xref: /openbmc/linux/arch/x86/kvm/svm/pmu.c (revision 545feb96c052809dab5ec04b95f976acca9f9364)
146a010ddSJoerg Roedel // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
246a010ddSJoerg Roedel /*
346a010ddSJoerg Roedel  * KVM PMU support for AMD
446a010ddSJoerg Roedel  *
546a010ddSJoerg Roedel  * Copyright 2015, Red Hat, Inc. and/or its affiliates.
646a010ddSJoerg Roedel  *
746a010ddSJoerg Roedel  * Author:
846a010ddSJoerg Roedel  *   Wei Huang <wei@redhat.com>
946a010ddSJoerg Roedel  *
1046a010ddSJoerg Roedel  * Implementation is based on pmu_intel.c file
1146a010ddSJoerg Roedel  */
1246a010ddSJoerg Roedel #include <linux/types.h>
1346a010ddSJoerg Roedel #include <linux/kvm_host.h>
1446a010ddSJoerg Roedel #include <linux/perf_event.h>
1546a010ddSJoerg Roedel #include "x86.h"
1646a010ddSJoerg Roedel #include "cpuid.h"
1746a010ddSJoerg Roedel #include "lapic.h"
1846a010ddSJoerg Roedel #include "pmu.h"
19b1d66dadSLike Xu #include "svm.h"
2046a010ddSJoerg Roedel 
2146a010ddSJoerg Roedel enum pmu_type {
2246a010ddSJoerg Roedel 	PMU_TYPE_COUNTER = 0,
2346a010ddSJoerg Roedel 	PMU_TYPE_EVNTSEL,
2446a010ddSJoerg Roedel };
2546a010ddSJoerg Roedel 
2646a010ddSJoerg Roedel enum index {
2746a010ddSJoerg Roedel 	INDEX_ZERO = 0,
2846a010ddSJoerg Roedel 	INDEX_ONE,
2946a010ddSJoerg Roedel 	INDEX_TWO,
3046a010ddSJoerg Roedel 	INDEX_THREE,
3146a010ddSJoerg Roedel 	INDEX_FOUR,
3246a010ddSJoerg Roedel 	INDEX_FIVE,
3346a010ddSJoerg Roedel 	INDEX_ERROR,
3446a010ddSJoerg Roedel };
3546a010ddSJoerg Roedel 
3646a010ddSJoerg Roedel static unsigned int get_msr_base(struct kvm_pmu *pmu, enum pmu_type type)
3746a010ddSJoerg Roedel {
3846a010ddSJoerg Roedel 	struct kvm_vcpu *vcpu = pmu_to_vcpu(pmu);
3946a010ddSJoerg Roedel 
4046a010ddSJoerg Roedel 	if (guest_cpuid_has(vcpu, X86_FEATURE_PERFCTR_CORE)) {
4146a010ddSJoerg Roedel 		if (type == PMU_TYPE_COUNTER)
4246a010ddSJoerg Roedel 			return MSR_F15H_PERF_CTR;
4346a010ddSJoerg Roedel 		else
4446a010ddSJoerg Roedel 			return MSR_F15H_PERF_CTL;
4546a010ddSJoerg Roedel 	} else {
4646a010ddSJoerg Roedel 		if (type == PMU_TYPE_COUNTER)
4746a010ddSJoerg Roedel 			return MSR_K7_PERFCTR0;
4846a010ddSJoerg Roedel 		else
4946a010ddSJoerg Roedel 			return MSR_K7_EVNTSEL0;
5046a010ddSJoerg Roedel 	}
5146a010ddSJoerg Roedel }
5246a010ddSJoerg Roedel 
5346a010ddSJoerg Roedel static enum index msr_to_index(u32 msr)
