arch/x86/events/amd/ibs.c

   1 /*
   2  * Performance events - AMD IBS
   3  *
   4  *  Copyright (C) 2011 Advanced Micro Devices, Inc., Robert Richter
   5  *
   6  *  For licencing details see kernel-base/COPYING
   7  */
   8
   9 #include <linux/perf_event.h>
  10 #include <linux/init.h>
  11 #include <linux/export.h>
  12 #include <linux/pci.h>
  13 #include <linux/ptrace.h>
  14 #include <linux/syscore_ops.h>
  15 #include <linux/sched/clock.h>
  16
  17 #include <asm/apic.h>
  18
  19 #include "../perf_event.h"
  20
  21 static u32 ibs_caps;
  22
  23 #if defined(CONFIG_PERF_EVENTS) && defined(CONFIG_CPU_SUP_AMD)
  24
  25 #include <linux/kprobes.h>
  26 #include <linux/hardirq.h>
  27
  28 #include <asm/nmi.h>
  29
  30 #define IBS_FETCH_CONFIG_MASK   (IBS_FETCH_RAND_EN | IBS_FETCH_MAX_CNT)
  31 #define IBS_OP_CONFIG_MASK      IBS_OP_MAX_CNT
  32
  33
  34 /*
  35  * IBS states:
  36  *
  37  * ENABLED; tracks the pmu::add(), pmu::del() state, when set the counter is taken
  38  * and any further add()s must fail.
  39  *
  40  * STARTED/STOPPING/STOPPED; deal with pmu::start(), pmu::stop() state but are
  41  * complicated by the fact that the IBS hardware can send late NMIs (ie. after
  42  * we've cleared the EN bit).
  43  *
  44  * In order to consume these late NMIs we have the STOPPED state, any NMI that
  45  * happens after we've cleared the EN state will clear this bit and report the
  46  * NMI handled (this is fundamentally racy in the face or multiple NMI sources,
  47  * someone else can consume our BIT and our NMI will go unhandled).
  48  *
  49  * And since we cannot set/clear this separate bit together with the EN bit,
  50  * there are races; if we cleared STARTED early, an NMI could land in
  51  * between clearing STARTED and clearing the EN bit (in fact multiple NMIs
  52  * could happen if the period is small enough), and consume our STOPPED bit
  53  * and trigger streams of unhandled NMIs.
  54  *
  55  * If, however, we clear STARTED late, an NMI can hit between clearing the
  56  * EN bit and clearing STARTED, still see STARTED set and process the event.
  57  * If this event will have the VALID bit clear, we bail properly, but this
  58  * is not a given. With VALID set we can end up calling pmu::stop() again
  59  * (the throttle logic) and trigger the WARNs in there.
  60  *
  61  * So what we do is set STOPPING before clearing EN to avoid the pmu::stop()
  62  * nesting, and clear STARTED late, so that we have a well defined state over
  63  * the clearing of the EN bit.
  64  *
  65  * XXX: we could probably be using !atomic bitops for all this.
  66  */
  67
  68 enum ibs_states {
  69         IBS_ENABLED     = 0,
  70         IBS_STARTED     = 1,
  71         IBS_STOPPING    = 2,
  72         IBS_STOPPED     = 3,
  73
  74         IBS_MAX_STATES,
  75 };
  76
  77 struct cpu_perf_ibs {
  78         struct perf_event       *event;
  79         unsigned long           state[BITS_TO_LONGS(IBS_MAX_STATES)];
  80 };
  81
  82 struct perf_ibs {
  83         struct pmu                      pmu;
  84         unsigned int                    msr;
  85         u64                             config_mask;
  86         u64                             cnt_mask;
  87         u64                             enable_mask;
  88         u64                             valid_mask;
  89         u64                             max_period;
  90         unsigned long                   offset_mask[1];
  91         int                             offset_max;
  92         unsigned int                    fetch_count_reset_broken : 1;
  93         unsigned int                    fetch_ignore_if_zero_rip : 1;
  94         struct cpu_perf_ibs __percpu    *pcpu;
  95
  96         struct attribute                **format_attrs;
  97         struct attribute_group          format_group;
  98         const struct attribute_group    *attr_groups[2];
  99
 100         u64                             (*get_count)(u64 config);
 101 };
 102
 103 struct perf_ibs_data {
 104         u32             size;
 105         union {
 106                 u32     data[0];        /* data buffer starts here */
 107                 u32     caps;
 108         };
 109         u64             regs[MSR_AMD64_IBS_REG_COUNT_MAX];
 110 };
 111
 112 static int
 113 perf_event_set_period(struct hw_perf_event *hwc, u64 min, u64 max, u64 *hw_period)
 114 {
 115         s64 left = local64_read(&hwc->period_left);
 116         s64 period = hwc->sample_period;
 117         int overflow = 0;
 118
 119         /*
 120          * If we are way outside a reasonable range then just skip forward:
 121          */
 122         if (unlikely(left <= -period)) {
 123                 left = period;
 124                 local64_set(&hwc->period_left, left);
 125                 hwc->last_period = period;
 126                 overflow = 1;
 127         }
 128
 129         if (unlikely(left < (s64)min)) {
 130                 left += period;
 131                 local64_set(&hwc->period_left, left);
 132                 hwc->last_period = period;
 133                 overflow = 1;
 134         }
 135
 136         /*
 137          * If the hw period that triggers the sw overflow is too short
 138          * we might hit the irq handler. This biases the results.
