xref: /openbmc/linux/arch/x86/kvm/svm/pmu.c (revision 6a08083f294cb623fbc882417b28c5646b01f4bf)
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  */
128d20bd63SSean Christopherson #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
138d20bd63SSean Christopherson 
1446a010ddSJoerg Roedel #include <linux/types.h>
1546a010ddSJoerg Roedel #include <linux/kvm_host.h>
1646a010ddSJoerg Roedel #include <linux/perf_event.h>
1746a010ddSJoerg Roedel #include "x86.h"
1846a010ddSJoerg Roedel #include "cpuid.h"
1946a010ddSJoerg Roedel #include "lapic.h"
2046a010ddSJoerg Roedel #include "pmu.h"
21b1d66dadSLike Xu #include "svm.h"
2246a010ddSJoerg Roedel 
2346a010ddSJoerg Roedel enum pmu_type {
2446a010ddSJoerg Roedel 	PMU_TYPE_COUNTER = 0,
2546a010ddSJoerg Roedel 	PMU_TYPE_EVNTSEL,
2646a010ddSJoerg Roedel };
2746a010ddSJoerg Roedel 
28ea5cbc9fSLike Xu static struct kvm_pmc *amd_pmc_idx_to_pmc(struct kvm_pmu *pmu, int pmc_idx)
2946a010ddSJoerg Roedel {
30ea5cbc9fSLike Xu 	unsigned int num_counters = pmu->nr_arch_gp_counters;
31ea5cbc9fSLike Xu 
32ea5cbc9fSLike Xu 	if (pmc_idx >= num_counters)
33ea5cbc9fSLike Xu 		return NULL;
34ea5cbc9fSLike Xu 
35ea5cbc9fSLike Xu 	return &pmu->gp_counters[array_index_nospec(pmc_idx, num_counters)];
3646a010ddSJoerg Roedel }
3746a010ddSJoerg Roedel 
3846a010ddSJoerg Roedel static inline struct kvm_pmc *get_gp_pmc_amd(struct kvm_pmu *pmu, u32 msr,
3946a010ddSJoerg Roedel 					     enum pmu_type type)
4046a010ddSJoerg Roedel {
411973caddSVitaly Kuznetsov 	struct kvm_vcpu *vcpu = pmu_to_vcpu(pmu);
42ea5cbc9fSLike Xu 	unsigned int idx;
431973caddSVitaly Kuznetsov 
44ba7bb663SDavid Dunn 	if (!vcpu->kvm->arch.enable_pmu)
45b1d66dadSLike Xu 		return NULL;
46b1d66dadSLike Xu 
4746a010ddSJoerg Roedel 	switch (msr) {
48ea5cbc9fSLike Xu 	case MSR_F15H_PERF_CTL0 ... MSR_F15H_PERF_CTR5:
491973caddSVitaly Kuznetsov 		if (!guest_cpuid_has(vcpu, X86_FEATURE_PERFCTR_CORE))
501973caddSVitaly Kuznetsov 			return NULL;
51ea5cbc9fSLike Xu 		/*
52ea5cbc9fSLike Xu 		 * Each PMU counter has a pair of CTL and CTR MSRs. CTLn
53ea5cbc9fSLike Xu 		 * MSRs (accessed via EVNTSEL) are even, CTRn MSRs are odd.
