will be set to 0b01
  91          * For rest
  92          *      MMCRA[SDAR_MODE] will be set from event code.
  93          *      If sdar_mode from event is zero, default to 0b01. Hardware
  94          *      requires that we set a non-zero value.
  95          */
  96         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300)) {
  97                 if (is_event_marked(event) || (*mmcra & MMCRA_SAMPLE_ENABLE))
  98                         *mmcra &= MMCRA_SDAR_MODE_NO_UPDATES;
  99                 else if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_POWER9_DD1) && p9_SDAR_MODE(event))
 100                         *mmcra |=  p9_SDAR_MODE(event) << MMCRA_SDAR_MODE_SHIFT;
 101                 else
 102                         *mmcra |= MMCRA_SDAR_MODE_DCACHE;
 103         } else
 104                 *mmcra |= MMCRA_SDAR_MODE_TLB;
 105 }
 106
 107 static u64 thresh_cmp_val(u64 value)
 108 {
 109         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300) && !cpu_has_feature(CPU_FTR_POWER9_DD1))
 110                 return value << p9_MMCRA_THR_CMP_SHIFT;
 111
 112         return value << MMCRA_THR_CMP_SHIFT;
 113 }
 114
 115 static unsigned long combine_from_event(u64 event)
 116 {
 117         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300) && !cpu_has_feature(CPU_FTR_POWER9_DD1))
 118                 return p9_EVENT_COMBINE(event);
 119
 120         return EVENT_COMBINE(event);
 121 }
 122
 123 static unsigned long combine_shift(unsigned long pmc)
 124 {
 125         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300) && !cpu_has_feature(CPU_FTR_POWER9_DD1))
 126                 return p9_MMCR1_COMBINE_SHIFT(pmc);
 127
 128         return MMCR1_COMBINE_SHIFT(pmc);
 129 }
 130
 131 static inline bool event_is_threshold(u64 event)
 132 {
 133         return (event >> EVENT_THR_SEL_SHIFT) & EVENT_THR_SEL_MASK;
 134 }
 135
 136 static bool is_thresh_cmp_valid(u64 event)
 137 {
 138         unsigned int cmp, exp;
 139
 140         /*
 141          * Check the mantissa upper two bits are not zero, unless the
 142          * exponent is also zero. See the THRESH_CMP_MANTISSA doc.
 143          */
 144         cmp = (event >> EVENT_THR_CMP_SHIFT) & EVENT_THR_CMP_MASK;
 145         exp = cmp >> 7;
 146
 147         if (exp && (cmp & 0x60) == 0)
 148                 return false;
 149
 150         return true;
 151 }
 152
 153 static unsigned int dc_ic_rld_quad_l1_sel(u64 event)
 154 {
 155         unsigned int cache;
 156
 157         cache = (event >> EVENT_CACHE_SEL_SHIFT) & MMCR1_DC_IC_QUAL_MASK;
 158         return cache;
 159 }
 160
 161 static inline u64 isa207_find_source(u64 idx, u32 sub_idx)
 162 {
 163         u64 ret = PERF_MEM_NA;
 164
 165         switch(idx) {
 166         case 0:
 167                 /* Nothing to do */
 168                 break;
 169         case 1:
 170                 ret = PH(LVL, L1);
 171                 break;
 172         case 2:
 173                 ret = PH(LVL, L2);
 174                 break;
 175         case 3:
 176                 ret = PH(LVL, L3);
 177                 break;
 178         case 4:
 179                 if (sub_idx <= 1)
 180                         ret = PH(LVL, LOC_RAM);
 181                 else if (sub_idx > 1 && sub_idx <= 2)
 182                         ret = PH(LVL, REM_RAM1);
 183                 else
 184                         ret = PH(LVL, REM_RAM2);
 185                 ret |= P(SNOOP, HIT);
 186                 break;
 187         case 5:
 188                 ret = PH(LVL, REM_CCE1);
 189                 if ((sub_idx == 0) || (sub_idx == 2) || (sub_idx == 4))
