kernel/events/ring_buffer.c

   1 /*
   2  * Performance events ring-buffer code:
   3  *
   4  *  Copyright (C) 2008 Thomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
   5  *  Copyright (C) 2008-2011 Red Hat, Inc., Ingo Molnar
   6  *  Copyright (C) 2008-2011 Red Hat, Inc., Peter Zijlstra
   7  *  Copyright  ©  2009 Paul Mackerras, IBM Corp. <paulus@au1.ibm.com>
   8  *
   9  * For licensing details see kernel-base/COPYING
  10  */
  11
  12 #include <linux/perf_event.h>
  13 #include <linux/vmalloc.h>
  14 #include <linux/slab.h>
  15 #include <linux/circ_buf.h>
  16 #include <linux/poll.h>
  17 #include <linux/nospec.h>
  18
  19 #include "internal.h"
  20
  21 static void perf_output_wakeup(struct perf_output_handle *handle)
  22 {
  23         atomic_set(&handle->rb->poll, POLLIN);
  24
  25         handle->event->pending_wakeup = 1;
  26         irq_work_queue(&handle->event->pending);
  27 }
  28
  29 /*
  30  * We need to ensure a later event_id doesn't publish a head when a former
  31  * event isn't done writing. However since we need to deal with NMIs we
  32  * cannot fully serialize things.
  33  *
  34  * We only publish the head (and generate a wakeup) when the outer-most
  35  * event completes.
  36  */
  37 static void perf_output_get_handle(struct perf_output_handle *handle)
  38 {
  39         struct ring_buffer *rb = handle->rb;
  40
  41         preempt_disable();
  42         local_inc(&rb->nest);
  43         handle->wakeup = local_read(&rb->wakeup);
  44 }
  45
  46 static void perf_output_put_handle(struct perf_output_handle *handle)
  47 {
  48         struct ring_buffer *rb = handle->rb;
  49         unsigned long head;
  50
  51 again:
  52         /*
  53          * In order to avoid publishing a head value that goes backwards,
  54          * we must ensure the load of @rb->head happens after we've
  55          * incremented @rb->nest.
  56          *
  57          * Otherwise we can observe a @rb->head value before one published
  58          * by an IRQ/NMI happening between the load and the increment.
  59          */
  60         barrier();
  61         head = local_read(&rb->head);
  62
  63         /*
  64          * IRQ/NMI can happen here and advance @rb->head, causing our
  65          * load above to be stale.
  66          */
  67
  68         /*
  69          * If this isn't the outermost nesting, we don't have to update
  70          * @rb->user_page->data_head.
  71          */
  72         if (local_read(&rb->nest) > 1) {
  73                 local_dec(&rb->nest);
  74                 goto out;
  75         }
  76
  77         /*
  78          * Since the mmap() consumer (userspace) can run on a different CPU:
  79          *
  80          *   kernel                             user
  81          *
  82          *   if (LOAD ->data_tail) {            LOAD ->data_head
  83          *                      (A)             smp_rmb()       (C)
  84          *      STORE $data                     LOAD $data
  85          *      smp_wmb()       (B)             smp_mb()        (D)
  86          *      STORE ->data_head               STORE ->data_tail
  87          *   }
  88          *
  89          * Where A pairs with D, and B pairs with C.
  90          *
  91          * In our case (A) is a control dependency that separates the load of
  92          * the ->data_tail and the stores of $data. In case ->data_tail
  93          * indicates there is no room in the buffer to store $data we do not.
  94          *
  95          * D needs to be a full barrier since it separates the data READ
  96          * from the tail WRITE.
  97          *
  98          * For B a WMB is sufficient since it separates two WRITEs, and for C
  99          * an RMB is sufficient since it separates two READs.
 100          *
 101          * See perf_output_begin().
 102          */
 103         smp_wmb(); /* B, matches C */
 104         WRITE_ONCE(rb->user_page->data_head, head);
 105
 106         /*
 107          * We must publish the head before decrementing the nest count,
 108          * otherwise an IRQ/NMI can publish a more recent head value and our
 109          * write will (temporarily) publish a stale value.