 139          * Thus we shorten the next-to-last period and set the last
 140          * period to the max period.
 141          */
 142         if (left > max) {
 143                 left -= max;
 144                 if (left > max)
 145                         left = max;
 146                 else if (left < min)
 147                         left = min;
 148         }
 149
 150         *hw_period = (u64)left;
 151
 152         return overflow;
 153 }
 154
 155 static  int
 156 perf_event_try_update(struct perf_event *event, u64 new_raw_count, int width)
 157 {
 158         struct hw_perf_event *hwc = &event->hw;
 159         int shift = 64 - width;
 160         u64 prev_raw_count;
 161         u64 delta;
 162
 163         /*
 164          * Careful: an NMI might modify the previous event value.
 165          *
 166          * Our tactic to handle this is to first atomically read and
 167          * exchange a new raw count - then add that new-prev delta
 168          * count to the generic event atomically:
 169          */
 170         prev_raw_count = local64_read(&hwc->prev_count);
 171         if (local64_cmpxchg(&hwc->prev_count, prev_raw_count,
 172                                         new_raw_count) != prev_raw_count)
 173                 return 0;
 174
 175         /*
 176          * Now we have the new raw value and have updated the prev
 177          * timestamp already. We can now calculate the elapsed delta
 178          * (event-)time and add that to the generic event.
 179          *
 180          * Careful, not all hw sign-extends above the physical width
 181          * of the count.
 182          */
 183         delta = (new_raw_count << shift) - (prev_raw_count << shift);
 184         delta >>= shift;
 185
 186         local64_add(delta, &event->count);
 187         local64_sub(delta, &hwc->period_left);
 188
 189         return 1;
 190 }
 191
 192 static struct perf_ibs perf_ibs_fetch;
 193 static struct perf_ibs perf_ibs_op;
 194
 195 static struct perf_ibs *get_ibs_pmu(int type)
 196 {
 197         if (perf_ibs_fetch.pmu.type == type)
 198                 return &perf_ibs_fetch;
 199         if (perf_ibs_op.pmu.type == type)
 200                 return &perf_ibs_op;
 201         return NULL;
 202 }
 203
 204 /*
 205  * Use IBS for precise event sampling:
 206  *
 207  *  perf record -a -e cpu-cycles:p ...    # use ibs op counting cycle count
 208  *  perf record -a -e r076:p ...          # same as -e cpu-cycles:p
 209  *  perf record -a -e r0C1:p ...          # use ibs op counting micro-ops
 210  *
 211  * IbsOpCntCtl (bit 19) of IBS Execution Control Register (IbsOpCtl,
 212  * MSRC001_1033) is used to select either cycle or micro-ops counting
 213  * mode.
 214  *
 215  * The rip of IBS samples has skid 0. Thus, IBS supports precise
 216  * levels 1 and 2 and the PERF_EFLAGS_EXACT is set. In rare cases the
 217  * rip is invalid when IBS was not able to record the rip correctly.
 218  * We clear PERF_EFLAGS_EXACT and take the rip from pt_regs then.
 219  *
 220  */
 221 static int perf_ibs_precise_event(struct perf_event *event, u64 *config)
 222 {
 223         switch (event->attr.precise_ip) {
 224         case 0:
 225                 return -ENOENT;
 226         case 1:
 227         case 2:
 228                 break;
 229         default:
 230                 return -EOPNOTSUPP;
 231         }
 232
 233         switch (event->attr.type) {
 234         case PERF_TYPE_HARDWARE:
 235                 switch (event->attr.config) {
 236                 case PERF_COUNT_HW_CPU_CYCLES:
 237                         *config = 0;
 238                         return 0;
 239                 }
 240                 break;
 241         case PERF_TYPE_RAW:
 242                 switch (event->attr.config) {
 243                 case 0x0076:
 244                         *config = 0;
 245                         return 0;
 246                 case 0x00C1:
 247                         *config = IBS_OP_CNT_CTL;
 248                         return 0;
 249                 }
 250                 break;
 251         default:
 252                 return -ENOENT;
 253         }
 254
 255         return -EOPNOTSUPP;
 256 }
 257
 258 static int perf_ibs_init(struct perf_event *event)
 259 {
 260         struct hw_perf_event *hwc = &event->hw;
 261         struct perf_ibs *perf_ibs;
 262         u64 max_cnt, config;
 263         int ret;
 264
 265         perf_ibs = get_ibs_pmu(event->attr.type);
 266         if (perf_ibs) {
 267                 config = event->attr.config;
 268         } else {
 269                 perf_ibs = &perf_ibs_op;
 270                 ret = perf_ibs_precise_event(event, &config);
 271                 if (ret)
 272                         return ret;
 273         }
 274
 275         if (event->pmu != &perf_ibs->pmu)
 276                 return -ENOENT;
 277
 278         if (config & ~perf_ibs->config_mask)
 279                 return -EINVAL;
 280
 281         if (hwc->sample_period) {
 282                 if (config & perf_ibs->cnt_mask)
 283                         /* raw max_cnt may not be set */
 284                         return -EINVAL;
 285                 if (!event->attr.sample_freq && hwc->sample_period & 0x0f)
 286                         /*
 287                          * lower 4 bits can not be set in ibs max cnt,
 288                          * but allowing it in case we adjust the
 289                          * sample period to set a frequency.