 190                         ret |= P(SNOOP, HIT);
 191                 else if ((sub_idx == 1) || (sub_idx == 3) || (sub_idx == 5))
 192                         ret |= P(SNOOP, HITM);
 193                 break;
 194         case 6:
 195                 ret = PH(LVL, REM_CCE2);
 196                 if ((sub_idx == 0) || (sub_idx == 2))
 197                         ret |= P(SNOOP, HIT);
 198                 else if ((sub_idx == 1) || (sub_idx == 3))
 199                         ret |= P(SNOOP, HITM);
 200                 break;
 201         case 7:
 202                 ret = PM(LVL, L1);
 203                 break;
 204         }
 205
 206         return ret;
 207 }
 208
 209 void isa207_get_mem_data_src(union perf_mem_data_src *dsrc, u32 flags,
 210                                                         struct pt_regs *regs)
 211 {
 212         u64 idx;
 213         u32 sub_idx;
 214         u64 sier;
 215         u64 val;
 216
 217         /* Skip if no SIER support */
 218         if (!(flags & PPMU_HAS_SIER)) {
 219                 dsrc->val = 0;
 220                 return;
 221         }
 222
 223         sier = mfspr(SPRN_SIER);
 224         val = (sier & ISA207_SIER_TYPE_MASK) >> ISA207_SIER_TYPE_SHIFT;
 225         if (val == 1 || val == 2) {
 226                 idx = (sier & ISA207_SIER_LDST_MASK) >> ISA207_SIER_LDST_SHIFT;
 227                 sub_idx = (sier & ISA207_SIER_DATA_SRC_MASK) >> ISA207_SIER_DATA_SRC_SHIFT;
 228
 229                 dsrc->val = isa207_find_source(idx, sub_idx);
 230                 dsrc->val |= (val == 1) ? P(OP, LOAD) : P(OP, STORE);
 231         }
 232 }
 233
 234 void isa207_get_mem_weight(u64 *weight)
 235 {
 236         u64 mmcra = mfspr(SPRN_MMCRA);
 237         u64 exp = MMCRA_THR_CTR_EXP(mmcra);
 238         u64 mantissa = MMCRA_THR_CTR_MANT(mmcra);
 239         u64 sier = mfspr(SPRN_SIER);
 240         u64 val = (sier & ISA207_SIER_TYPE_MASK) >> ISA207_SIER_TYPE_SHIFT;
 241
 242         if (val == 0 || val == 7)
 243                 *weight = 0;
 244         else
 245                 *weight = mantissa << (2 * exp);
 246 }
 247
 248 int isa207_get_constraint(u64 event, unsigned long *maskp, unsigned long *valp)
 249 {
 250         unsigned int unit, pmc, cache, ebb;
 251         unsigned long mask, value;
 252
 253         mask = value = 0;
 254
 255         if (!is_event_valid(event))
 256                 return -1;
 257
 258         pmc   = (event >> EVENT_PMC_SHIFT)        & EVENT_PMC_MASK;
 259         unit  = (event >> EVENT_UNIT_SHIFT)       & EVENT_UNIT_MASK;
 260         cache = (event >> EVENT_CACHE_SEL_SHIFT)  & EVENT_CACHE_SEL_MASK;
 261         ebb   = (event >> EVENT_EBB_SHIFT)        & EVENT_EBB_MASK;
 262
 263         if (pmc) {
 264                 u64 base_event;
 265
 266                 if (pmc > 6)
 267                         return -1;
 268
 269                 /* Ignore Linux defined bits when checking event below */
 270                 base_event = event & ~EVENT_LINUX_MASK;
 271
 272                 if (pmc >= 5 && base_event != 0x500fa &&
 273                                 base_event != 0x600f4)
 274                         return -1;
 275
 276                 mask  |= CNST_PMC_MASK(pmc);
 277                 value |= CNST_PMC_VAL(pmc);
 278
 279                 /*
 280                  * PMC5 and PMC6 are used to count cycles and instructions and
 281                  * they do not support most of the constraint bits. Add a check
 282                  * to exclude PMC5/6 from most of the constraints except for
 283                  * EBB/BHRB.