 110          */
 111         barrier();
 112         local_set(&rb->nest, 0);
 113
 114         /*
 115          * Ensure we decrement @rb->nest before we validate the @rb->head.
 116          * Otherwise we cannot be sure we caught the 'last' nested update.
 117          */
 118         barrier();
 119         if (unlikely(head != local_read(&rb->head))) {
 120                 local_inc(&rb->nest);
 121                 goto again;
 122         }
 123
 124         if (handle->wakeup != local_read(&rb->wakeup))
 125                 perf_output_wakeup(handle);
 126
 127 out:
 128         preempt_enable();
 129 }
 130
 131 static bool __always_inline
 132 ring_buffer_has_space(unsigned long head, unsigned long tail,
 133                       unsigned long data_size, unsigned int size,
 134                       bool backward)
 135 {
 136         if (!backward)
 137                 return CIRC_SPACE(head, tail, data_size) >= size;
 138         else
 139                 return CIRC_SPACE(tail, head, data_size) >= size;
 140 }
 141
 142 static int __always_inline
 143 __perf_output_begin(struct perf_output_handle *handle,
 144                     struct perf_event *event, unsigned int size,
 145                     bool backward)
 146 {
 147         struct ring_buffer *rb;
 148         unsigned long tail, offset, head;
 149         int have_lost, page_shift;
 150         struct {
 151                 struct perf_event_header header;
 152                 u64                      id;
 153                 u64                      lost;
 154         } lost_event;
 155
 156         rcu_read_lock();
 157         /*
 158          * For inherited events we send all the output towards the parent.
 159          */
 160         if (event->parent)
 161                 event = event->parent;
 162
 163         rb = rcu_dereference(event->rb);
 164         if (unlikely(!rb))
 165                 goto out;
 166
 167         if (unlikely(rb->paused)) {
 168                 if (rb->nr_pages)
 169                         local_inc(&rb->lost);
 170                 goto out;
 171         }
 172
 173         handle->rb    = rb;
 174         handle->event = event;
 175
 176         have_lost = local_read(&rb->lost);
 177         if (unlikely(have_lost)) {
 178                 size += sizeof(lost_event);
 179                 if (event->attr.sample_id_all)
 180                         size += event->id_header_size;
 181         }
 182
 183         perf_output_get_handle(handle);
 184
 185         do {
 186                 tail = READ_ONCE(rb->user_page->data_tail);
 187                 offset = head = local_read(&rb->head);
 188                 if (!rb->overwrite) {
 189                         if (unlikely(!ring_buffer_has_space(head, tail,
 190                                                             perf_data_size(rb),
 191                                                             size, backward)))
 192                                 goto fail;
 193                 }
 194
 195                 /*
 196                  * The above forms a control dependency barrier separating the
 197                  * @tail load above from the data stores below. Since the @tail
 198                  * load is required to compute the branch to fail below.
 199                  *
 200                  * A, matches D; the full memory barrier userspace SHOULD issue
 201                  * after reading the data and before storing the new tail
 202                  * position.
 203                  *
 204                  * See perf_output_put_handle().
 205                  */
 206
 207                 if (!backward)
 208                         head += size;
 209                 else
 210                         head -= size;
 211         } while (local_cmpxchg(&rb->head, offset, head) != offset);
 212
 213         if (backward) {
 214                 offset = head;
 215                 head = (u64)(-head);
 216         }
 217
 218         /*
 219          * We rely on the implied barrier() by local_cmpxchg() to ensure
 220          * none of the data stores below can be lifted up by the compiler.
