]> git.ipfire.org Git - thirdparty/qemu.git/commitdiff
target/ppc: enable PMU instruction count
authorDaniel Henrique Barboza <danielhb413@gmail.com>
Fri, 17 Dec 2021 16:57:18 +0000 (17:57 +0100)
committerCédric Le Goater <clg@kaod.org>
Fri, 17 Dec 2021 16:57:18 +0000 (17:57 +0100)
The PMU is already counting cycles by calculating time elapsed in
nanoseconds. Counting instructions is a different matter and requires
another approach.

This patch adds the capability of counting completed instructions (Perf
event PM_INST_CMPL) by counting the amount of instructions translated in
each translation block right before exiting it.

A new pmu_count_insns() helper in translation.c was added to do that.
After verifying that the PMU is counting instructions, call
helper_insns_inc(). This new helper from power8-pmu.c will add the
instructions to the relevant counters. It'll also be responsible for
triggering counter negative overflows as it is already being done with
cycles.

To verify whether the PMU is counting instructions or now, a new hflags
named 'HFLAGS_INSN_CNT' is introduced. This flag will match the internal
state of the PMU. We're be using this flag to avoid calling
helper_insn_inc() when we do not have a valid instruction event being
sampled.

Reviewed-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>
Signed-off-by: Daniel Henrique Barboza <danielhb413@gmail.com>
Message-Id: <20211201151734.654994-7-danielhb413@gmail.com>
Signed-off-by: Cédric Le Goater <clg@kaod.org>
target/ppc/cpu.h
target/ppc/helper.h
target/ppc/helper_regs.c
target/ppc/power8-pmu-regs.c.inc
target/ppc/power8-pmu.c
target/ppc/power8-pmu.h
target/ppc/translate.c

index cf637f0f6dfba55f8b34f7b61fdda06b0fbccc70..313b16f392736b99b0f4d66d5e3de020015e550c 100644 (file)
@@ -655,6 +655,7 @@ enum {
     HFLAGS_PR = 14,  /* MSR_PR */
     HFLAGS_PMCC0 = 15,  /* MMCR0 PMCC bit 0 */
     HFLAGS_PMCC1 = 16,  /* MMCR0 PMCC bit 1 */
+    HFLAGS_INSN_CNT = 17, /* PMU instruction count enabled */
     HFLAGS_VSX = 23, /* MSR_VSX if cpu has VSX */
     HFLAGS_VR = 25,  /* MSR_VR if cpu has VRE */
 
index 77c85e1292fa42c00702672ea0a50171b38b78fa..13d8305a08bfcad7c9b275f35f62a1a2f1bbe4a4 100644 (file)
@@ -24,6 +24,7 @@ DEF_HELPER_2(store_mmcr0, void, env, tl)
 DEF_HELPER_2(store_mmcr1, void, env, tl)
 DEF_HELPER_3(store_pmc, void, env, i32, i64)
 DEF_HELPER_2(read_pmc, tl, env, i32)
+DEF_HELPER_2(insns_inc, void, env, i32)
 #endif
 DEF_HELPER_1(check_tlb_flush_local, void, env)
 DEF_HELPER_1(check_tlb_flush_global, void, env)
index 99562edd574151a7359762c37d515bccf3a6fc86..b8479288426b42bd293aef2a1406fdf1434b691c 100644 (file)
@@ -23,6 +23,7 @@
 #include "exec/exec-all.h"
 #include "sysemu/kvm.h"
 #include "helper_regs.h"
+#include "power8-pmu.h"
 
 /* Swap temporary saved registers with GPRs */
 void hreg_swap_gpr_tgpr(CPUPPCState *env)
@@ -121,6 +122,12 @@ static uint32_t hreg_compute_hflags_value(CPUPPCState *env)
         hflags |= 1 << HFLAGS_HV;
     }
 
+#if defined(TARGET_PPC64)
+    if (pmu_insn_cnt_enabled(env)) {
+        hflags |= 1 << HFLAGS_INSN_CNT;
+    }
+#endif
+
     /*
      * This is our encoding for server processors. The architecture
      * specifies that there is no such thing as userspace with
index 25b13ad564342f93663de70da5eb8be45fdf1160..2bab6cece709114e940a7ff27a2df7dd1aa32281 100644 (file)
@@ -113,6 +113,12 @@ static void write_MMCR0_common(DisasContext *ctx, TCGv val)
      */
     gen_icount_io_start(ctx);
     gen_helper_store_mmcr0(cpu_env, val);
+
+    /*
+     * End the translation block because MMCR0 writes can change
+     * ctx->pmu_insn_cnt.
+     */
+    ctx->base.is_jmp = DISAS_EXIT_UPDATE;
 }
 
 void spr_write_MMCR0_ureg(DisasContext *ctx, int sprn, int gprn)
index 399234a2fce8ae6f3f2ab598e2fbe0426333ef26..e163ba5640128f9ffcde23b88e435b677c7fd078 100644 (file)
@@ -112,6 +112,54 @@ static PMUEventType pmc_get_event(CPUPPCState *env, int sprn)
     return evt_type;
 }
 