54ea5cbc9fSLike Xu 		 */
55ea5cbc9fSLike Xu 		idx = (unsigned int)((msr - MSR_F15H_PERF_CTL0) / 2);
56ea5cbc9fSLike Xu 		if (!(msr & 0x1) != (type == PMU_TYPE_EVNTSEL))
57ea5cbc9fSLike Xu 			return NULL;
58ea5cbc9fSLike Xu 		break;
5946a010ddSJoerg Roedel 	case MSR_K7_EVNTSEL0 ... MSR_K7_EVNTSEL3:
6046a010ddSJoerg Roedel 		if (type != PMU_TYPE_EVNTSEL)
6146a010ddSJoerg Roedel 			return NULL;
62ea5cbc9fSLike Xu 		idx = msr - MSR_K7_EVNTSEL0;
6346a010ddSJoerg Roedel 		break;
6446a010ddSJoerg Roedel 	case MSR_K7_PERFCTR0 ... MSR_K7_PERFCTR3:
6546a010ddSJoerg Roedel 		if (type != PMU_TYPE_COUNTER)
6646a010ddSJoerg Roedel 			return NULL;
67ea5cbc9fSLike Xu 		idx = msr - MSR_K7_PERFCTR0;
6846a010ddSJoerg Roedel 		break;
6946a010ddSJoerg Roedel 	default:
7046a010ddSJoerg Roedel 		return NULL;
7146a010ddSJoerg Roedel 	}
7246a010ddSJoerg Roedel 
73ea5cbc9fSLike Xu 	return amd_pmc_idx_to_pmc(pmu, idx);
7446a010ddSJoerg Roedel }
7546a010ddSJoerg Roedel 
767aadaa98SLike Xu static bool amd_hw_event_available(struct kvm_pmc *pmc)
7746a010ddSJoerg Roedel {
787aadaa98SLike Xu 	return true;
7946a010ddSJoerg Roedel }
8046a010ddSJoerg Roedel 
81e6cd31f1SJim Mattson static bool amd_is_valid_rdpmc_ecx(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned int idx)
8246a010ddSJoerg Roedel {
8346a010ddSJoerg Roedel 	struct kvm_pmu *pmu = vcpu_to_pmu(vcpu);
8446a010ddSJoerg Roedel 
8546a010ddSJoerg Roedel 	idx &= ~(3u << 30);
8646a010ddSJoerg Roedel 
87e6cd31f1SJim Mattson 	return idx < pmu->nr_arch_gp_counters;
8846a010ddSJoerg Roedel }
8946a010ddSJoerg Roedel 
9046a010ddSJoerg Roedel /* idx is the ECX register of RDPMC instruction */
9146a010ddSJoerg Roedel static struct kvm_pmc *amd_rdpmc_ecx_to_pmc(struct kvm_vcpu *vcpu,
9246a010ddSJoerg Roedel 	unsigned int idx, u64 *mask)
9346a010ddSJoerg Roedel {
945c6a67f4SLike Xu 	return amd_pmc_idx_to_pmc(vcpu_to_pmu(vcpu), idx & ~(3u << 30));
9546a010ddSJoerg Roedel }
9646a010ddSJoerg Roedel 
97545feb96SSean Christopherson static bool amd_is_valid_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr)
9846a010ddSJoerg Roedel {
9946a010ddSJoerg Roedel 	/* All MSRs refer to exactly one PMC, so msr_idx_to_pmc is enough.  */
10046a010ddSJoerg Roedel 	return false;
10146a010ddSJoerg Roedel }
10246a010ddSJoerg Roedel 
10346a010ddSJoerg Roedel static struct kvm_pmc *amd_msr_idx_to_pmc(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr)
10446a010ddSJoerg Roedel {
10546a010ddSJoerg Roedel 	struct kvm_pmu *pmu = vcpu_to_pmu(vcpu);
10646a010ddSJoerg Roedel 	struct kvm_pmc *pmc;
10746a010ddSJoerg Roedel 
10846a010ddSJoerg Roedel 	pmc = get_gp_pmc_amd(pmu, msr, PMU_TYPE_COUNTER);
10946a010ddSJoerg Roedel 	pmc = pmc ? pmc : get_gp_pmc_amd(pmu, msr, PMU_TYPE_EVNTSEL);
11046a010ddSJoerg Roedel 
11146a010ddSJoerg Roedel 	return pmc;
11246a010ddSJoerg Roedel }
11346a010ddSJoerg Roedel 
