[POWERPC] Oprofile enhanced instruction sampling support
[safe/jmp/linux-2.6] / arch / powerpc / oprofile / op_model_power4.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2004 Anton Blanchard <anton@au.ibm.com>, IBM
3  * Added mmcra[slot] support:
4  * Copyright (C) 2006-2007 Will Schmidt <willschm@us.ibm.com>, IBM
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
12 #include <linux/oprofile.h>
13 #include <linux/init.h>
14 #include <linux/smp.h>
15 #include <asm/firmware.h>
16 #include <asm/ptrace.h>
17 #include <asm/system.h>
18 #include <asm/processor.h>
19 #include <asm/cputable.h>
20 #include <asm/rtas.h>
21 #include <asm/oprofile_impl.h>
22 #include <asm/reg.h>
23
24 #define dbg(args...)
25
26 static unsigned long reset_value[OP_MAX_COUNTER];
27
28 static int oprofile_running;
29
30 /* mmcr values are set in power4_reg_setup, used in power4_cpu_setup */
31 static u32 mmcr0_val;
32 static u64 mmcr1_val;
33 static u64 mmcra_val;
34
35 static void power4_reg_setup(struct op_counter_config *ctr,
36                              struct op_system_config *sys,
37                              int num_ctrs)
38 {
39         int i;
40
41         /*
42          * The performance counter event settings are given in the mmcr0,
43          * mmcr1 and mmcra values passed from the user in the
44          * op_system_config structure (sys variable).
45          */
46         mmcr0_val = sys->mmcr0;
47         mmcr1_val = sys->mmcr1;
48         mmcra_val = sys->mmcra;
49
50         for (i = 0; i < cur_cpu_spec->num_pmcs; ++i)
51                 reset_value[i] = 0x80000000UL - ctr[i].count;
52
53         /* setup user and kernel profiling */
54         if (sys->enable_kernel)
55                 mmcr0_val &= ~MMCR0_KERNEL_DISABLE;
56         else
57                 mmcr0_val |= MMCR0_KERNEL_DISABLE;
58
59         if (sys->enable_user)
60                 mmcr0_val &= ~MMCR0_PROBLEM_DISABLE;
61         else
62                 mmcr0_val |= MMCR0_PROBLEM_DISABLE;
63 }
64
65 extern void ppc64_enable_pmcs(void);
66
67 /*
68  * Older CPUs require the MMCRA sample bit to be always set, but newer 
69  * CPUs only want it set for some groups. Eventually we will remove all
70  * knowledge of this bit in the kernel, oprofile userspace should be
71  * setting it when required.
72  *
73  * In order to keep current installations working we force the bit for
74  * those older CPUs. Once everyone has updated their oprofile userspace we
75  * can remove this hack.
76  */
77 static inline int mmcra_must_set_sample(void)
78 {
79         if (__is_processor(PV_POWER4) || __is_processor(PV_POWER4p) ||
80             __is_processor(PV_970) || __is_processor(PV_970FX) ||
81             __is_processor(PV_970MP) || __is_processor(PV_970GX))
82                 return 1;
83
84         return 0;
85 }
86
87 static void power4_cpu_setup(struct op_counter_config *ctr)
88 {
89         unsigned int mmcr0 = mmcr0_val;
90         unsigned long mmcra = mmcra_val;
91
92         ppc64_enable_pmcs();
93
94         /* set the freeze bit */
95         mmcr0 |= MMCR0_FC;
96         mtspr(SPRN_MMCR0, mmcr0);
97
98         mmcr0 |= MMCR0_FCM1|MMCR0_PMXE|MMCR0_FCECE;
99         mmcr0 |= MMCR0_PMC1CE|MMCR0_PMCjCE;
100         mtspr(SPRN_MMCR0, mmcr0);
101
102         mtspr(SPRN_MMCR1, mmcr1_val);
103
104         if (mmcra_must_set_sample())
105                 mmcra |= MMCRA_SAMPLE_ENABLE;
106         mtspr(SPRN_MMCRA, mmcra);
107
108         dbg("setup on cpu %d, mmcr0 %lx\n", smp_processor_id(),
109             mfspr(SPRN_MMCR0));
110         dbg("setup on cpu %d, mmcr1 %lx\n", smp_processor_id(),
111             mfspr(SPRN_MMCR1));
112         dbg("setup on cpu %d, mmcra %lx\n", smp_processor_id(),
113             mfspr(SPRN_MMCRA));
114 }
115
116 static void power4_start(struct op_counter_config *ctr)
117 {
118         int i;
119         unsigned int mmcr0;
120
121         /* set the PMM bit (see comment below) */
122         mtmsrd(mfmsr() | MSR_PMM);
123
124         for (i = 0; i < cur_cpu_spec->num_pmcs; ++i) {
125                 if (ctr[i].enabled) {
126                         classic_ctr_write(i, reset_value[i]);
127                 } else {
128                         classic_ctr_write(i, 0);
129                 }
130         }
131
132         mmcr0 = mfspr(SPRN_MMCR0);
133
134         /*
135          * We must clear the PMAO bit on some (GQ) chips. Just do it
136          * all the time
137          */
138         mmcr0 &= ~MMCR0_PMAO;
139
140         /*
141          * now clear the freeze bit, counting will not start until we
142          * rfid from this excetion, because only at that point will
143          * the PMM bit be cleared
144          */
145         mmcr0 &= ~MMCR0_FC;
146         mtspr(SPRN_MMCR0, mmcr0);
147
148         oprofile_running = 1;
149
150         dbg("start on cpu %d, mmcr0 %x\n", smp_processor_id(), mmcr0);
151 }
152
153 static void power4_stop(void)
154 {
155         unsigned int mmcr0;
156
157         /* freeze counters */
158         mmcr0 = mfspr(SPRN_MMCR0);
159         mmcr0 |= MMCR0_FC;
160         mtspr(SPRN_MMCR0, mmcr0);
161
162         oprofile_running = 0;
163
164         dbg("stop on cpu %d, mmcr0 %x\n", smp_processor_id(), mmcr0);
165
166         mb();
167 }
168
169 /* Fake functions used by canonicalize_pc */
170 static void __attribute_used__ hypervisor_bucket(void)
171 {
172 }
173
174 static void __attribute_used__ rtas_bucket(void)
175 {
176 }
177
178 static void __attribute_used__ kernel_unknown_bucket(void)
179 {
180 }
181
182 /*
183  * On GQ and newer the MMCRA stores the HV and PR bits at the time
184  * the SIAR was sampled. We use that to work out if the SIAR was sampled in
185  * the hypervisor, our exception vectors or RTAS.
