sys/i386/include/pmc_mdep.h

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 2003-2005,2008 Joseph Koshy
   3  * Copyright (c) 2007 The FreeBSD Foundation
   4  * All rights reserved.
   5  *
   6  * Portions of this software were developed by A. Joseph Koshy under
   7  * sponsorship from the FreeBSD Foundation and Google, Inc.
   8  *
   9  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  10  * modification, are permitted provided that the following conditions
  11  * are met:
  12  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  14  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  16  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  17  *
  18  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  19  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  20  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  21  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  22  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  23  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  24  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  25  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  26  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  27  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  28  * SUCH DAMAGE.
  29  *
  30  * $FreeBSD$
  31  */
  32
  33 #ifndef _MACHINE_PMC_MDEP_H
  34 #define _MACHINE_PMC_MDEP_H 1
  35
  36 #ifdef  _KERNEL
  37 struct pmc_mdep;
  38 #endif
  39
  40 /*
  41  * On the i386 platform we support the following PMCs.
  42  *
  43  * TSC          The timestamp counter
  44  * K7           AMD Athlon XP/MP and other 32 bit processors.
  45  * K8           AMD Athlon64 and Opteron PMCs in 32 bit mode.
  46  * PIV          Intel P4/HTT and P4/EMT64
  47  * PPRO         Intel Pentium Pro, Pentium-II, Pentium-III, Celeron and
  48  *              Pentium-M processors
  49  * PENTIUM      Intel Pentium MMX.
  50  * IAP          Intel Core/Core2/Atom programmable PMCs.
  51  * IAF          Intel fixed-function PMCs.
  52  * UCP          Intel Uncore programmable PMCs.
  53  * UCF          Intel Uncore fixed-function PMCs.
  54  */
  55
  56 #include <dev/hwpmc/hwpmc_amd.h> /* K7 and K8 */
  57 #include <dev/hwpmc/hwpmc_core.h>
  58 #include <dev/hwpmc/hwpmc_piv.h>
  59 #include <dev/hwpmc/hwpmc_ppro.h>
  60 #include <dev/hwpmc/hwpmc_pentium.h>
  61 #include <dev/hwpmc/hwpmc_tsc.h>
  62 #include <dev/hwpmc/hwpmc_uncore.h>
  63
  64 /*
  65  * Intel processors implementing V2 and later of the Intel performance
  66  * measurement architecture have PMCs of the following classes: TSC,
  67  * IAF, IAP, UCF and UCP.
  68  */
  69 #define PMC_MDEP_CLASS_INDEX_TSC        1
  70 #define PMC_MDEP_CLASS_INDEX_K7         2
  71 #define PMC_MDEP_CLASS_INDEX_K8         2
  72 #define PMC_MDEP_CLASS_INDEX_P4         2
  73 #define PMC_MDEP_CLASS_INDEX_P5         2
  74 #define PMC_MDEP_CLASS_INDEX_P6         2
  75 #define PMC_MDEP_CLASS_INDEX_IAP        2
  76 #define PMC_MDEP_CLASS_INDEX_IAF        3
  77 #define PMC_MDEP_CLASS_INDEX_UCP        4
  78 #define PMC_MDEP_CLASS_INDEX_UCF        5
  79
  80 /*
  81  * Architecture specific extensions to <sys/pmc.h> structures.