114cbd71758SWei Wang static int amd_pmu_get_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr_info)
11546a010ddSJoerg Roedel {
11646a010ddSJoerg Roedel 	struct kvm_pmu *pmu = vcpu_to_pmu(vcpu);
11746a010ddSJoerg Roedel 	struct kvm_pmc *pmc;
118cbd71758SWei Wang 	u32 msr = msr_info->index;
11946a010ddSJoerg Roedel 
12046a010ddSJoerg Roedel 	/* MSR_PERFCTRn */
12146a010ddSJoerg Roedel 	pmc = get_gp_pmc_amd(pmu, msr, PMU_TYPE_COUNTER);
12246a010ddSJoerg Roedel 	if (pmc) {
123cbd71758SWei Wang 		msr_info->data = pmc_read_counter(pmc);
12446a010ddSJoerg Roedel 		return 0;
12546a010ddSJoerg Roedel 	}
12646a010ddSJoerg Roedel 	/* MSR_EVNTSELn */
12746a010ddSJoerg Roedel 	pmc = get_gp_pmc_amd(pmu, msr, PMU_TYPE_EVNTSEL);
12846a010ddSJoerg Roedel 	if (pmc) {
129cbd71758SWei Wang 		msr_info->data = pmc->eventsel;
13046a010ddSJoerg Roedel 		return 0;
13146a010ddSJoerg Roedel 	}
13246a010ddSJoerg Roedel 
13346a010ddSJoerg Roedel 	return 1;
13446a010ddSJoerg Roedel }
13546a010ddSJoerg Roedel 
13646a010ddSJoerg Roedel static int amd_pmu_set_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr_info)
13746a010ddSJoerg Roedel {
13846a010ddSJoerg Roedel 	struct kvm_pmu *pmu = vcpu_to_pmu(vcpu);
13946a010ddSJoerg Roedel 	struct kvm_pmc *pmc;
14046a010ddSJoerg Roedel 	u32 msr = msr_info->index;
14146a010ddSJoerg Roedel 	u64 data = msr_info->data;
14246a010ddSJoerg Roedel 
14346a010ddSJoerg Roedel 	/* MSR_PERFCTRn */
14446a010ddSJoerg Roedel 	pmc = get_gp_pmc_amd(pmu, msr, PMU_TYPE_COUNTER);
14546a010ddSJoerg Roedel 	if (pmc) {
14646a010ddSJoerg Roedel 		pmc->counter += data - pmc_read_counter(pmc);
14775189d1dSLike Xu 		pmc_update_sample_period(pmc);
14846a010ddSJoerg Roedel 		return 0;
14946a010ddSJoerg Roedel 	}
15046a010ddSJoerg Roedel 	/* MSR_EVNTSELn */
15146a010ddSJoerg Roedel 	pmc = get_gp_pmc_amd(pmu, msr, PMU_TYPE_EVNTSEL);
15246a010ddSJoerg Roedel 	if (pmc) {
1539b026073SJim Mattson 		data &= ~pmu->reserved_bits;
154fb121aafSLike Xu 		if (data != pmc->eventsel) {
155fb121aafSLike Xu 			pmc->eventsel = data;
1564fa5843dSLike Xu 			kvm_pmu_request_counter_reprogram(pmc);
157fb121aafSLike Xu 		}
15846a010ddSJoerg Roedel 		return 0;
15946a010ddSJoerg Roedel 	}
16046a010ddSJoerg Roedel 
16146a010ddSJoerg Roedel 	return 1;
16246a010ddSJoerg Roedel }
16346a010ddSJoerg Roedel 
16446a010ddSJoerg Roedel static void amd_pmu_refresh(struct kvm_vcpu *vcpu)
16546a010ddSJoerg Roedel {
16646a010ddSJoerg Roedel 	struct kvm_pmu *pmu = vcpu_to_pmu(vcpu);
16746a010ddSJoerg Roedel 
16846a010ddSJoerg Roedel 	if (guest_cpuid_has(vcpu, X86_FEATURE_PERFCTR_CORE))
16946a010ddSJoerg Roedel 		pmu->nr_arch_gp_counters = AMD64_NUM_COUNTERS_CORE;
17046a010ddSJoerg Roedel 	else
17146a010ddSJoerg Roedel 		pmu->nr_arch_gp_counters = AMD64_NUM_COUNTERS;
17246a010ddSJoerg Roedel 
17346a010ddSJoerg Roedel 	pmu->counter_bitmask[KVM_PMC_GP] = ((u64)1 << 48) - 1;
174cb1d220dSLike Xu 	pmu->reserved_bits = 0xfffffff000280000ull;
