sys/i386/include/perfmon.h

   1 /*-
   2  * Copyright 1996 Massachusetts Institute of Technology
   3  *
   4  * Permission to use, copy, modify, and distribute this software and
   5  * its documentation for any purpose and without fee is hereby
   6  * granted, provided that both the above copyright notice and this
   7  * permission notice appear in all copies, that both the above
   8  * copyright notice and this permission notice appear in all
   9  * supporting documentation, and that the name of M.I.T. not be used
  10  * in advertising or publicity pertaining to distribution of the
  11  * software without specific, written prior permission.  M.I.T. makes
  12  * no representations about the suitability of this software for any
  13  * purpose.  It is provided "as is" without express or implied
  14  * warranty.
  15  *
  16  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY M.I.T. ``AS IS''.  M.I.T. DISCLAIMS
  17  * ALL EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES WITH REGARD TO THIS SOFTWARE,
  18  * INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF
  19  * MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. IN NO EVENT
  20  * SHALL M.I.T. BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
  21  * SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT
  22  * LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF
  23  * USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND
  24  * ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY,
  25  * OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT
  26  * OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  27  * SUCH DAMAGE.
  28  *
  29  * $FreeBSD$
  30  */
  31
  32 /*
  33  * Interface to performance-monitoring counters for Intel Pentium and
  34  * Pentium Pro CPUs.
  35  */
  36
  37 #ifndef _MACHINE_PERFMON_H_
  38 #define _MACHINE_PERFMON_H_
  39
  40 #ifndef _KERNEL
  41 #include <sys/types.h>
  42 #endif
  43 #include <sys/ioccom.h>
  44
  45 #define NPMC    2
  46
  47 #define PMIOSETUP       _IOW('5', 1, struct pmc)
  48 #define PMIOGET         _IOWR('5', 7, struct pmc)
  49 #define PMIOSTART       _IOW('5', 2, int)
  50 #define PMIOSTOP        _IOW('5', 3, int)
  51 #define PMIOREAD        _IOWR('5', 4, struct pmc_data)
  52 #define PMIORESET       _IOW('5', 5, int)
  53 #define PMIOTSTAMP      _IOR('5', 6, struct pmc_tstamp)
  54
  55 struct pmc {
  56         int pmc_num;
  57         union {
  58                 struct {
  59                         unsigned char pmcus_event;
  60                         unsigned char pmcus_unit;
  61                         unsigned char pmcus_flags;
  62                         unsigned char pmcus_mask;
  63                 } pmcu_s;
  64                 unsigned int pmcu_val;
  65         } pmc_pmcu;
  66 };
  67
  68 #define PMC_ALL         (-1)
  69
  70 #define pmc_event       pmc_pmcu.pmcu_s.pmcus_event
  71 #define pmc_unit        pmc_pmcu.pmcu_s.pmcus_unit
  72 #define pmc_flags       pmc_pmcu.pmcu_s.pmcus_flags
  73 #define pmc_mask        pmc_pmcu.pmcu_s.pmcus_mask
  74 #define pmc_val         pmc_pmcu.pmcu_val
  75
  76 #define PMCF_USR        0x01    /* count events in user mode */
  77 #define PMCF_OS         0x02    /* count events in kernel mode */
  78 #define PMCF_E          0x04    /* use edge-detection mode */
  79 #define PMCF_PC         0x08    /* PMx output pin control */
  80 #define PMCF_INT        0x10    /* APIC interrupt enable (do not use) */
  81 #define PMCF_EN         0x40    /* enable counters */
  82 #define PMCF_INV        0x80    /* invert counter mask comparison */
  83
  84 #define PMCF_SYS_FLAGS  (PMCF_INT | PMCF_EN) /* user cannot set */
  85
  86 struct pmc_data {
  87         int pmcd_num;
  88         quad_t pmcd_value;
  89 };
  90
  91 struct pmc_tstamp {
  92         int pmct_rate;
  93         quad_t pmct_value;
  94 };
  95
  96 #ifndef _KERNEL
  97
  98 #define _PATH_PERFMON   "/dev/perfmon"
  99
 100 #else
 101
 102 /*
 103  * Intra-kernel interface to performance monitoring counters
 104  */
 105 void    perfmon_init(void);
 106 int     perfmon_avail(void);
 107 int     perfmon_setup(int, unsigned int);
 108 int     perfmon_get(int, unsigned int *);
 109 int     perfmon_fini(int);
 110 int     perfmon_start(int);
 111 int     perfmon_stop(int);
 112 int     perfmon_read(int, quad_t *);
 113 int     perfmon_reset(int);
 114
 115 #endif /* _KERNEL */
 116
 117 /*
 118  * Pentium Pro performance counters, from Appendix B.