 221          */
 222
 223         if (unlikely(head - local_read(&rb->wakeup) > rb->watermark))
 224                 local_add(rb->watermark, &rb->wakeup);
 225
 226         page_shift = PAGE_SHIFT + page_order(rb);
 227
 228         handle->page = (offset >> page_shift) & (rb->nr_pages - 1);
 229         offset &= (1UL << page_shift) - 1;
 230         handle->addr = rb->data_pages[handle->page] + offset;
 231         handle->size = (1UL << page_shift) - offset;
 232
 233         if (unlikely(have_lost)) {
 234                 struct perf_sample_data sample_data;
 235
 236                 lost_event.header.size = sizeof(lost_event);
 237                 lost_event.header.type = PERF_RECORD_LOST;
 238                 lost_event.header.misc = 0;
 239                 lost_event.id          = event->id;
 240                 lost_event.lost        = local_xchg(&rb->lost, 0);
 241
 242                 perf_event_header__init_id(&lost_event.header,
 243                                            &sample_data, event);
 244                 perf_output_put(handle, lost_event);
 245                 perf_event__output_id_sample(event, handle, &sample_data);
 246         }
 247
 248         return 0;
 249
 250 fail:
 251         local_inc(&rb->lost);
 252         perf_output_put_handle(handle);
 253 out:
 254         rcu_read_unlock();
 255
 256         return -ENOSPC;
 257 }
 258
 259 int perf_output_begin_forward(struct perf_output_handle *handle,
 260                              struct perf_event *event, unsigned int size)
 261 {
 262         return __perf_output_begin(handle, event, size, false);
 263 }
 264
 265 int perf_output_begin_backward(struct perf_output_handle *handle,
 266                                struct perf_event *event, unsigned int size)
 267 {
 268         return __perf_output_begin(handle, event, size, true);
 269 }
 270
 271 int perf_output_begin(struct perf_output_handle *handle,
 272                       struct perf_event *event, unsigned int size)
 273 {
 274
 275         return __perf_output_begin(handle, event, size,
 276                                    unlikely(is_write_backward(event)));
 277 }
 278
 279 unsigned int perf_output_copy(struct perf_output_handle *handle,
 280                       const void *buf, unsigned int len)
 281 {
 282         return __output_copy(handle, buf, len);
 283 }
 284
 285 unsigned int perf_output_skip(struct perf_output_handle *handle,
 286                               unsigned int len)
 287 {
 288         return __output_skip(handle, NULL, len);
 289 }
 290
 291 void perf_output_end(struct perf_output_handle *handle)
 292 {
 293         perf_output_put_handle(handle);
 294         rcu_read_unlock();
 295 }
 296
 297 static void
 298 ring_buffer_init(struct ring_buffer *rb, long watermark, int flags)
 299 {
 300         long max_size = perf_data_size(rb);
 301
 302         if (watermark)
 303                 rb->watermark = min(max_size, watermark);
 304
 305         if (!rb->watermark)
 306                 rb->watermark = max_size / 2;
 307
 308         if (flags & RING_BUFFER_WRITABLE)
 309                 rb->overwrite = 0;
 310         else
 311                 rb->overwrite = 1;
 312
 313         atomic_set(&rb->refcount, 1);
 314
 315         INIT_LIST_HEAD(&rb->event_list);
 316         spin_lock_init(&rb->event_lock);
 317
 318         /*
 319          * perf_output_begin() only checks rb->paused, therefore
 320          * rb->paused must be true if we have no pages for output.
 321          */
 322         if (!rb->nr_pages)
 323                 rb->paused = 1;
 324 }
 325
 326 void perf_aux_output_flag(struct perf_output_handle *handle, u64 flags)
 327 {
 328         /*
 329          * OVERWRITE is determined by perf_aux_output_end() and can't
 330          * be passed in directly.
 331          */
 332         if (WARN_ON_ONCE(flags & PERF_AUX_FLAG_OVERWRITE))
 333                 return;
 334
 335         handle->aux_flags |= flags;
 336 }
 337 EXPORT_SYMBOL_GPL(perf_aux_output_flag);
 338
 339 /*
 340  * This is called before hardware starts writing to the AUX area to
 341  * obtain an output handle and make sure there's room in the buffer.
 342  * When the capture completes, call perf_aux_output_end() to commit
 343  * the recorded data to the buffer.
 344  *
 345  * The ordering is similar to that of perf_output_{begin,end}, with
 346  * the exception of (B), which should be taken care of by the pmu
 347  * driver, since ordering rules will differ depending on hardware.