 290                          */
 291                         return -EINVAL;
 292                 hwc->sample_period &= ~0x0FULL;
 293                 if (!hwc->sample_period)
 294                         hwc->sample_period = 0x10;
 295         } else {
 296                 max_cnt = config & perf_ibs->cnt_mask;
 297                 config &= ~perf_ibs->cnt_mask;
 298                 event->attr.sample_period = max_cnt << 4;
 299                 hwc->sample_period = event->attr.sample_period;
 300         }
 301
 302         if (!hwc->sample_period)
 303                 return -EINVAL;
 304
 305         /*
 306          * If we modify hwc->sample_period, we also need to update
 307          * hwc->last_period and hwc->period_left.
 308          */
 309         hwc->last_period = hwc->sample_period;
 310         local64_set(&hwc->period_left, hwc->sample_period);
 311
 312         hwc->config_base = perf_ibs->msr;
 313         hwc->config = config;
 314
 315         /*
 316          * rip recorded by IbsOpRip will not be consistent with rsp and rbp
 317          * recorded as part of interrupt regs. Thus we need to use rip from
 318          * interrupt regs while unwinding call stack. Setting _EARLY flag
 319          * makes sure we unwind call-stack before perf sample rip is set to
 320          * IbsOpRip.
 321          */
 322         if (event->attr.sample_type & PERF_SAMPLE_CALLCHAIN)
 323                 event->attr.sample_type |= __PERF_SAMPLE_CALLCHAIN_EARLY;
 324
 325         return 0;
 326 }
 327
 328 static int perf_ibs_set_period(struct perf_ibs *perf_ibs,
 329                                struct hw_perf_event *hwc, u64 *period)
 330 {
 331         int overflow;
 332
 333         /* ignore lower 4 bits in min count: */
 334         overflow = perf_event_set_period(hwc, 1<<4, perf_ibs->max_period, period);
 335         local64_set(&hwc->prev_count, 0);
 336
 337         return overflow;
 338 }
 339
 340 static u64 get_ibs_fetch_count(u64 config)
 341 {
 342         return (config & IBS_FETCH_CNT) >> 12;
 343 }
 344
 345 static u64 get_ibs_op_count(u64 config)
 346 {
 347         u64 count = 0;
 348
 349         /*
 350          * If the internal 27-bit counter rolled over, the count is MaxCnt
 351          * and the lower 7 bits of CurCnt are randomized.
 352          * Otherwise CurCnt has the full 27-bit current counter value.
 353          */
 354         if (config & IBS_OP_VAL)
 355                 count = (config & IBS_OP_MAX_CNT) << 4;
 356         else if (ibs_caps & IBS_CAPS_RDWROPCNT)
 357                 count = (config & IBS_OP_CUR_CNT) >> 32;
 358
 359         return count;
 360 }
 361
 362 static void
 363 perf_ibs_event_update(struct perf_ibs *perf_ibs, struct perf_event *event,
 364                       u64 *config)
 365 {
 366         u64 count = perf_ibs->get_count(*config);
 367
 368         /*
 369          * Set width to 64 since we do not overflow on max width but
 370          * instead on max count. In perf_ibs_set_period() we clear
 371          * prev count manually on overflow.
 372          */
 373         while (!perf_event_try_update(event, count, 64)) {
 374                 rdmsrl(event->hw.config_base, *config);
 375                 count = perf_ibs->get_count(*config);
 376         }
 377 }
 378
 379 static inline void perf_ibs_enable_event(struct perf_ibs *perf_ibs,
 380                                          struct hw_perf_event *hwc, u64 config)
 381 {
 382         u64 tmp = hwc->config | config;
 383
 384         if (perf_ibs->fetch_count_reset_broken)
 385                 wrmsrl(hwc->config_base, tmp & ~perf_ibs->enable_mask);
 386
 387         wrmsrl(hwc->config_base, tmp | perf_ibs->enable_mask);
 388 }
 389
 390 /*
 391  * Erratum #420 Instruction-Based Sampling Engine May Generate
 392  * Interrupt that Cannot Be Cleared:
 393  *
 394  * Must clear counter mask first, then clear the enable bit. See
 395  * Revision Guide for AMD Family 10h Processors, Publication #41322.
 396  */
 397 static inline void perf_ibs_disable_event(struct perf_ibs *perf_ibs,
 398                                           struct hw_perf_event *hwc, u64 config)
 399 {
 400         config &= ~perf_ibs->cnt_mask;
 401         if (boot_cpu_data.x86 == 0x10)
 402                 wrmsrl(hwc->config_base, config);
 403         config &= ~perf_ibs->enable_mask;
 404         wrmsrl(hwc->config_base, config);
 405 }
 406
 407 /*
 408  * We cannot restore the ibs pmu state, so we always needs to update
 409  * the event while stopping it and then reset the state when starting
 410  * again. Thus, ignoring PERF_EF_RELOAD and PERF_EF_UPDATE flags in
 411  * perf_ibs_start()/perf_ibs_stop() and instead always do it.