5446a010ddSJoerg Roedel {
5546a010ddSJoerg Roedel 	switch (msr) {
5646a010ddSJoerg Roedel 	case MSR_F15H_PERF_CTL0:
5746a010ddSJoerg Roedel 	case MSR_F15H_PERF_CTR0:
5846a010ddSJoerg Roedel 	case MSR_K7_EVNTSEL0:
5946a010ddSJoerg Roedel 	case MSR_K7_PERFCTR0:
6046a010ddSJoerg Roedel 		return INDEX_ZERO;
6146a010ddSJoerg Roedel 	case MSR_F15H_PERF_CTL1:
6246a010ddSJoerg Roedel 	case MSR_F15H_PERF_CTR1:
6346a010ddSJoerg Roedel 	case MSR_K7_EVNTSEL1:
6446a010ddSJoerg Roedel 	case MSR_K7_PERFCTR1:
6546a010ddSJoerg Roedel 		return INDEX_ONE;
6646a010ddSJoerg Roedel 	case MSR_F15H_PERF_CTL2:
6746a010ddSJoerg Roedel 	case MSR_F15H_PERF_CTR2:
6846a010ddSJoerg Roedel 	case MSR_K7_EVNTSEL2:
6946a010ddSJoerg Roedel 	case MSR_K7_PERFCTR2:
7046a010ddSJoerg Roedel 		return INDEX_TWO;
7146a010ddSJoerg Roedel 	case MSR_F15H_PERF_CTL3:
7246a010ddSJoerg Roedel 	case MSR_F15H_PERF_CTR3:
7346a010ddSJoerg Roedel 	case MSR_K7_EVNTSEL3:
7446a010ddSJoerg Roedel 	case MSR_K7_PERFCTR3:
7546a010ddSJoerg Roedel 		return INDEX_THREE;
7646a010ddSJoerg Roedel 	case MSR_F15H_PERF_CTL4:
7746a010ddSJoerg Roedel 	case MSR_F15H_PERF_CTR4:
7846a010ddSJoerg Roedel 		return INDEX_FOUR;
7946a010ddSJoerg Roedel 	case MSR_F15H_PERF_CTL5:
8046a010ddSJoerg Roedel 	case MSR_F15H_PERF_CTR5:
8146a010ddSJoerg Roedel 		return INDEX_FIVE;
8246a010ddSJoerg Roedel 	default:
8346a010ddSJoerg Roedel 		return INDEX_ERROR;
8446a010ddSJoerg Roedel 	}
8546a010ddSJoerg Roedel }
8646a010ddSJoerg Roedel 
8746a010ddSJoerg Roedel static inline struct kvm_pmc *get_gp_pmc_amd(struct kvm_pmu *pmu, u32 msr,
8846a010ddSJoerg Roedel 					     enum pmu_type type)
8946a010ddSJoerg Roedel {
901973caddSVitaly Kuznetsov 	struct kvm_vcpu *vcpu = pmu_to_vcpu(pmu);
911973caddSVitaly Kuznetsov 
92ba7bb663SDavid Dunn 	if (!vcpu->kvm->arch.enable_pmu)
93b1d66dadSLike Xu 		return NULL;
94b1d66dadSLike Xu 
9546a010ddSJoerg Roedel 	switch (msr) {
9646a010ddSJoerg Roedel 	case MSR_F15H_PERF_CTL0:
9746a010ddSJoerg Roedel 	case MSR_F15H_PERF_CTL1:
9846a010ddSJoerg Roedel 	case MSR_F15H_PERF_CTL2:
9946a010ddSJoerg Roedel 	case MSR_F15H_PERF_CTL3:
10046a010ddSJoerg Roedel 	case MSR_F15H_PERF_CTL4:
10146a010ddSJoerg Roedel 	case MSR_F15H_PERF_CTL5:
1021973caddSVitaly Kuznetsov 		if (!guest_cpuid_has(vcpu, X86_FEATURE_PERFCTR_CORE))
1031973caddSVitaly Kuznetsov 			return NULL;