 348  *
 349  * Call this from pmu::start(); see the comment in perf_aux_output_end()
 350  * about its use in pmu callbacks. Both can also be called from the PMI
 351  * handler if needed.
 352  */
 353 void *perf_aux_output_begin(struct perf_output_handle *handle,
 354                             struct perf_event *event)
 355 {
 356         struct perf_event *output_event = event;
 357         unsigned long aux_head, aux_tail;
 358         struct ring_buffer *rb;
 359
 360         if (output_event->parent)
 361                 output_event = output_event->parent;
 362
 363         /*
 364          * Since this will typically be open across pmu::add/pmu::del, we
 365          * grab ring_buffer's refcount instead of holding rcu read lock
 366          * to make sure it doesn't disappear under us.
 367          */
 368         rb = ring_buffer_get(output_event);
 369         if (!rb)
 370                 return NULL;
 371
 372         if (!rb_has_aux(rb))
 373                 goto err;
 374
 375         /*
 376          * If aux_mmap_count is zero, the aux buffer is in perf_mmap_close(),
 377          * about to get freed, so we leave immediately.
 378          *
 379          * Checking rb::aux_mmap_count and rb::refcount has to be done in
 380          * the same order, see perf_mmap_close. Otherwise we end up freeing
 381          * aux pages in this path, which is a bug, because in_atomic().
 382          */
 383         if (!atomic_read(&rb->aux_mmap_count))
 384                 goto err;
 385
 386         if (!atomic_inc_not_zero(&rb->aux_refcount))
 387                 goto err;
 388
 389         /*
 390          * Nesting is not supported for AUX area, make sure nested
 391          * writers are caught early
 392          */
 393         if (WARN_ON_ONCE(local_xchg(&rb->aux_nest, 1)))
 394                 goto err_put;
 395
 396         aux_head = rb->aux_head;
 397
 398         handle->rb = rb;
 399         handle->event = event;
 400         handle->head = aux_head;
 401         handle->size = 0;
 402         handle->aux_flags = 0;
 403
 404         /*
 405          * In overwrite mode, AUX data stores do not depend on aux_tail,
 406          * therefore (A) control dependency barrier does not exist. The
 407          * (B) <-> (C) ordering is still observed by the pmu driver.
 408          */
 409         if (!rb->aux_overwrite) {
 410                 aux_tail = ACCESS_ONCE(rb->user_page->aux_tail);
 411                 handle->wakeup = rb->aux_wakeup + rb->aux_watermark;
 412                 if (aux_head - aux_tail < perf_aux_size(rb))
 413                         handle->size = CIRC_SPACE(aux_head, aux_tail, perf_aux_size(rb));
 414
 415                 /*
 416                  * handle->size computation depends on aux_tail load; this forms a
 417                  * control dependency barrier separating aux_tail load from aux data
 418                  * store that will be enabled on successful return
 419                  */
 420                 if (!handle->size) { /* A, matches D */
 421                         event->pending_disable = 1;
 422                         perf_output_wakeup(handle);
 423                         local_set(&rb->aux_nest, 0);
 424                         goto err_put;
 425                 }
 426         }
 427
 428         return handle->rb->aux_priv;
 429
 430 err_put:
 431         /* can't be last */
 432         rb_free_aux(rb);
 433
 434 err:
 435         ring_buffer_put(rb);
 436         handle->event = NULL;
 437
 438         return NULL;
 439 }
 440
 441 static bool __always_inline rb_need_aux_wakeup(struct ring_buffer *rb)
 442 {
 443         if (rb->aux_overwrite)
 444                 return false;
 445
 446         if (rb->aux_head - rb->aux_wakeup >= rb->aux_watermark) {
 447                 rb->aux_wakeup = rounddown(rb->aux_head, rb->aux_watermark);
 448                 return true;
 449         }
 450
 451         return false;
 452 }
 453
 454 /*
 455  * Commit the data written by hardware into the ring buffer by adjusting
 456  * aux_head and posting a PERF_RECORD_AUX into the perf buffer. It is the
 457  * pmu driver's responsibility to observe ordering rules of the hardware,
 458  * so that all the data is externally visible before this is called.