 412  */
 413 static void perf_ibs_start(struct perf_event *event, int flags)
 414 {
 415         struct hw_perf_event *hwc = &event->hw;
 416         struct perf_ibs *perf_ibs = container_of(event->pmu, struct perf_ibs, pmu);
 417         struct cpu_perf_ibs *pcpu = this_cpu_ptr(perf_ibs->pcpu);
 418         u64 period;
 419
 420         if (WARN_ON_ONCE(!(hwc->state & PERF_HES_STOPPED)))
 421                 return;
 422
 423         WARN_ON_ONCE(!(hwc->state & PERF_HES_UPTODATE));
 424         hwc->state = 0;
 425
 426         perf_ibs_set_period(perf_ibs, hwc, &period);
 427         /*
 428          * Set STARTED before enabling the hardware, such that a subsequent NMI
 429          * must observe it.
 430          */
 431         set_bit(IBS_STARTED,    pcpu->state);
 432         clear_bit(IBS_STOPPING, pcpu->state);
 433         perf_ibs_enable_event(perf_ibs, hwc, period >> 4);
 434
 435         perf_event_update_userpage(event);
 436 }
 437
 438 static void perf_ibs_stop(struct perf_event *event, int flags)
 439 {
 440         struct hw_perf_event *hwc = &event->hw;
 441         struct perf_ibs *perf_ibs = container_of(event->pmu, struct perf_ibs, pmu);
 442         struct cpu_perf_ibs *pcpu = this_cpu_ptr(perf_ibs->pcpu);
 443         u64 config;
 444         int stopping;
 445
 446         if (test_and_set_bit(IBS_STOPPING, pcpu->state))
 447                 return;
 448
 449         stopping = test_bit(IBS_STARTED, pcpu->state);
 450
 451         if (!stopping && (hwc->state & PERF_HES_UPTODATE))
 452                 return;
 453
 454         rdmsrl(hwc->config_base, config);
 455
 456         if (stopping) {
 457                 /*
 458                  * Set STOPPED before disabling the hardware, such that it
 459                  * must be visible to NMIs the moment we clear the EN bit,
 460                  * at which point we can generate an !VALID sample which
 461                  * we need to consume.
 462                  */
 463                 set_bit(IBS_STOPPED, pcpu->state);
 464                 perf_ibs_disable_event(perf_ibs, hwc, config);
 465                 /*
 466                  * Clear STARTED after disabling the hardware; if it were
 467                  * cleared before an NMI hitting after the clear but before
 468                  * clearing the EN bit might think it a spurious NMI and not
 469                  * handle it.
 470                  *
 471                  * Clearing it after, however, creates the problem of the NMI
 472                  * handler seeing STARTED but not having a valid sample.
 473                  */
 474                 clear_bit(IBS_STARTED, pcpu->state);
 475                 WARN_ON_ONCE(hwc->state & PERF_HES_STOPPED);
 476                 hwc->state |= PERF_HES_STOPPED;
 477         }
 478
 479         if (hwc->state & PERF_HES_UPTODATE)
 480                 return;
 481
 482         /*
 483          * Clear valid bit to not count rollovers on update, rollovers
 484          * are only updated in the irq handler.
 485          */
 486         config &= ~perf_ibs->valid_mask;
 487
 488         perf_ibs_event_update(perf_ibs, event, &config);
 489         hwc->state |= PERF_HES_UPTODATE;
 490 }
 491
 492 static int perf_ibs_add(struct perf_event *event, int flags)
 493 {
 494         struct perf_ibs *perf_ibs = container_of(event->pmu, struct perf_ibs, pmu);
 495         struct cpu_perf_ibs *pcpu = this_cpu_ptr(perf_ibs->pcpu);
 496
 497         if (test_and_set_bit(IBS_ENABLED, pcpu->state))
 498                 return -ENOSPC;
 499
 500         event->hw.state = PERF_HES_UPTODATE | PERF_HES_STOPPED;
 501
 502         pcpu->event = event;
 503
 504         if (flags & PERF_EF_START)
 505                 perf_ibs_start(event, PERF_EF_RELOAD);
 506
 507         return 0;
 508 }
 509
 510 static void perf_ibs_del(struct perf_event *event, int flags)
 511 {
 512         struct perf_ibs *perf_ibs = container_of(event->pmu, struct perf_ibs, pmu);
 513         struct cpu_perf_ibs *pcpu = this_cpu_ptr(perf_ibs->pcpu);
 514
 515         if (!test_and_clear_bit(IBS_ENABLED, pcpu->state))
 516                 return;
 517
 518         perf_ibs_stop(event, PERF_EF_UPDATE);
 519
 520         pcpu->event = NULL;
 521
 522         perf_event_update_userpage(event);
 523 }
 524
 525 static void perf_ibs_read(struct perf_event *event) { }
 526
 527 PMU_FORMAT_ATTR(rand_en,        "config:57");
 528 PMU_FORMAT_ATTR(cnt_ctl,        "config:19");
 529
 530 static struct attribute *ibs_fetch_format_attrs[] = {
 531         &format_attr_rand_en.attr,
 532         NULL,
 533 };
 534
 535 static struct attribute *ibs_op_format_attrs[] = {
 536         NULL,   /* &format_attr_cnt_ctl.attr if IBS_CAPS_OPCNT */
 537         NULL,
 538 };
 539
 540 static struct perf_ibs perf_ibs_fetch = {
 541         .pmu = {
 542                 .task_ctx_nr    = perf_invalid_context,