1041973caddSVitaly Kuznetsov 		fallthrough;
10546a010ddSJoerg Roedel 	case MSR_K7_EVNTSEL0 ... MSR_K7_EVNTSEL3:
10646a010ddSJoerg Roedel 		if (type != PMU_TYPE_EVNTSEL)
10746a010ddSJoerg Roedel 			return NULL;
10846a010ddSJoerg Roedel 		break;
10946a010ddSJoerg Roedel 	case MSR_F15H_PERF_CTR0:
11046a010ddSJoerg Roedel 	case MSR_F15H_PERF_CTR1:
11146a010ddSJoerg Roedel 	case MSR_F15H_PERF_CTR2:
11246a010ddSJoerg Roedel 	case MSR_F15H_PERF_CTR3:
11346a010ddSJoerg Roedel 	case MSR_F15H_PERF_CTR4:
11446a010ddSJoerg Roedel 	case MSR_F15H_PERF_CTR5:
1151973caddSVitaly Kuznetsov 		if (!guest_cpuid_has(vcpu, X86_FEATURE_PERFCTR_CORE))
1161973caddSVitaly Kuznetsov 			return NULL;
1171973caddSVitaly Kuznetsov 		fallthrough;
11846a010ddSJoerg Roedel 	case MSR_K7_PERFCTR0 ... MSR_K7_PERFCTR3:
11946a010ddSJoerg Roedel 		if (type != PMU_TYPE_COUNTER)
12046a010ddSJoerg Roedel 			return NULL;
12146a010ddSJoerg Roedel 		break;
12246a010ddSJoerg Roedel 	default:
12346a010ddSJoerg Roedel 		return NULL;
12446a010ddSJoerg Roedel 	}
12546a010ddSJoerg Roedel 
12646a010ddSJoerg Roedel 	return &pmu->gp_counters[msr_to_index(msr)];
12746a010ddSJoerg Roedel }
12846a010ddSJoerg Roedel 
1297aadaa98SLike Xu static bool amd_hw_event_available(struct kvm_pmc *pmc)
13046a010ddSJoerg Roedel {
1317aadaa98SLike Xu 	return true;
13246a010ddSJoerg Roedel }
13346a010ddSJoerg Roedel 
13446a010ddSJoerg Roedel /* check if a PMC is enabled by comparing it against global_ctrl bits. Because
13546a010ddSJoerg Roedel  * AMD CPU doesn't have global_ctrl MSR, all PMCs are enabled (return TRUE).
13646a010ddSJoerg Roedel  */
13746a010ddSJoerg Roedel static bool amd_pmc_is_enabled(struct kvm_pmc *pmc)
13846a010ddSJoerg Roedel {
13946a010ddSJoerg Roedel 	return true;
14046a010ddSJoerg Roedel }
14146a010ddSJoerg Roedel 
14246a010ddSJoerg Roedel static struct kvm_pmc *amd_pmc_idx_to_pmc(struct kvm_pmu *pmu, int pmc_idx)
14346a010ddSJoerg Roedel {
14446a010ddSJoerg Roedel 	unsigned int base = get_msr_base(pmu, PMU_TYPE_COUNTER);
14546a010ddSJoerg Roedel 	struct kvm_vcpu *vcpu = pmu_to_vcpu(pmu);
14646a010ddSJoerg Roedel 
14746a010ddSJoerg Roedel 	if (guest_cpuid_has(vcpu, X86_FEATURE_PERFCTR_CORE)) {
14846a010ddSJoerg Roedel 		/*
14946a010ddSJoerg Roedel 		 * The idx is contiguous. The MSRs are not. The counter MSRs
15046a010ddSJoerg Roedel 		 * are interleaved with the event select MSRs.