 119  */
 120 /* Data Cache Unit */
 121 #define PMC6_DATA_MEM_REFS      0x43
 122 #define PMC6_DCU_LINES_IN       0x45
 123 #define PMC6_DCU_M_LINES_IN     0x46
 124 #define PMC6_DCU_M_LINES_OUT    0x47
 125 #define PMC6_DCU_MISS_OUTSTANDING 0x48
 126
 127 /* Instruction Fetch Unit */
 128 #define PMC6_IFU_IFETCH         0x80
 129 #define PMC6_IFU_IFETCH_MISS    0x81
 130 #define PMC6_ITLB_MISS          0x85
 131 #define PMC6_IFU_MEM_STALL      0x86
 132 #define PMC6_ILD_STALL          0x87
 133
 134 /* L2 Cache */
 135 #define PMC6_L2_IFETCH          0x28 /* MESI */
 136 #define PMC6_L2_LD              0x29 /* MESI */
 137 #define PMC6_L2_ST              0x2a /* MESI */
 138 #define PMC6_L2_LINES_IN        0x24
 139 #define PMC6_L2_LINES_OUT       0x26
 140 #define PMC6_L2_M_LINES_INM     0x25
 141 #define PMC6_L2_M_LINES_OUTM    0x27
 142 #define PMC6_L2_RQSTS           0x2e /* MESI */
 143 #define PMC6_L2_ADS             0x21
 144 #define PMC6_L2_DBUS_BUSY       0x22
 145 #define PMC6_L2_DBUS_BUSY_RD    0x23
 146
 147 /* External Bus Logic */
 148 #define PMC6_BUS_DRDY_CLOCKS    0x62
 149 #define PMC6_BUS_LOCK_CLOCKS    0x63
 150 #define PMC6_BUS_REQ_OUTSTANDING 0x60
 151 #define PMC6_BUS_TRAN_BRD       0x65
 152 #define PMC6_BUS_TRAN_RFO       0x66
 153 #define PMC6_BUS_TRAN_WB        0x67
 154 #define PMC6_BUS_TRAN_IFETCH    0x68
 155 #define PMC6_BUS_TRAN_INVAL     0x69
 156 #define PMC6_BUS_TRAN_PWR       0x6a
 157 #define PMC6_BUS_TRAN_P         0x6b
 158 #define PMC6_BUS_TRAN_IO        0x6c
 159 #define PMC6_BUS_TRAN_DEF       0x6d
 160 #define PMC6_BUS_TRAN_BURST     0x6e
 161 #define PMC6_BUS_TRAN_ANY       0x70
 162 #define PMC6_BUS_TRAN_MEM       0x6f
 163 #define PMC6_BUS_DATA_RCV       0x64
 164 #define PMC6_BUS_BNR_DRV        0x61
 165 #define PMC6_BUS_HIT_DRV        0x7a
 166 #define PMC6_BUS_HITM_DRV       0x7b
 167 #define PMC6_BUS_SNOOP_STALL    0x7e
 168
 169 /* Floating Point Unit */
 170 #define PMC6_FLOPS              0xc1 /* counter 0 only */
 171 #define PMC6_FP_COMP_OPS_EXE    0x10 /* counter 0 only */
 172 #define PMC6_FP_ASSIST          0x11 /* counter 1 only */
 173 #define PMC6_MUL                0x12 /* counter 1 only */
 174 #define PMC6_DIV                0x13 /* counter 1 only */
 175 #define PMC6_CYCLES_DIV_BUSY    0x14 /* counter 0 only */
 176
 177 /* Memory Ordering */
 178 #define PMC6_LD_BLOCKS          0x03
 179 #define PMC6_SB_DRAINS          0x04
 180 #define PMC6_MISALIGN_MEM_REF   0x05
 181
 182 /* Instruction Decoding and Retirement */
 183 #define PMC6_INST_RETIRED       0xc0