 543
 544                 .event_init     = perf_ibs_init,
 545                 .add            = perf_ibs_add,
 546                 .del            = perf_ibs_del,
 547                 .start          = perf_ibs_start,
 548                 .stop           = perf_ibs_stop,
 549                 .read           = perf_ibs_read,
 550                 .capabilities   = PERF_PMU_CAP_NO_EXCLUDE,
 551         },
 552         .msr                    = MSR_AMD64_IBSFETCHCTL,
 553         .config_mask            = IBS_FETCH_CONFIG_MASK,
 554         .cnt_mask               = IBS_FETCH_MAX_CNT,
 555         .enable_mask            = IBS_FETCH_ENABLE,
 556         .valid_mask             = IBS_FETCH_VAL,
 557         .max_period             = IBS_FETCH_MAX_CNT << 4,
 558         .offset_mask            = { MSR_AMD64_IBSFETCH_REG_MASK },
 559         .offset_max             = MSR_AMD64_IBSFETCH_REG_COUNT,
 560         .format_attrs           = ibs_fetch_format_attrs,
 561
 562         .get_count              = get_ibs_fetch_count,
 563 };
 564
 565 static struct perf_ibs perf_ibs_op = {
 566         .pmu = {
 567                 .task_ctx_nr    = perf_invalid_context,
 568
 569                 .event_init     = perf_ibs_init,
 570                 .add            = perf_ibs_add,
 571                 .del            = perf_ibs_del,
 572                 .start          = perf_ibs_start,
 573                 .stop           = perf_ibs_stop,
 574                 .read           = perf_ibs_read,
 575                 .capabilities   = PERF_PMU_CAP_NO_EXCLUDE,
 576         },
 577         .msr                    = MSR_AMD64_IBSOPCTL,
 578         .config_mask            = IBS_OP_CONFIG_MASK,
 579         .cnt_mask               = IBS_OP_MAX_CNT | IBS_OP_CUR_CNT |
 580                                   IBS_OP_CUR_CNT_RAND,
 581         .enable_mask            = IBS_OP_ENABLE,
 582         .valid_mask             = IBS_OP_VAL,
 583         .max_period             = IBS_OP_MAX_CNT << 4,
 584         .offset_mask            = { MSR_AMD64_IBSOP_REG_MASK },
 585         .offset_max             = MSR_AMD64_IBSOP_REG_COUNT,
 586         .format_attrs           = ibs_op_format_attrs,
 587
 588         .get_count              = get_ibs_op_count,
 589 };
 590
 591 static int perf_ibs_handle_irq(struct perf_ibs *perf_ibs, struct pt_regs *iregs)
 592 {
 593         struct cpu_perf_ibs *pcpu = this_cpu_ptr(perf_ibs->pcpu);
 594         struct perf_event *event = pcpu->event;
 595         struct hw_perf_event *hwc;
 596         struct perf_sample_data data;
 597         struct perf_raw_record raw;
 598         struct pt_regs regs;
 599         struct perf_ibs_data ibs_data;
 600         int offset, size, check_rip, offset_max, throttle = 0;
 601         unsigned int msr;
 602         u64 *buf, *config, period;
 603
 604         if (!test_bit(IBS_STARTED, pcpu->state)) {
 605 fail:
 606                 /*
 607                  * Catch spurious interrupts after stopping IBS: After
 608                  * disabling IBS there could be still incoming NMIs
 609                  * with samples that even have the valid bit cleared.
 610                  * Mark all this NMIs as handled.
 611                  */
 612                 if (test_and_clear_bit(IBS_STOPPED, pcpu->state))
 613                         return 1;
 614
 615                 return 0;
 616         }
 617
 618         if (WARN_ON_ONCE(!event))
 619                 goto fail;
 620
 621         hwc = &event->hw;
 622         msr = hwc->config_base;
 623         buf = ibs_data.regs;
 624         rdmsrl(msr, *buf);
 625         if (!(*buf++ & perf_ibs->valid_mask))
 626                 goto fail;
 627
 628         config = &ibs_data.regs[0];
 629         perf_ibs_event_update(perf_ibs, event, config);
 630         perf_sample_data_init(&data, 0, hwc->last_period);
 631         if (!perf_ibs_set_period(perf_ibs, hwc, &period))
 632                 goto out;       /* no sw counter overflow */
 633
 634         ibs_data.caps = ibs_caps;
 635         size = 1;
 636         offset = 1;
 637         check_rip = (perf_ibs == &perf_ibs_op && (ibs_caps & IBS_CAPS_RIPINVALIDCHK));
 638         if (event->attr.sample_type & PERF_SAMPLE_RAW)
 639                 offset_max = perf_ibs->offset_max;
 640         else if (check_rip)
 641                 offset_max = 3;
 642         else
 643                 offset_max = 1;
 644         do {
 645                 rdmsrl(msr + offset, *buf++);
 646                 size++;
 647                 offset = find_next_bit(perf_ibs->offset_mask,
 648                                        perf_ibs->offset_max,
 649                                        offset + 1);
 650         } while (offset < offset_max);
 651         /*
 652          * Read IbsBrTarget, IbsOpData4, and IbsExtdCtl separately
 653          * depending on their availability.