 284                  */
 285                 if (pmc >= 5)
 286                         goto ebb_bhrb;
 287         }
 288
 289         if (pmc <= 4) {
 290                 /*
 291                  * Add to number of counters in use. Note this includes events with
 292                  * a PMC of 0 - they still need a PMC, it's just assigned later.
 293                  * Don't count events on PMC 5 & 6, there is only one valid event
 294                  * on each of those counters, and they are handled above.
 295                  */
 296                 mask  |= CNST_NC_MASK;
 297                 value |= CNST_NC_VAL;
 298         }
 299
 300         if (unit >= 6 && unit <= 9) {
 301                 /*
 302                  * L2/L3 events contain a cache selector field, which is
 303                  * supposed to be programmed into MMCRC. However MMCRC is only
 304                  * HV writable, and there is no API for guest kernels to modify
 305                  * it. The solution is for the hypervisor to initialise the
 306                  * field to zeroes, and for us to only ever allow events that
 307                  * have a cache selector of zero. The bank selector (bit 3) is
 308                  * irrelevant, as long as the rest of the value is 0.
 309                  */
 310                 if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300) && (cache & 0x7))
 311                         return -1;
 312
 313         } else if (cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300) || (event & EVENT_IS_L1)) {
 314                 mask  |= CNST_L1_QUAL_MASK;
 315                 value |= CNST_L1_QUAL_VAL(cache);
 316         }
 317
 318         if (is_event_marked(event)) {
 319                 mask  |= CNST_SAMPLE_MASK;
 320                 value |= CNST_SAMPLE_VAL(event >> EVENT_SAMPLE_SHIFT);
 321         }
 322
 323         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300))  {
 324                 if (event_is_threshold(event) && is_thresh_cmp_valid(event)) {
 325                         mask  |= CNST_THRESH_MASK;
 326                         value |= CNST_THRESH_VAL(event >> EVENT_THRESH_SHIFT);
 327                 }
 328         } else {
 329                 /*
 330                  * Special case for PM_MRK_FAB_RSP_MATCH and PM_MRK_FAB_RSP_MATCH_CYC,
 331                  * the threshold control bits are used for the match value.
 332                  */
 333                 if (event_is_fab_match(event)) {
 334                         mask  |= CNST_FAB_MATCH_MASK;
 335                         value |= CNST_FAB_MATCH_VAL(event >> EVENT_THR_CTL_SHIFT);
 336                 } else {
 337                         if (!is_thresh_cmp_valid(event))
 338                                 return -1;
 339
 340                         mask  |= CNST_THRESH_MASK;
 341                         value |= CNST_THRESH_VAL(event >> EVENT_THRESH_SHIFT);
 342                 }
 343         }
 344
 345 ebb_bhrb:
 346         if (!pmc && ebb)
 347                 /* EBB events must specify the PMC */
 348                 return -1;
 349
 350         if (event & EVENT_WANTS_BHRB) {
 351                 if (!ebb)
 352                         /* Only EBB events can request BHRB */
 353                         return -1;
 354
 355                 mask  |= CNST_IFM_MASK;
 356                 value |= CNST_IFM_VAL(event >> EVENT_IFM_SHIFT);
 357         }
 358
 359         /*
 360          * All events must agree on EBB, either all request it or none.
 361          * EBB events are pinned & exclusive, so this should never actually
 362          * hit, but we leave it as a fallback in case.