15146a010ddSJoerg Roedel 		 */
15246a010ddSJoerg Roedel 		pmc_idx *= 2;
15346a010ddSJoerg Roedel 	}
15446a010ddSJoerg Roedel 
15546a010ddSJoerg Roedel 	return get_gp_pmc_amd(pmu, base + pmc_idx, PMU_TYPE_COUNTER);
15646a010ddSJoerg Roedel }
15746a010ddSJoerg Roedel 
158e6cd31f1SJim Mattson static bool amd_is_valid_rdpmc_ecx(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned int idx)
15946a010ddSJoerg Roedel {
16046a010ddSJoerg Roedel 	struct kvm_pmu *pmu = vcpu_to_pmu(vcpu);
16146a010ddSJoerg Roedel 
16246a010ddSJoerg Roedel 	idx &= ~(3u << 30);
16346a010ddSJoerg Roedel 
164e6cd31f1SJim Mattson 	return idx < pmu->nr_arch_gp_counters;
16546a010ddSJoerg Roedel }
16646a010ddSJoerg Roedel 
16746a010ddSJoerg Roedel /* idx is the ECX register of RDPMC instruction */
16846a010ddSJoerg Roedel static struct kvm_pmc *amd_rdpmc_ecx_to_pmc(struct kvm_vcpu *vcpu,
16946a010ddSJoerg Roedel 	unsigned int idx, u64 *mask)
17046a010ddSJoerg Roedel {
17146a010ddSJoerg Roedel 	struct kvm_pmu *pmu = vcpu_to_pmu(vcpu);
17246a010ddSJoerg Roedel 	struct kvm_pmc *counters;
17346a010ddSJoerg Roedel 
17446a010ddSJoerg Roedel 	idx &= ~(3u << 30);
17546a010ddSJoerg Roedel 	if (idx >= pmu->nr_arch_gp_counters)
17646a010ddSJoerg Roedel 		return NULL;
17746a010ddSJoerg Roedel 	counters = pmu->gp_counters;
17846a010ddSJoerg Roedel 
17946a010ddSJoerg Roedel 	return &counters[idx];
18046a010ddSJoerg Roedel }
18146a010ddSJoerg Roedel 
182*545feb96SSean Christopherson static bool amd_is_valid_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr)
18346a010ddSJoerg Roedel {
18446a010ddSJoerg Roedel 	/* All MSRs refer to exactly one PMC, so msr_idx_to_pmc is enough.  */
18546a010ddSJoerg Roedel 	return false;
18646a010ddSJoerg Roedel }
18746a010ddSJoerg Roedel 
18846a010ddSJoerg Roedel static struct kvm_pmc *amd_msr_idx_to_pmc(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr)
18946a010ddSJoerg Roedel {
19046a010ddSJoerg Roedel 	struct kvm_pmu *pmu = vcpu_to_pmu(vcpu);
19146a010ddSJoerg Roedel 	struct kvm_pmc *pmc;
19246a010ddSJoerg Roedel 
19346a010ddSJoerg Roedel 	pmc = get_gp_pmc_amd(pmu, msr, PMU_TYPE_COUNTER);
19446a010ddSJoerg Roedel 	pmc = pmc ? pmc : get_gp_pmc_amd(pmu, msr, PMU_TYPE_EVNTSEL);
19546a010ddSJoerg Roedel 
19646a010ddSJoerg Roedel 	return pmc;
19746a010ddSJoerg Roedel }
19846a010ddSJoerg Roedel 
199cbd71758SWei Wang static int amd_pmu_get_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr_info)
20046a010ddSJoerg Roedel {
20146a010ddSJoerg Roedel 	struct kvm_pmu *pmu = vcpu_to_pmu(vcpu);
20246a010ddSJoerg Roedel 	struct kvm_pmc *pmc;
203cbd71758SWei Wang 	u32 msr = msr_info->index;
20446a010ddSJoerg Roedel 