+bool pmu_insn_cnt_enabled(CPUPPCState *env)
+{
+    int sprn;
+
+    for (sprn = SPR_POWER_PMC1; sprn <= SPR_POWER_PMC5; sprn++) {
+        if (pmc_get_event(env, sprn) == PMU_EVENT_INSTRUCTIONS) {
+            return true;
+        }
+    }
+
+    return false;
+}
+
+static bool pmu_increment_insns(CPUPPCState *env, uint32_t num_insns)
+{
+    bool overflow_triggered = false;
+    int sprn;
+
+    /* PMC6 never counts instructions */
+    for (sprn = SPR_POWER_PMC1; sprn <= SPR_POWER_PMC5; sprn++) {
+        if (pmc_get_event(env, sprn) != PMU_EVENT_INSTRUCTIONS) {
+            continue;
+        }
+
+        env->spr[sprn] += num_insns;
+
+        if (env->spr[sprn] >= PMC_COUNTER_NEGATIVE_VAL &&
+            pmc_has_overflow_enabled(env, sprn)) {
+
+            overflow_triggered = true;
+
+            /*
+             * The real PMU will always trigger a counter overflow with
+             * PMC_COUNTER_NEGATIVE_VAL. We don't have an easy way to
+             * do that since we're counting block of instructions at
+             * the end of each translation block, and we're probably
+             * passing this value at this point.
+             *
+             * Let's write PMC_COUNTER_NEGATIVE_VAL to the overflowed
+             * counter to simulate what the real hardware would do.
+             */
+            env->spr[sprn] = PMC_COUNTER_NEGATIVE_VAL;
+        }
+    }
+
+    return overflow_triggered;
+}
+
 static void pmu_update_cycles(CPUPPCState *env)
 {
     uint64_t now = qemu_clock_get_ns(QEMU_CLOCK_VIRTUAL);
@@ -195,7 +243,7 @@ void helper_store_mmcr0(CPUPPCState *env, target_ulong value)
 
     env->spr[SPR_POWER_MMCR0] = value;
 
-    /* MMCR0 writes can change HFLAGS_PMCCCLEAR */
+    /* MMCR0 writes can change HFLAGS_PMCCCLEAR and HFLAGS_INSN_CNT */
     hreg_compute_hflags(env);
 
     /* Update cycle overflow timers with the current MMCR0 state */
@@ -207,6 +255,9 @@ void helper_store_mmcr1(CPUPPCState *env, uint64_t value)
     pmu_update_cycles(env);
 
     env->spr[SPR_POWER_MMCR1] = value;
+
+    /* MMCR1 writes can change HFLAGS_INSN_CNT */
+    hreg_compute_hflags(env);
 }
 
 target_ulong helper_read_pmc(CPUPPCState *env, uint32_t sprn)
@@ -237,6 +288,20 @@ static void fire_PMC_interrupt(PowerPCCPU *cpu)
     return;
 }
 
+/* This helper assumes that the PMC is running. */
+void helper_insns_inc(CPUPPCState *env, uint32_t num_insns)
+{
+    bool overflow_triggered;
+    PowerPCCPU *cpu;
+
+    overflow_triggered = pmu_increment_insns(env, num_insns);
+
+    if (overflow_triggered) {
+        cpu = env_archcpu(env);
+        fire_PMC_interrupt(cpu);
+    }
+}
+
 static void cpu_ppc_pmu_timer_cb(void *opaque)
 {
     PowerPCCPU *cpu = opaque;
index 49a813a443d72cf35565dcd95580c63007fdd2dd..3ee4b4cda5a958ef23d623b5f99d3c4b011195ac 100644 (file)
@@ -21,5 +21,6 @@
 #include "qemu/main-loop.h"
 
 void cpu_ppc_pmu_init(CPUPPCState *env);
+bool pmu_insn_cnt_enabled(CPUPPCState *env);
 
 #endif
index b3f3b408db186fd48587dc76478a0b47da91f269..633b907058e46ce831226c53af4d1d1b65c8a551 100644 (file)
@@ -177,6 +177,7 @@ struct DisasContext {
     bool hr;
     bool mmcr0_pmcc0;
     bool mmcr0_pmcc1;
+    bool pmu_insn_cnt;
     ppc_spr_t *spr_cb; /* Needed to check rights for mfspr/mtspr */
     int singlestep_enabled;
     uint32_t flags;
@@ -4170,6 +4171,49 @@ static inline void gen_update_cfar(DisasContext *ctx, target_ulong nip)
 #endif
 }
 