 459  *
 460  * Note: this has to be called from pmu::stop() callback, as the assumption
 461  * of the AUX buffer management code is that after pmu::stop(), the AUX
 462  * transaction must be stopped and therefore drop the AUX reference count.
 463  */
 464 void perf_aux_output_end(struct perf_output_handle *handle, unsigned long size)
 465 {
 466         bool wakeup = !!(handle->aux_flags & PERF_AUX_FLAG_TRUNCATED);
 467         struct ring_buffer *rb = handle->rb;
 468         unsigned long aux_head;
 469
 470         /* in overwrite mode, driver provides aux_head via handle */
 471         if (rb->aux_overwrite) {
 472                 handle->aux_flags |= PERF_AUX_FLAG_OVERWRITE;
 473
 474                 aux_head = handle->head;
 475                 rb->aux_head = aux_head;
 476         } else {
 477                 handle->aux_flags &= ~PERF_AUX_FLAG_OVERWRITE;
 478
 479                 aux_head = rb->aux_head;
 480                 rb->aux_head += size;
 481         }
 482
 483         if (size || handle->aux_flags) {
 484                 /*
 485                  * Only send RECORD_AUX if we have something useful to communicate
 486                  */
 487
 488                 perf_event_aux_event(handle->event, aux_head, size,
 489                                      handle->aux_flags);
 490         }
 491
 492         WRITE_ONCE(rb->user_page->aux_head, rb->aux_head);
 493         if (rb_need_aux_wakeup(rb))
 494                 wakeup = true;
 495
 496         if (wakeup) {
 497                 if (handle->aux_flags & PERF_AUX_FLAG_TRUNCATED)
 498                         handle->event->pending_disable = 1;
 499                 perf_output_wakeup(handle);
 500         }
 501
 502         handle->event = NULL;
 503
 504         local_set(&rb->aux_nest, 0);
 505         /* can't be last */
 506         rb_free_aux(rb);
 507         ring_buffer_put(rb);
 508 }
 509
 510 /*
 511  * Skip over a given number of bytes in the AUX buffer, due to, for example,
 512  * hardware's alignment constraints.
 513  */
 514 int perf_aux_output_skip(struct perf_output_handle *handle, unsigned long size)
 515 {
 516         struct ring_buffer *rb = handle->rb;
 517
 518         if (size > handle->size)
 519                 return -ENOSPC;
 520
 521         rb->aux_head += size;
 522
 523         WRITE_ONCE(rb->user_page->aux_head, rb->aux_head);
 524         if (rb_need_aux_wakeup(rb)) {
 525                 perf_output_wakeup(handle);
 526                 handle->wakeup = rb->aux_wakeup + rb->aux_watermark;
 527         }
 528
 529         handle->head = rb->aux_head;
 530         handle->size -= size;
 531
 532         return 0;
 533 }
 534
 535 void *perf_get_aux(struct perf_output_handle *handle)
 536 {
 537         /* this is only valid between perf_aux_output_begin and *_end */
 538         if (!handle->event)
 539                 return NULL;
 540
 541         return handle->rb->aux_priv;
 542 }
 543
 544 #define PERF_AUX_GFP    (GFP_KERNEL | __GFP_ZERO | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY)
 545
 546 static struct page *rb_alloc_aux_page(int node, int order)
 547 {
 548         struct page *page;
 549
 550         if (order > MAX_ORDER)
 551                 order = MAX_ORDER;
 552
 553         do {
 554                 page = alloc_pages_node(node, PERF_AUX_GFP, order);
 555         } while (!page && order--);
 556
 557         if (page && order) {
 558                 /*
 559                  * Communicate the allocation size to the driver:
 560                  * if we managed to secure a high-order allocation,
 561                  * set its first page's private to this order;
 562                  * !PagePrivate(page) means it's just a normal page.