 363          */
 364         mask  |= CNST_EBB_MASK;
 365         value |= CNST_EBB_VAL(ebb);
 366
 367         *maskp = mask;
 368         *valp = value;
 369
 370         return 0;
 371 }
 372
 373 int isa207_compute_mmcr(u64 event[], int n_ev,
 374                                unsigned int hwc[], unsigned long mmcr[],
 375                                struct perf_event *pevents[])
 376 {
 377         unsigned long mmcra, mmcr1, mmcr2, unit, combine, psel, cache, val;
 378         unsigned int pmc, pmc_inuse;
 379         int i;
 380
 381         pmc_inuse = 0;
 382
 383         /* First pass to count resource use */
 384         for (i = 0; i < n_ev; ++i) {
 385                 pmc = (event[i] >> EVENT_PMC_SHIFT) & EVENT_PMC_MASK;
 386                 if (pmc)
 387                         pmc_inuse |= 1 << pmc;
 388         }
 389
 390         mmcra = mmcr1 = mmcr2 = 0;
 391
 392         /* Second pass: assign PMCs, set all MMCR1 fields */
 393         for (i = 0; i < n_ev; ++i) {
 394                 pmc     = (event[i] >> EVENT_PMC_SHIFT) & EVENT_PMC_MASK;
 395                 unit    = (event[i] >> EVENT_UNIT_SHIFT) & EVENT_UNIT_MASK;
 396                 combine = combine_from_event(event[i]);
 397                 psel    =  event[i] & EVENT_PSEL_MASK;
 398
 399                 if (!pmc) {
 400                         for (pmc = 1; pmc <= 4; ++pmc) {
 401                                 if (!(pmc_inuse & (1 << pmc)))
 402                                         break;
 403                         }
 404
 405                         pmc_inuse |= 1 << pmc;
 406                 }
 407
 408                 if (pmc <= 4) {
 409                         mmcr1 |= unit << MMCR1_UNIT_SHIFT(pmc);
 410                         mmcr1 |= combine << combine_shift(pmc);
 411                         mmcr1 |= psel << MMCR1_PMCSEL_SHIFT(pmc);
 412                 }
 413
 414                 /* In continuous sampling mode, update SDAR on TLB miss */
 415                 mmcra_sdar_mode(event[i], &mmcra);
 416
 417                 if (cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300)) {
 418                         cache = dc_ic_rld_quad_l1_sel(event[i]);
 419                         mmcr1 |= (cache) << MMCR1_DC_IC_QUAL_SHIFT;
 420                 } else {
 421                         if (event[i] & EVENT_IS_L1) {
 422                                 cache = dc_ic_rld_quad_l1_sel(event[i]);
 423                                 mmcr1 |= (cache) << MMCR1_DC_IC_QUAL_SHIFT;
 424                         }
 425                 }
 426
 427                 if (is_event_marked(event[i])) {
 428                         mmcra |= MMCRA_SAMPLE_ENABLE;
 429
 430                         val = (event[i] >> EVENT_SAMPLE_SHIFT) & EVENT_SAMPLE_MASK;
 431                         if (val) {
 432                                 mmcra |= (val &  3) << MMCRA_SAMP_MODE_SHIFT;
 433                                 mmcra |= (val >> 2) << MMCRA_SAMP_ELIG_SHIFT;
 434                         }
 435                 }
 436
 437                 /*
 438                  * PM_MRK_FAB_RSP_MATCH and PM_MRK_FAB_RSP_MATCH_CYC,
 439                  * the threshold bits are used for the match value.