+#if defined(TARGET_PPC64)
+static void pmu_count_insns(DisasContext *ctx)
+{
+    /*
+     * Do not bother calling the helper if the PMU isn't counting
+     * instructions.
+     */
+    if (!ctx->pmu_insn_cnt) {
+        return;
+    }
+
+ #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
+    /*
+     * The PMU insns_inc() helper stops the internal PMU timer if a
+     * counter overflows happens. In that case, if the guest is
+     * running with icount and we do not handle it beforehand,
+     * the helper can trigger a 'bad icount read'.
+     */
+    gen_icount_io_start(ctx);
+
+    gen_helper_insns_inc(cpu_env, tcg_constant_i32(ctx->base.num_insns));
+#else
+    /*
+     * User mode can read (but not write) PMC5 and start/stop
+     * the PMU via MMCR0_FC. In this case just increment
+     * PMC5 with base.num_insns.
+     */
+    TCGv t0 = tcg_temp_new();
+
+    gen_load_spr(t0, SPR_POWER_PMC5);
+    tcg_gen_addi_tl(t0, t0, ctx->base.num_insns);
+    gen_store_spr(SPR_POWER_PMC5, t0);
+
+    tcg_temp_free(t0);
+#endif /* #if !defined(CONFIG_USER_ONLY) */
+}
+#else
+static void pmu_count_insns(DisasContext *ctx)
+{
+    return;
+}
+#endif /* #if defined(TARGET_PPC64) */
+
 static inline bool use_goto_tb(DisasContext *ctx, target_ulong dest)
 {
     return translator_use_goto_tb(&ctx->base, dest);
@@ -4180,6 +4224,14 @@ static void gen_lookup_and_goto_ptr(DisasContext *ctx)
     if (unlikely(ctx->singlestep_enabled)) {
         gen_debug_exception(ctx);
     } else {
+        /*
+         * tcg_gen_lookup_and_goto_ptr will exit the TB if
+         * CF_NO_GOTO_PTR is set. Count insns now.
+         */
+        if (ctx->base.tb->flags & CF_NO_GOTO_PTR) {
+            pmu_count_insns(ctx);
+        }
+
         tcg_gen_lookup_and_goto_ptr();
     }
 }
@@ -4191,6 +4243,7 @@ static void gen_goto_tb(DisasContext *ctx, int n, target_ulong dest)
         dest = (uint32_t) dest;
     }
     if (use_goto_tb(ctx, dest)) {
+        pmu_count_insns(ctx);
         tcg_gen_goto_tb(n);
         tcg_gen_movi_tl(cpu_nip, dest & ~3);
         tcg_gen_exit_tb(ctx->base.tb, n);
@@ -8432,6 +8485,7 @@ static void ppc_tr_init_disas_context(DisasContextBase *dcbase, CPUState *cs)
     ctx->hr = (hflags >> HFLAGS_HR) & 1;
     ctx->mmcr0_pmcc0 = (hflags >> HFLAGS_PMCC0) & 1;
     ctx->mmcr0_pmcc1 = (hflags >> HFLAGS_PMCC1) & 1;
+    ctx->pmu_insn_cnt = (hflags >> HFLAGS_INSN_CNT) & 1;
 
     ctx->singlestep_enabled = 0;
     if ((hflags >> HFLAGS_SE) & 1) {
@@ -8538,6 +8592,7 @@ static void ppc_tr_tb_stop(DisasContextBase *dcbase, CPUState *cs)
     switch (is_jmp) {
     case DISAS_TOO_MANY:
         if (use_goto_tb(ctx, nip)) {
+            pmu_count_insns(ctx);
             tcg_gen_goto_tb(0);
             gen_update_nip(ctx, nip);
             tcg_gen_exit_tb(ctx->base.tb, 0);
@@ -8548,6 +8603,14 @@ static void ppc_tr_tb_stop(DisasContextBase *dcbase, CPUState *cs)
         gen_update_nip(ctx, nip);
         /* fall through */
     case DISAS_CHAIN:
+        /*
+         * tcg_gen_lookup_and_goto_ptr will exit the TB if
+         * CF_NO_GOTO_PTR is set. Count insns now.
+         */
+        if (ctx->base.tb->flags & CF_NO_GOTO_PTR) {
+            pmu_count_insns(ctx);
+        }
+
         tcg_gen_lookup_and_goto_ptr();
         break;
 
@@ -8555,6 +8618,7 @@ static void ppc_tr_tb_stop(DisasContextBase *dcbase, CPUState *cs)
         gen_update_nip(ctx, nip);
         /* fall through */
     case DISAS_EXIT:
+        pmu_count_insns(ctx);
         tcg_gen_exit_tb(NULL, 0);
         break;