20546a010ddSJoerg Roedel 	/* MSR_PERFCTRn */
20646a010ddSJoerg Roedel 	pmc = get_gp_pmc_amd(pmu, msr, PMU_TYPE_COUNTER);
20746a010ddSJoerg Roedel 	if (pmc) {
208cbd71758SWei Wang 		msr_info->data = pmc_read_counter(pmc);
20946a010ddSJoerg Roedel 		return 0;
21046a010ddSJoerg Roedel 	}
21146a010ddSJoerg Roedel 	/* MSR_EVNTSELn */
21246a010ddSJoerg Roedel 	pmc = get_gp_pmc_amd(pmu, msr, PMU_TYPE_EVNTSEL);
21346a010ddSJoerg Roedel 	if (pmc) {
214cbd71758SWei Wang 		msr_info->data = pmc->eventsel;
21546a010ddSJoerg Roedel 		return 0;
21646a010ddSJoerg Roedel 	}
21746a010ddSJoerg Roedel 
21846a010ddSJoerg Roedel 	return 1;
21946a010ddSJoerg Roedel }
22046a010ddSJoerg Roedel 
22146a010ddSJoerg Roedel static int amd_pmu_set_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr_info)
22246a010ddSJoerg Roedel {
22346a010ddSJoerg Roedel 	struct kvm_pmu *pmu = vcpu_to_pmu(vcpu);
22446a010ddSJoerg Roedel 	struct kvm_pmc *pmc;
22546a010ddSJoerg Roedel 	u32 msr = msr_info->index;
22646a010ddSJoerg Roedel 	u64 data = msr_info->data;
22746a010ddSJoerg Roedel 
22846a010ddSJoerg Roedel 	/* MSR_PERFCTRn */
22946a010ddSJoerg Roedel 	pmc = get_gp_pmc_amd(pmu, msr, PMU_TYPE_COUNTER);
23046a010ddSJoerg Roedel 	if (pmc) {
23146a010ddSJoerg Roedel 		pmc->counter += data - pmc_read_counter(pmc);
23275189d1dSLike Xu 		pmc_update_sample_period(pmc);
23346a010ddSJoerg Roedel 		return 0;
23446a010ddSJoerg Roedel 	}
23546a010ddSJoerg Roedel 	/* MSR_EVNTSELn */
23646a010ddSJoerg Roedel 	pmc = get_gp_pmc_amd(pmu, msr, PMU_TYPE_EVNTSEL);
23746a010ddSJoerg Roedel 	if (pmc) {
2389b026073SJim Mattson 		data &= ~pmu->reserved_bits;
239fb121aafSLike Xu 		if (data != pmc->eventsel) {
240fb121aafSLike Xu 			pmc->eventsel = data;
241e99fae6eSPaolo Bonzini 			reprogram_counter(pmc);
242fb121aafSLike Xu 		}
24346a010ddSJoerg Roedel 		return 0;
24446a010ddSJoerg Roedel 	}
24546a010ddSJoerg Roedel 
24646a010ddSJoerg Roedel 	return 1;
24746a010ddSJoerg Roedel }
24846a010ddSJoerg Roedel 
24946a010ddSJoerg Roedel static void amd_pmu_refresh(struct kvm_vcpu *vcpu)
25046a010ddSJoerg Roedel {
25146a010ddSJoerg Roedel 	struct kvm_pmu *pmu = vcpu_to_pmu(vcpu);
25246a010ddSJoerg Roedel 
25346a010ddSJoerg Roedel 	if (guest_cpuid_has(vcpu, X86_FEATURE_PERFCTR_CORE))
25446a010ddSJoerg Roedel 		pmu->nr_arch_gp_counters = AMD64_NUM_COUNTERS_CORE;
25546a010ddSJoerg Roedel 	else
25646a010ddSJoerg Roedel 		pmu->nr_arch_gp_counters = AMD64_NUM_COUNTERS;
25746a010ddSJoerg Roedel 
25846a010ddSJoerg Roedel 	pmu->counter_bitmask[KVM_PMC_GP] = ((u64)1 << 48) - 1;
259cb1d220dSLike Xu 	pmu->reserved_bits = 0xfffffff000280000ull;