 440                  */
 441                 if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300) && event_is_fab_match(event[i])) {
 442                         mmcr1 |= ((event[i] >> EVENT_THR_CTL_SHIFT) &
 443                                   EVENT_THR_CTL_MASK) << MMCR1_FAB_SHIFT;
 444                 } else {
 445                         val = (event[i] >> EVENT_THR_CTL_SHIFT) & EVENT_THR_CTL_MASK;
 446                         mmcra |= val << MMCRA_THR_CTL_SHIFT;
 447                         val = (event[i] >> EVENT_THR_SEL_SHIFT) & EVENT_THR_SEL_MASK;
 448                         mmcra |= val << MMCRA_THR_SEL_SHIFT;
 449                         val = (event[i] >> EVENT_THR_CMP_SHIFT) & EVENT_THR_CMP_MASK;
 450                         mmcra |= thresh_cmp_val(val);
 451                 }
 452
 453                 if (event[i] & EVENT_WANTS_BHRB) {
 454                         val = (event[i] >> EVENT_IFM_SHIFT) & EVENT_IFM_MASK;
 455                         mmcra |= val << MMCRA_IFM_SHIFT;
 456                 }
 457
 458                 if (pevents[i]->attr.exclude_user)
 459                         mmcr2 |= MMCR2_FCP(pmc);
 460
 461                 if (pevents[i]->attr.exclude_hv)
 462                         mmcr2 |= MMCR2_FCH(pmc);
 463
 464                 if (pevents[i]->attr.exclude_kernel) {
 465                         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_HVMODE))
 466                                 mmcr2 |= MMCR2_FCH(pmc);
 467                         else
 468                                 mmcr2 |= MMCR2_FCS(pmc);
 469                 }
 470
 471                 hwc[i] = pmc - 1;
 472         }
 473
 474         /* Return MMCRx values */
 475         mmcr[0] = 0;
 476
 477         /* pmc_inuse is 1-based */
 478         if (pmc_inuse & 2)
 479                 mmcr[0] = MMCR0_PMC1CE;
 480
 481         if (pmc_inuse & 0x7c)
 482                 mmcr[0] |= MMCR0_PMCjCE;
 483
 484         /* If we're not using PMC 5 or 6, freeze them */
 485         if (!(pmc_inuse & 0x60))
 486                 mmcr[0] |= MMCR0_FC56;
 487
 488         mmcr[1] = mmcr1;
 489         mmcr[2] = mmcra;
 490         mmcr[3] = mmcr2;
 491
 492         return 0;
 493 }
 494
 495 void isa207_disable_pmc(unsigned int pmc, unsigned long mmcr[])
 496 {
 497         if (pmc <= 3)
 498                 mmcr[1] &= ~(0xffUL << MMCR1_PMCSEL_SHIFT(pmc + 1));
 499 }
 500
 501 static int find_alternative(u64 event, const unsigned int ev_alt[][MAX_ALT], int size)
 502 {
 503         int i, j;
 504
 505         for (i = 0; i < size; ++i) {
 506                 if (event < ev_alt[i][0])
 507                         break;
 508
 509                 for (j = 0; j < MAX_ALT && ev_alt[i][j]; ++j)
 510                         if (event == ev_alt[i][j])
 511                                 return i;
 512         }
 513
 514         return -1;
 515 }
 516
 517 int isa207_get_alternatives(u64 event, u64 alt[], int size, unsigned int flags,
 518                                         const unsigned int ev_alt[][MAX_ALT])
 519 {
 520         int i, j, num_alt = 0;
 521         u64 alt_event;
 522
 523         alt[num_alt++] = event;
 524         i = find_alternative(event, ev_alt, size);
 525         if (i >= 0) {
 526                 /* Filter out the original event, it's already in alt[0] */
 527                 for (j = 0; j < MAX_ALT; ++j) {
 528                         alt_event = ev_alt[i][j];
 529                         if (alt_event && alt_event != event)
 530                                 alt[num_alt++] = alt_event;
 531                 }
 532         }
 533
 534         if (flags & PPMU_ONLY_COUNT_RUN) {
 535                 /*
 536                  * We're only counting in RUN state, so PM_CYC is equivalent to
 537                  * PM_RUN_CYC and PM_INST_CMPL === PM_RUN_INST_CMPL.
 538                  */
 539                 j = num_alt;
 540                 for (i = 0; i < num_alt; ++i) {
 541                         switch (alt[i]) {
 542                         case 0x1e:                      /* PMC_CYC */
 543                                 alt[j++] = 0x600f4;     /* PM_RUN_CYC */
 544                                 break;
 545                         case 0x600f4:
 546                                 alt[j++] = 0x1e;
 547                                 break;
 548                         case 0x2:                       /* PM_INST_CMPL */
 549                                 alt[j++] = 0x500fa;     /* PM_RUN_INST_CMPL */
 550                                 break;
 551                         case 0x500fa:
 552                                 alt[j++] = 0x2;
 553                                 break;
 554                         }
 555                 }
 556                 num_alt = j;
 557         }
 558
 559         return num_alt;
 560 }