186  * If the MMCRA_SAMPLE_ENABLE bit is set, we can use the MMCRA[slot] bits
187  * to more accurately identify the address of the sampled instruction. The
188  * mmcra[slot] bits represent the slot number of a sampled instruction
189  * within an instruction group.  The slot will contain a value between 1
190  * and 5 if MMCRA_SAMPLE_ENABLE is set, otherwise 0.
191  */
192 static unsigned long get_pc(struct pt_regs *regs)
193 {
194         unsigned long pc = mfspr(SPRN_SIAR);
195         unsigned long mmcra;
196         unsigned long slot;
197
198         /* Cant do much about it */
199         if (!cur_cpu_spec->oprofile_mmcra_sihv)
200                 return pc;
201
202         mmcra = mfspr(SPRN_MMCRA);
203
204         if (mmcra & MMCRA_SAMPLE_ENABLE) {
205                 slot = ((mmcra & MMCRA_SLOT) >> MMCRA_SLOT_SHIFT);
206                 if (slot > 1)
207                         pc += 4 * (slot - 1);
208         }
209
210         /* Were we in the hypervisor? */
211         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_LPAR) &&
212             (mmcra & cur_cpu_spec->oprofile_mmcra_sihv))
213                 /* function descriptor madness */
214                 return *((unsigned long *)hypervisor_bucket);
215
216         /* We were in userspace, nothing to do */
217         if (mmcra & cur_cpu_spec->oprofile_mmcra_sipr)
218                 return pc;
219
220 #ifdef CONFIG_PPC_RTAS
221         /* Were we in RTAS? */
222         if (pc >= rtas.base && pc < (rtas.base + rtas.size))
223                 /* function descriptor madness */
224                 return *((unsigned long *)rtas_bucket);
225 #endif
226
227         /* Were we in our exception vectors or SLB real mode miss handler? */
228         if (pc < 0x1000000UL)
229                 return (unsigned long)__va(pc);
230
231         /* Not sure where we were */
232         if (!is_kernel_addr(pc))
233                 /* function descriptor madness */
234                 return *((unsigned long *)kernel_unknown_bucket);
235
236         return pc;
237 }
238
239 static int get_kernel(unsigned long pc, unsigned long mmcra)
240 {
241         int is_kernel;
242
243         if (!cur_cpu_spec->oprofile_mmcra_sihv) {
244                 is_kernel = is_kernel_addr(pc);
245         } else {
246                 is_kernel = ((mmcra & cur_cpu_spec->oprofile_mmcra_sipr) == 0);
247         }
248
249         return is_kernel;
250 }
251
252 static void power4_handle_interrupt(struct pt_regs *regs,
253                                     struct op_counter_config *ctr)
254 {
255         unsigned long pc;
256         int is_kernel;
257         int val;
258         int i;
259         unsigned int mmcr0;
260         unsigned long mmcra;
261
262         mmcra = mfspr(SPRN_MMCRA);
263
264         pc = get_pc(regs);
265         is_kernel = get_kernel(pc, mmcra);
266
267         /* set the PMM bit (see comment below) */
268         mtmsrd(mfmsr() | MSR_PMM);
269
270         for (i = 0; i < cur_cpu_spec->num_pmcs; ++i) {
271                 val = classic_ctr_read(i);
272                 if (val < 0) {
273                         if (oprofile_running && ctr[i].enabled) {
274                                 oprofile_add_ext_sample(pc, regs, i, is_kernel);
275                                 classic_ctr_write(i, reset_value[i]);
276                         } else {
277                                 classic_ctr_write(i, 0);
278                         }
279                 }
280         }
281
282         mmcr0 = mfspr(SPRN_MMCR0);
283
284         /* reset the perfmon trigger */
285         mmcr0 |= MMCR0_PMXE;
286
287         /*
288          * We must clear the PMAO bit on some (GQ) chips. Just do it
289          * all the time
290          */
291         mmcr0 &= ~MMCR0_PMAO;
292
293         /* Clear the appropriate bits in the MMCRA */
294         mmcra &= ~cur_cpu_spec->oprofile_mmcra_clear;
295         mtspr(SPRN_MMCRA, mmcra);
296
297         /*
298          * now clear the freeze bit, counting will not start until we
299          * rfid from this exception, because only at that point will
300          * the PMM bit be cleared
301          */
302         mmcr0 &= ~MMCR0_FC;
303         mtspr(SPRN_MMCR0, mmcr0);
304 }
305
306 struct op_powerpc_model op_model_power4 = {
307         .reg_setup              = power4_reg_setup,
308         .cpu_setup              = power4_cpu_setup,
309         .start                  = power4_start,
310         .stop                   = power4_stop,
311         .handle_interrupt       = power4_handle_interrupt,
312 };