 654          * Can't add to offset_max as they are staggered
 655          */
 656         if (event->attr.sample_type & PERF_SAMPLE_RAW) {
 657                 if (perf_ibs == &perf_ibs_op) {
 658                         if (ibs_caps & IBS_CAPS_BRNTRGT) {
 659                                 rdmsrl(MSR_AMD64_IBSBRTARGET, *buf++);
 660                                 size++;
 661                         }
 662                         if (ibs_caps & IBS_CAPS_OPDATA4) {
 663                                 rdmsrl(MSR_AMD64_IBSOPDATA4, *buf++);
 664                                 size++;
 665                         }
 666                 }
 667                 if (perf_ibs == &perf_ibs_fetch && (ibs_caps & IBS_CAPS_FETCHCTLEXTD)) {
 668                         rdmsrl(MSR_AMD64_ICIBSEXTDCTL, *buf++);
 669                         size++;
 670                 }
 671         }
 672         ibs_data.size = sizeof(u64) * size;
 673
 674         regs = *iregs;
 675         if (check_rip && (ibs_data.regs[2] & IBS_RIP_INVALID)) {
 676                 regs.flags &= ~PERF_EFLAGS_EXACT;
 677         } else {
 678                 /* Workaround for erratum #1197 */
 679                 if (perf_ibs->fetch_ignore_if_zero_rip && !(ibs_data.regs[1]))
 680                         goto out;
 681
 682                 set_linear_ip(&regs, ibs_data.regs[1]);
 683                 regs.flags |= PERF_EFLAGS_EXACT;
 684         }
 685
 686         if (event->attr.sample_type & PERF_SAMPLE_RAW) {
 687                 raw = (struct perf_raw_record){
 688                         .frag = {
 689                                 .size = sizeof(u32) + ibs_data.size,
 690                                 .data = ibs_data.data,
 691                         },
 692                 };
 693                 data.raw = &raw;
 694         }
 695
 696         /*
 697          * rip recorded by IbsOpRip will not be consistent with rsp and rbp
 698          * recorded as part of interrupt regs. Thus we need to use rip from
 699          * interrupt regs while unwinding call stack.
 700          */
 701         if (event->attr.sample_type & PERF_SAMPLE_CALLCHAIN)
 702                 data.callchain = perf_callchain(event, iregs);
 703
 704         throttle = perf_event_overflow(event, &data, &regs);
 705 out:
 706         if (throttle) {
 707                 perf_ibs_stop(event, 0);
 708         } else {
 709                 period >>= 4;
 710
 711                 if ((ibs_caps & IBS_CAPS_RDWROPCNT) &&
 712                     (*config & IBS_OP_CNT_CTL))
 713                         period |= *config & IBS_OP_CUR_CNT_RAND;
 714
 715                 perf_ibs_enable_event(perf_ibs, hwc, period);
 716         }
 717
 718         perf_event_update_userpage(event);
 719
 720         return 1;
 721 }
 722
 723 static int
 724 perf_ibs_nmi_handler(unsigned int cmd, struct pt_regs *regs)
 725 {
 726         u64 stamp = sched_clock();
 727         int handled = 0;
 728
 729         handled += perf_ibs_handle_irq(&perf_ibs_fetch, regs);
 730         handled += perf_ibs_handle_irq(&perf_ibs_op, regs);
 731
 732         if (handled)
 733                 inc_irq_stat(apic_perf_irqs);
 734
 735         perf_sample_event_took(sched_clock() - stamp);
 736
 737         return handled;
 738 }
 739 NOKPROBE_SYMBOL(perf_ibs_nmi_handler);
 740
 741 static __init int perf_ibs_pmu_init(struct perf_ibs *perf_ibs, char *name)
 742 {
 743         struct cpu_perf_ibs __percpu *pcpu;
 744         int ret;
 745
 746         pcpu = alloc_percpu(struct cpu_perf_ibs);
 747         if (!pcpu)
 748                 return -ENOMEM;
 749
 750         perf_ibs->pcpu = pcpu;
 751
 752         /* register attributes */
 753         if (perf_ibs->format_attrs[0]) {
 754                 memset(&perf_ibs->format_group, 0, sizeof(perf_ibs->format_group));
 755                 perf_ibs->format_group.name     = "format";
 756                 perf_ibs->format_group.attrs    = perf_ibs->format_attrs;
 757
 758                 memset(&perf_ibs->attr_groups, 0, sizeof(perf_ibs->attr_groups));
 759                 perf_ibs->attr_groups[0]        = &perf_ibs->format_group;
 760                 perf_ibs->pmu.attr_groups       = perf_ibs->attr_groups;
 761         }
 762
 763         ret = perf_pmu_register(&perf_ibs->pmu, name, -1);
 764         if (ret) {
 765                 perf_ibs->pcpu = NULL;
 766                 free_percpu(pcpu);
 767         }
 768
 769         return ret;
 770 }
 771
 772 static __init void perf_event_ibs_init(void)
 773 {
 774         struct attribute **attr = ibs_op_format_attrs;
 775
 776         /*
 777          * Some chips fail to reset the fetch count when it is written; instead
 778          * they need a 0-1 transition of IbsFetchEn.