 563                  */
 564                 split_page(page, order);
 565                 SetPagePrivate(page);
 566                 set_page_private(page, order);
 567         }
 568
 569         return page;
 570 }
 571
 572 static void rb_free_aux_page(struct ring_buffer *rb, int idx)
 573 {
 574         struct page *page = virt_to_page(rb->aux_pages[idx]);
 575
 576         ClearPagePrivate(page);
 577         page->mapping = NULL;
 578         __free_page(page);
 579 }
 580
 581 static void __rb_free_aux(struct ring_buffer *rb)
 582 {
 583         int pg;
 584
 585         /*
 586          * Should never happen, the last reference should be dropped from
 587          * perf_mmap_close() path, which first stops aux transactions (which
 588          * in turn are the atomic holders of aux_refcount) and then does the
 589          * last rb_free_aux().
 590          */
 591         WARN_ON_ONCE(in_atomic());
 592
 593         if (rb->aux_priv) {
 594                 rb->free_aux(rb->aux_priv);
 595                 rb->free_aux = NULL;
 596                 rb->aux_priv = NULL;
 597         }
 598
 599         if (rb->aux_nr_pages) {
 600                 for (pg = 0; pg < rb->aux_nr_pages; pg++)
 601                         rb_free_aux_page(rb, pg);
 602
 603                 kfree(rb->aux_pages);
 604                 rb->aux_nr_pages = 0;
 605         }
 606 }
 607
 608 int rb_alloc_aux(struct ring_buffer *rb, struct perf_event *event,
 609                  pgoff_t pgoff, int nr_pages, long watermark, int flags)
 610 {
 611         bool overwrite = !(flags & RING_BUFFER_WRITABLE);
 612         int node = (event->cpu == -1) ? -1 : cpu_to_node(event->cpu);
 613         int ret = -ENOMEM, max_order = 0;
 614
 615         if (!has_aux(event))
 616                 return -EOPNOTSUPP;
 617
 618         if (event->pmu->capabilities & PERF_PMU_CAP_AUX_NO_SG) {
 619                 /*
 620                  * We need to start with the max_order that fits in nr_pages,
 621                  * not the other way around, hence ilog2() and not get_order.
 622                  */
 623                 max_order = ilog2(nr_pages);
 624
 625                 /*
 626                  * PMU requests more than one contiguous chunks of memory
 627                  * for SW double buffering
 628                  */
 629                 if ((event->pmu->capabilities & PERF_PMU_CAP_AUX_SW_DOUBLEBUF) &&
 630                     !overwrite) {
 631                         if (!max_order)
 632                                 return -EINVAL;
 633
 634                         max_order--;
 635                 }
 636         }
 637
 638         rb->aux_pages = kzalloc_node(nr_pages * sizeof(void *), GFP_KERNEL, node);
 639         if (!rb->aux_pages)
 640                 return -ENOMEM;
 641
 642         rb->free_aux = event->pmu->free_aux;
 643         for (rb->aux_nr_pages = 0; rb->aux_nr_pages < nr_pages;) {
 644                 struct page *page;
 645                 int last, order;
 646
 647                 order = min(max_order, ilog2(nr_pages - rb->aux_nr_pages));
 648                 page = rb_alloc_aux_page(node, order);
 649                 if (!page)
 650                         goto out;
 651
 652                 for (last = rb->aux_nr_pages + (1 << page_private(page));
 653                      last > rb->aux_nr_pages; rb->aux_nr_pages++)
 654                         rb->aux_pages[rb->aux_nr_pages] = page_address(page++);
 655         }
 656
 657         /*
 658          * In overwrite mode, PMUs that don't support SG may not handle more
 659          * than one contiguous allocation, since they rely on PMI to do double
 660          * buffering. In this case, the entire buffer has to be one contiguous
 661          * chunk.
 662          */
 663         if ((event->pmu->capabilities & PERF_PMU_CAP_AUX_NO_SG) &&
 664             overwrite) {
 665                 struct page *page = virt_to_page(rb->aux_pages[0]);
 666
 667                 if (page_private(page) != max_order)
 668                         goto out;
 669         }
 670
 671         rb->aux_priv = event->pmu->setup_aux(event->cpu, rb->aux_pages, nr_pages,
 672                                              overwrite);
 673         if (!rb->aux_priv)
 674                 goto out;
 675
 676         ret = 0;
 677
 678         /*
 679          * aux_pages (and pmu driver's private data, aux_priv) will be
 680          * referenced in both producer's and consumer's contexts, thus
 681          * we keep a refcount here to make sure either of the two can
 682          * reference them safely.