 184 #define PMC6_UOPS_RETIRED       0xc2
 185 #define PMC6_INST_DECODER       0xd0 /* (sic) */
 186
 187 /* Interrupts */
 188 #define PMC6_HW_INT_RX          0xc8
 189 #define PMC6_CYCLES_INT_MASKED  0xc6
 190 #define PMC6_CYCLES_INT_PENDING_AND_MASKED 0xc7
 191
 192 /* Branches */
 193 #define PMC6_BR_INST_RETIRED    0xc4
 194 #define PMC6_BR_MISS_PRED_RETIRED 0xc5
 195 #define PMC6_BR_TAKEN_RETIRED   0xc9
 196 #define PMC6_BR_MISS_PRED_TAKEN_RET 0xca
 197 #define PMC6_BR_INST_DECODED    0xe0
 198 #define PMC6_BTB_MISSES         0xe2
 199 #define PMC6_BR_BOGUS           0xe4
 200 #define PMC6_BACLEARS           0xe6
 201
 202 /* Stalls */
 203 #define PMC6_RESOURCE_STALLS    0xa2
 204 #define PMC6_PARTIAL_RAT_STALLS 0xd2
 205
 206 /* Segment Register Loads */
 207 #define PMC6_SEGMENT_REG_LOADS  0x06
 208
 209 /* Clocks */
 210 #define PMC6_CPU_CLK_UNHALTED   0x79
 211
 212 /*
 213  * Pentium Performance Counters
 214  * This list comes from the Harvard people, not Intel.
 215  */
 216 #define PMC5_DATA_READ          0
 217 #define PMC5_DATA_WRITE         1
 218 #define PMC5_DATA_TLB_MISS      2
 219 #define PMC5_DATA_READ_MISS     3
 220 #define PMC5_DATA_WRITE_MISS    4
 221 #define PMC5_WRITE_M_E          5
 222 #define PMC5_DATA_LINES_WBACK   6
 223 #define PMC5_DATA_CACHE_SNOOP   7
 224 #define PMC5_DATA_CACHE_SNOOP_HIT 8
 225 #define PMC5_MEM_ACCESS_BOTH    9
 226 #define PMC5_BANK_CONFLICTS     10
 227 #define PMC5_MISALIGNED_DATA    11
 228 #define PMC5_INST_READ          12
 229 #define PMC5_INST_TLB_MISS      13
 230 #define PMC5_INST_CACHE_MISS    14
 231 #define PMC5_SEGMENT_REG_LOAD   15
 232 #define PMC5_BRANCHES           18
 233 #define PMC5_BTB_HITS           19
 234 #define PMC5_BRANCH_TAKEN       20
 235 #define PMC5_PIPELINE_FLUSH     21
 236 #define PMC5_INST_EXECUTED      22
 237 #define PMC5_INST_EXECUTED_V    23
 238 #define PMC5_BUS_UTILIZATION    24
 239 #define PMC5_WRITE_BACKUP_STALL 25
 240 #define PMC5_DATA_READ_STALL    26
 241 #define PMC5_WRITE_E_M_STALL    27
 242 #define PMC5_LOCKED_BUS         28
 243 #define PMC5_IO_CYCLE           29
 244 #define PMC5_NONCACHE_MEMORY    30
 245 #define PMC5_ADDR_GEN_INTERLOCK 31
 246 #define PMC5_FLOPS              34
 247 #define PMC5_BP0_MATCH          35
 248 #define PMC5_BP1_MATCH          36
 249 #define PMC5_BP2_MATCH          37
 250 #define PMC5_BP3_MATCH          38
 251 #define PMC5_HW_INTR            39
 252 #define PMC5_DATA_RW            40
 253 #define PMC5_DATA_RW_MISS       41
 254
 255 #endif /* !_MACHINE_PERFMON_H_ */