 779          */
 780         if (boot_cpu_data.x86 >= 0x16 && boot_cpu_data.x86 <= 0x18)
 781                 perf_ibs_fetch.fetch_count_reset_broken = 1;
 782
 783         if (boot_cpu_data.x86 == 0x19 && boot_cpu_data.x86_model < 0x10)
 784                 perf_ibs_fetch.fetch_ignore_if_zero_rip = 1;
 785
 786         perf_ibs_pmu_init(&perf_ibs_fetch, "ibs_fetch");
 787
 788         if (ibs_caps & IBS_CAPS_OPCNT) {
 789                 perf_ibs_op.config_mask |= IBS_OP_CNT_CTL;
 790                 *attr++ = &format_attr_cnt_ctl.attr;
 791         }
 792         perf_ibs_pmu_init(&perf_ibs_op, "ibs_op");
 793
 794         register_nmi_handler(NMI_LOCAL, perf_ibs_nmi_handler, 0, "perf_ibs");
 795         pr_info("perf: AMD IBS detected (0x%08x)\n", ibs_caps);
 796 }
 797
 798 #else /* defined(CONFIG_PERF_EVENTS) && defined(CONFIG_CPU_SUP_AMD) */
 799
 800 static __init void perf_event_ibs_init(void) { }
 801
 802 #endif
 803
 804 /* IBS - apic initialization, for perf and oprofile */
 805
 806 static __init u32 __get_ibs_caps(void)
 807 {
 808         u32 caps;
 809         unsigned int max_level;
 810
 811         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_IBS))
 812                 return 0;
 813
 814         /* check IBS cpuid feature flags */
 815         max_level = cpuid_eax(0x80000000);
 816         if (max_level < IBS_CPUID_FEATURES)
 817                 return IBS_CAPS_DEFAULT;
 818
 819         caps = cpuid_eax(IBS_CPUID_FEATURES);
 820         if (!(caps & IBS_CAPS_AVAIL))
 821                 /* cpuid flags not valid */
 822                 return IBS_CAPS_DEFAULT;
 823
 824         return caps;
 825 }
 826
 827 u32 get_ibs_caps(void)
 828 {
 829         return ibs_caps;
 830 }
 831
 832 EXPORT_SYMBOL(get_ibs_caps);
 833
 834 static inline int get_eilvt(int offset)
 835 {
 836         return !setup_APIC_eilvt(offset, 0, APIC_EILVT_MSG_NMI, 1);
 837 }
 838
 839 static inline int put_eilvt(int offset)
 840 {
 841         return !setup_APIC_eilvt(offset, 0, 0, 1);
 842 }
 843
 844 /*
 845  * Check and reserve APIC extended interrupt LVT offset for IBS if available.
 846  */
 847 static inline int ibs_eilvt_valid(void)
 848 {
 849         int offset;
 850         u64 val;
 851         int valid = 0;
 852
 853         preempt_disable();
 854
 855         rdmsrl(MSR_AMD64_IBSCTL, val);
 856         offset = val & IBSCTL_LVT_OFFSET_MASK;
 857
 858         if (!(val & IBSCTL_LVT_OFFSET_VALID)) {
 859                 pr_err(FW_BUG "cpu %d, invalid IBS interrupt offset %d (MSR%08X=0x%016llx)\n",
 860                        smp_processor_id(), offset, MSR_AMD64_IBSCTL, val);
 861                 goto out;
 862         }
 863
 864         if (!get_eilvt(offset)) {
 865                 pr_err(FW_BUG "cpu %d, IBS interrupt offset %d not available (MSR%08X=0x%016llx)\n",
 866                        smp_processor_id(), offset, MSR_AMD64_IBSCTL, val);
 867                 goto out;
 868         }
 869
 870         valid = 1;
 871 out:
 872         preempt_enable();
 873
 874         return valid;
 875 }
 876
 877 static int setup_ibs_ctl(int ibs_eilvt_off)
 878 {
 879         struct pci_dev *cpu_cfg;
 880         int nodes;
 881         u32 value = 0;
 882
 883         nodes = 0;
 884         cpu_cfg = NULL;
 885         do {
 886                 cpu_cfg = pci_get_device(PCI_VENDOR_ID_AMD,
 887                                          PCI_DEVICE_ID_AMD_10H_NB_MISC,
 888                                          cpu_cfg);
 889                 if (!cpu_cfg)
 890                         break;
 891                 ++nodes;
 892                 pci_write_config_dword(cpu_cfg, IBSCTL, ibs_eilvt_off
 893                                        | IBSCTL_LVT_OFFSET_VALID);
 894                 pci_read_config_dword(cpu_cfg, IBSCTL, &value);
 895                 if (value != (ibs_eilvt_off | IBSCTL_LVT_OFFSET_VALID)) {
 896                         pci_dev_put(cpu_cfg);
 897                         pr_debug("Failed to setup IBS LVT offset, IBSCTL = 0x%08x\n",
 898                                  value);
 899                         return -EINVAL;
 900                 }
 901         } while (1);
 902
 903         if (!nodes) {
 904                 pr_debug("No CPU node configured for IBS\n");
 905                 return -ENODEV;
 906         }
 907
 908         return 0;
 909 }
 910
 911 /*
 912  * This runs only on the current cpu. We try to find an LVT offset and
 913  * setup the local APIC. For this we must disable preemption. On
 914  * success we initialize all nodes with this offset. This updates then
 915  * the offset in the IBS_CTL per-node msr. The per-core APIC setup of
 916  * the IBS interrupt vector is handled by perf_ibs_cpu_notifier that
 917  * is using the new offset.