  82  */
  83
  84 union pmc_md_op_pmcallocate  {
  85         struct pmc_md_amd_op_pmcallocate        pm_amd;
  86         struct pmc_md_iaf_op_pmcallocate        pm_iaf;
  87         struct pmc_md_iap_op_pmcallocate        pm_iap;
  88         struct pmc_md_ucf_op_pmcallocate        pm_ucf;
  89         struct pmc_md_ucp_op_pmcallocate        pm_ucp;
  90         struct pmc_md_p4_op_pmcallocate         pm_p4;
  91         struct pmc_md_pentium_op_pmcallocate    pm_pentium;
  92         struct pmc_md_ppro_op_pmcallocate       pm_ppro;
  93         uint64_t                                __pad[4];
  94 };
  95
  96 /* Logging */
  97 #define PMCLOG_READADDR         PMCLOG_READ32
  98 #define PMCLOG_EMITADDR         PMCLOG_EMIT32
  99
 100 #ifdef _KERNEL
 101
 102 /* MD extension for 'struct pmc' */
 103 union pmc_md_pmc  {
 104         struct pmc_md_amd_pmc   pm_amd;
 105         struct pmc_md_iaf_pmc   pm_iaf;
 106         struct pmc_md_iap_pmc   pm_iap;
 107         struct pmc_md_ucf_pmc   pm_ucf;
 108         struct pmc_md_ucp_pmc   pm_ucp;
 109         struct pmc_md_p4_pmc    pm_p4;
 110         struct pmc_md_pentium_pmc pm_pentium;
 111         struct pmc_md_ppro_pmc  pm_ppro;
 112 };
 113
 114 struct pmc;
 115 struct pmc_mdep;
 116
 117 #define PMC_TRAPFRAME_TO_PC(TF) ((TF)->tf_eip)
 118 #define PMC_TRAPFRAME_TO_FP(TF) ((TF)->tf_ebp)
 119
 120 /*
 121  * The layout of the stack frame on entry into the NMI handler depends on
 122  * whether a privilege level change (and consequent stack switch) was
 123  * required for entry.
 124  *
 125  * When processing an interrupt when in user mode, the processor switches
 126  * stacks, and saves the user mode stack pointer on the kernel stack.  The
 127  * user mode stack pointer is then available to the interrupt handler
 128  * at frame->tf_esp.
 129  *
 130  * When processing an interrupt while in kernel mode, the processor
 131  * continues to use the existing (kernel) stack.  Therefore we determine
 132  * the stack pointer for the interrupted kernel procedure by adding an
 133  * offset to the current frame pointer.
 134  */
 135
 136 #define PMC_TRAPFRAME_TO_USER_SP(TF)    ((TF)->tf_esp)
 137 #define PMC_TRAPFRAME_TO_KERNEL_SP(TF)  ((uintptr_t) &((TF)->tf_esp))
 138
 139 #define PMC_IN_KERNEL_STACK(S,START,END)                \
 140         ((S) >= (START) && (S) < (END))
 141 #define PMC_IN_KERNEL(va) (((va) >= USRSTACK) &&        \
 142         ((va) < VM_MAX_KERNEL_ADDRESS))
 143
 144 #define PMC_IN_USERSPACE(va) ((va) <= VM_MAXUSER_ADDRESS)
 145
 146 #define PMC_IN_TRAP_HANDLER(PC)                         \
 147         ((PC) >= (uintptr_t) start_exceptions &&        \
 148          (PC) < (uintptr_t) end_exceptions)
 149
 150 #define PMC_AT_FUNCTION_PROLOGUE_PUSH_BP(I)             \
 151         (((I) & 0x00ffffff) == 0xe58955) /* pushl %ebp; movl %esp,%ebp */
 152 #define PMC_AT_FUNCTION_PROLOGUE_MOV_SP_BP(I)           \
 153         (((I) & 0x0000ffff) == 0xe589)  /* movl %esp,%ebp */
 154 #define PMC_AT_FUNCTION_EPILOGUE_RET(I)                 \
 155         (((I) & 0xFF) == 0xC3)             /* ret */
 156
 157 /* Build a fake kernel trapframe from current instruction pointer. */
 158 #define PMC_FAKE_TRAPFRAME(TF)                                          \
 159         do {                                                            \
 160         (TF)->tf_cs = 0; (TF)->tf_eflags = 0;                           \
 161         __asm __volatile("movl %%ebp,%0" : "=r" ((TF)->tf_ebp));        \
 162         __asm __volatile("movl %%esp,%0" : "=r" ((TF)->tf_esp));        \
 163         __asm __volatile("call 1f \n\t1: pop %0" : "=r"((TF)->tf_eip)); \
 164         } while (0)
 165
 166 /*
 167  * Prototypes
 168  */
 169
 170 void    start_exceptions(void), end_exceptions(void);
 171
 172 struct pmc_mdep *pmc_amd_initialize(void);
 173 void    pmc_amd_finalize(struct pmc_mdep *_md);
 174 struct pmc_mdep *pmc_intel_initialize(void);
 175 void    pmc_intel_finalize(struct pmc_mdep *_md);
 176
 177 #endif /* _KERNEL */
 178 #endif /* _MACHINE_PMC_MDEP_H */