17595b065bfSJim Mattson 	pmu->raw_event_mask = AMD64_RAW_EVENT_MASK;
17646a010ddSJoerg Roedel 	pmu->version = 1;
17746a010ddSJoerg Roedel 	/* not applicable to AMD; but clean them to prevent any fall out */
17846a010ddSJoerg Roedel 	pmu->counter_bitmask[KVM_PMC_FIXED] = 0;
17946a010ddSJoerg Roedel 	pmu->nr_arch_fixed_counters = 0;
18046a010ddSJoerg Roedel 	pmu->global_status = 0;
18146a010ddSJoerg Roedel 	bitmap_set(pmu->all_valid_pmc_idx, 0, pmu->nr_arch_gp_counters);
18246a010ddSJoerg Roedel }
18346a010ddSJoerg Roedel 
18446a010ddSJoerg Roedel static void amd_pmu_init(struct kvm_vcpu *vcpu)
18546a010ddSJoerg Roedel {
18646a010ddSJoerg Roedel 	struct kvm_pmu *pmu = vcpu_to_pmu(vcpu);
18746a010ddSJoerg Roedel 	int i;
18846a010ddSJoerg Roedel 
189556f3c9aSLike Xu 	BUILD_BUG_ON(KVM_AMD_PMC_MAX_GENERIC > AMD64_NUM_COUNTERS_CORE);
190556f3c9aSLike Xu 	BUILD_BUG_ON(KVM_AMD_PMC_MAX_GENERIC > INTEL_PMC_MAX_GENERIC);
19146a010ddSJoerg Roedel 
192556f3c9aSLike Xu 	for (i = 0; i < KVM_AMD_PMC_MAX_GENERIC ; i++) {
19346a010ddSJoerg Roedel 		pmu->gp_counters[i].type = KVM_PMC_GP;
19446a010ddSJoerg Roedel 		pmu->gp_counters[i].vcpu = vcpu;
19546a010ddSJoerg Roedel 		pmu->gp_counters[i].idx = i;
19646a010ddSJoerg Roedel 		pmu->gp_counters[i].current_config = 0;
19746a010ddSJoerg Roedel 	}
19846a010ddSJoerg Roedel }
19946a010ddSJoerg Roedel 
20046a010ddSJoerg Roedel static void amd_pmu_reset(struct kvm_vcpu *vcpu)
20146a010ddSJoerg Roedel {
20246a010ddSJoerg Roedel 	struct kvm_pmu *pmu = vcpu_to_pmu(vcpu);
20346a010ddSJoerg Roedel 	int i;
20446a010ddSJoerg Roedel 
205556f3c9aSLike Xu 	for (i = 0; i < KVM_AMD_PMC_MAX_GENERIC; i++) {
20646a010ddSJoerg Roedel 		struct kvm_pmc *pmc = &pmu->gp_counters[i];
20746a010ddSJoerg Roedel 
20846a010ddSJoerg Roedel 		pmc_stop_counter(pmc);
209de0f6195SLike Xu 		pmc->counter = pmc->prev_counter = pmc->eventsel = 0;
21046a010ddSJoerg Roedel 	}
21146a010ddSJoerg Roedel }
21246a010ddSJoerg Roedel 
21334886e79SLike Xu struct kvm_pmu_ops amd_pmu_ops __initdata = {
2147aadaa98SLike Xu 	.hw_event_available = amd_hw_event_available,
21546a010ddSJoerg Roedel 	.pmc_idx_to_pmc = amd_pmc_idx_to_pmc,
21646a010ddSJoerg Roedel 	.rdpmc_ecx_to_pmc = amd_rdpmc_ecx_to_pmc,
21746a010ddSJoerg Roedel 	.msr_idx_to_pmc = amd_msr_idx_to_pmc,
21846a010ddSJoerg Roedel 	.is_valid_rdpmc_ecx = amd_is_valid_rdpmc_ecx,
21946a010ddSJoerg Roedel 	.is_valid_msr = amd_is_valid_msr,
22046a010ddSJoerg Roedel 	.get_msr = amd_pmu_get_msr,
22146a010ddSJoerg Roedel 	.set_msr = amd_pmu_set_msr,
22246a010ddSJoerg Roedel 	.refresh = amd_pmu_refresh,
22346a010ddSJoerg Roedel 	.init = amd_pmu_init,
22446a010ddSJoerg Roedel 	.reset = amd_pmu_reset,
2256a5cba7bSAaron Lewis 	.EVENTSEL_EVENT = AMD64_EVENTSEL_EVENT,
2268911ce66SSean Christopherson 	.MAX_NR_GP_COUNTERS = KVM_AMD_PMC_MAX_GENERIC,
227*6a08083fSLike Xu 	.MIN_NR_GP_COUNTERS = AMD64_NUM_COUNTERS,
22846a010ddSJoerg Roedel };
229