 918  */
 919 static void force_ibs_eilvt_setup(void)
 920 {
 921         int offset;
 922         int ret;
 923
 924         preempt_disable();
 925         /* find the next free available EILVT entry, skip offset 0 */
 926         for (offset = 1; offset < APIC_EILVT_NR_MAX; offset++) {
 927                 if (get_eilvt(offset))
 928                         break;
 929         }
 930         preempt_enable();
 931
 932         if (offset == APIC_EILVT_NR_MAX) {
 933                 pr_debug("No EILVT entry available\n");
 934                 return;
 935         }
 936
 937         ret = setup_ibs_ctl(offset);
 938         if (ret)
 939                 goto out;
 940
 941         if (!ibs_eilvt_valid())
 942                 goto out;
 943
 944         pr_info("LVT offset %d assigned\n", offset);
 945
 946         return;
 947 out:
 948         preempt_disable();
 949         put_eilvt(offset);
 950         preempt_enable();
 951         return;
 952 }
 953
 954 static void ibs_eilvt_setup(void)
 955 {
 956         /*
 957          * Force LVT offset assignment for family 10h: The offsets are
 958          * not assigned by the BIOS for this family, so the OS is
 959          * responsible for doing it. If the OS assignment fails, fall
 960          * back to BIOS settings and try to setup this.
 961          */
 962         if (boot_cpu_data.x86 == 0x10)
 963                 force_ibs_eilvt_setup();
 964 }
 965
 966 static inline int get_ibs_lvt_offset(void)
 967 {
 968         u64 val;
 969
 970         rdmsrl(MSR_AMD64_IBSCTL, val);
 971         if (!(val & IBSCTL_LVT_OFFSET_VALID))
 972                 return -EINVAL;
 973
 974         return val & IBSCTL_LVT_OFFSET_MASK;
 975 }
 976
 977 static void setup_APIC_ibs(void)
 978 {
 979         int offset;
 980
 981         offset = get_ibs_lvt_offset();
 982         if (offset < 0)
 983                 goto failed;
 984
 985         if (!setup_APIC_eilvt(offset, 0, APIC_EILVT_MSG_NMI, 0))
 986                 return;
 987 failed:
 988         pr_warn("perf: IBS APIC setup failed on cpu #%d\n",
 989                 smp_processor_id());
 990 }
 991
 992 static void clear_APIC_ibs(void)
 993 {
 994         int offset;
 995
 996         offset = get_ibs_lvt_offset();
 997         if (offset >= 0)
 998                 setup_APIC_eilvt(offset, 0, APIC_EILVT_MSG_FIX, 1);
 999 }
1000
1001 static int x86_pmu_amd_ibs_starting_cpu(unsigned int cpu)
1002 {
1003         setup_APIC_ibs();
1004         return 0;
1005 }
1006
1007 #ifdef CONFIG_PM
1008
1009 static int perf_ibs_suspend(void)
1010 {
1011         clear_APIC_ibs();
1012         return 0;
1013 }
1014
1015 static void perf_ibs_resume(void)
1016 {
1017         ibs_eilvt_setup();
1018         setup_APIC_ibs();
1019 }
1020
1021 static struct syscore_ops perf_ibs_syscore_ops = {
1022         .resume         = perf_ibs_resume,
1023         .suspend        = perf_ibs_suspend,
1024 };
1025
1026 static void perf_ibs_pm_init(void)
1027 {
1028         register_syscore_ops(&perf_ibs_syscore_ops);
1029 }
1030
1031 #else
1032
1033 static inline void perf_ibs_pm_init(void) { }
1034
1035 #endif
1036
1037 static int x86_pmu_amd_ibs_dying_cpu(unsigned int cpu)
1038 {
1039         clear_APIC_ibs();
1040         return 0;
1041 }
1042
1043 static __init int amd_ibs_init(void)
1044 {
1045         u32 caps;
1046
1047         caps = __get_ibs_caps();
1048         if (!caps)
1049                 return -ENODEV; /* ibs not supported by the cpu */
1050
1051         ibs_eilvt_setup();
1052
1053         if (!ibs_eilvt_valid())
1054                 return -EINVAL;
1055
1056         perf_ibs_pm_init();
1057
1058         ibs_caps = caps;
1059         /* make ibs_caps visible to other cpus: */
1060         smp_mb();
1061         /*
1062          * x86_pmu_amd_ibs_starting_cpu will be called from core on
1063          * all online cpus.
1064          */
1065         cpuhp_setup_state(CPUHP_AP_PERF_X86_AMD_IBS_STARTING,
1066                           "perf/x86/amd/ibs:starting",
1067                           x86_pmu_amd_ibs_starting_cpu,
1068                           x86_pmu_amd_ibs_dying_cpu);
1069
1070         perf_event_ibs_init();
1071
1072         return 0;
1073 }
1074
1075 /* Since we need the pci subsystem to init ibs we can't do this earlier: */
1076 device_initcall(amd_ibs_init);