26095b065bfSJim Mattson 	pmu->raw_event_mask = AMD64_RAW_EVENT_MASK;
26146a010ddSJoerg Roedel 	pmu->version = 1;
26246a010ddSJoerg Roedel 	/* not applicable to AMD; but clean them to prevent any fall out */
26346a010ddSJoerg Roedel 	pmu->counter_bitmask[KVM_PMC_FIXED] = 0;
26446a010ddSJoerg Roedel 	pmu->nr_arch_fixed_counters = 0;
26546a010ddSJoerg Roedel 	pmu->global_status = 0;
26646a010ddSJoerg Roedel 	bitmap_set(pmu->all_valid_pmc_idx, 0, pmu->nr_arch_gp_counters);
26746a010ddSJoerg Roedel }
26846a010ddSJoerg Roedel 
26946a010ddSJoerg Roedel static void amd_pmu_init(struct kvm_vcpu *vcpu)
27046a010ddSJoerg Roedel {
27146a010ddSJoerg Roedel 	struct kvm_pmu *pmu = vcpu_to_pmu(vcpu);
27246a010ddSJoerg Roedel 	int i;
27346a010ddSJoerg Roedel 
27446a010ddSJoerg Roedel 	BUILD_BUG_ON(AMD64_NUM_COUNTERS_CORE > INTEL_PMC_MAX_GENERIC);
27546a010ddSJoerg Roedel 
27646a010ddSJoerg Roedel 	for (i = 0; i < AMD64_NUM_COUNTERS_CORE ; i++) {
27746a010ddSJoerg Roedel 		pmu->gp_counters[i].type = KVM_PMC_GP;
27846a010ddSJoerg Roedel 		pmu->gp_counters[i].vcpu = vcpu;
27946a010ddSJoerg Roedel 		pmu->gp_counters[i].idx = i;
28046a010ddSJoerg Roedel 		pmu->gp_counters[i].current_config = 0;
28146a010ddSJoerg Roedel 	}
28246a010ddSJoerg Roedel }
28346a010ddSJoerg Roedel 
28446a010ddSJoerg Roedel static void amd_pmu_reset(struct kvm_vcpu *vcpu)
28546a010ddSJoerg Roedel {
28646a010ddSJoerg Roedel 	struct kvm_pmu *pmu = vcpu_to_pmu(vcpu);
28746a010ddSJoerg Roedel 	int i;
28846a010ddSJoerg Roedel 
28946a010ddSJoerg Roedel 	for (i = 0; i < AMD64_NUM_COUNTERS_CORE; i++) {
29046a010ddSJoerg Roedel 		struct kvm_pmc *pmc = &pmu->gp_counters[i];
29146a010ddSJoerg Roedel 
29246a010ddSJoerg Roedel 		pmc_stop_counter(pmc);
29346a010ddSJoerg Roedel 		pmc->counter = pmc->eventsel = 0;
29446a010ddSJoerg Roedel 	}
29546a010ddSJoerg Roedel }
29646a010ddSJoerg Roedel 
29734886e79SLike Xu struct kvm_pmu_ops amd_pmu_ops __initdata = {
2987aadaa98SLike Xu 	.hw_event_available = amd_hw_event_available,
29946a010ddSJoerg Roedel 	.pmc_is_enabled = amd_pmc_is_enabled,
30046a010ddSJoerg Roedel 	.pmc_idx_to_pmc = amd_pmc_idx_to_pmc,
30146a010ddSJoerg Roedel 	.rdpmc_ecx_to_pmc = amd_rdpmc_ecx_to_pmc,
30246a010ddSJoerg Roedel 	.msr_idx_to_pmc = amd_msr_idx_to_pmc,
30346a010ddSJoerg Roedel 	.is_valid_rdpmc_ecx = amd_is_valid_rdpmc_ecx,
30446a010ddSJoerg Roedel 	.is_valid_msr = amd_is_valid_msr,
30546a010ddSJoerg Roedel 	.get_msr = amd_pmu_get_msr,
30646a010ddSJoerg Roedel 	.set_msr = amd_pmu_set_msr,
30746a010ddSJoerg Roedel 	.refresh = amd_pmu_refresh,
30846a010ddSJoerg Roedel 	.init = amd_pmu_init,
30946a010ddSJoerg Roedel 	.reset = amd_pmu_reset,
31046a010ddSJoerg Roedel };
311