 683          */
 684         atomic_set(&rb->aux_refcount, 1);
 685
 686         rb->aux_overwrite = overwrite;
 687         rb->aux_watermark = watermark;
 688
 689         if (!rb->aux_watermark && !rb->aux_overwrite)
 690                 rb->aux_watermark = nr_pages << (PAGE_SHIFT - 1);
 691
 692 out:
 693         if (!ret)
 694                 rb->aux_pgoff = pgoff;
 695         else
 696                 __rb_free_aux(rb);
 697
 698         return ret;
 699 }
 700
 701 void rb_free_aux(struct ring_buffer *rb)
 702 {
 703         if (atomic_dec_and_test(&rb->aux_refcount))
 704                 __rb_free_aux(rb);
 705 }
 706
 707 #ifndef CONFIG_PERF_USE_VMALLOC
 708
 709 /*
 710  * Back perf_mmap() with regular GFP_KERNEL-0 pages.
 711  */
 712
 713 static struct page *
 714 __perf_mmap_to_page(struct ring_buffer *rb, unsigned long pgoff)
 715 {
 716         if (pgoff > rb->nr_pages)
 717                 return NULL;
 718
 719         if (pgoff == 0)
 720                 return virt_to_page(rb->user_page);
 721
 722         return virt_to_page(rb->data_pages[pgoff - 1]);
 723 }
 724
 725 static void *perf_mmap_alloc_page(int cpu)
 726 {
 727         struct page *page;
 728         int node;
 729
 730         node = (cpu == -1) ? cpu : cpu_to_node(cpu);
 731         page = alloc_pages_node(node, GFP_KERNEL | __GFP_ZERO, 0);
 732         if (!page)
 733                 return NULL;
 734
 735         return page_address(page);
 736 }
 737
 738 struct ring_buffer *rb_alloc(int nr_pages, long watermark, int cpu, int flags)
 739 {
 740         struct ring_buffer *rb;
 741         unsigned long size;
 742         int i;
 743
 744         size = sizeof(struct ring_buffer);
 745         size += nr_pages * sizeof(void *);
 746
 747         if (order_base_2(size) >= PAGE_SHIFT+MAX_ORDER)
 748                 goto fail;
 749
 750         rb = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
 751         if (!rb)
 752                 goto fail;
 753
 754         rb->user_page = perf_mmap_alloc_page(cpu);
 755         if (!rb->user_page)
 756                 goto fail_user_page;
 757
 758         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
 759                 rb->data_pages[i] = perf_mmap_alloc_page(cpu);
 760                 if (!rb->data_pages[i])
 761                         goto fail_data_pages;
 762         }
 763
 764         rb->nr_pages = nr_pages;
 765
 766         ring_buffer_init(rb, watermark, flags);
 767
 768         return rb;
 769
 770 fail_data_pages:
 771         for (i--; i >= 0; i--)
 772                 free_page((unsigned long)rb->data_pages[i]);
 773
 774         free_page((unsigned long)rb->user_page);
 775
 776 fail_user_page:
 777         kfree(rb);
 778
 779 fail:
 780         return NULL;
 781 }
 782
 783 static void perf_mmap_free_page(unsigned long addr)
 784 {
 785         struct page *page = virt_to_page((void *)addr);
 786
 787         page->mapping = NULL;
 788         __free_page(page);
 789 }
 790
 791 void rb_free(struct ring_buffer *rb)
 792 {
 793         int i;
 794
 795         perf_mmap_free_page((unsigned long)rb->user_page);
 796         for (i = 0; i < rb->nr_pages; i++)
 797                 perf_mmap_free_page((unsigned long)rb->data_pages[i]);
 798         kfree(rb);
 799 }
 800
 801 #else
 802 static int data_page_nr(struct ring_buffer *rb)
 803 {
 804         return rb->nr_pages << page_order(rb);
 805 }
 806
 807 static struct page *
 808 __perf_mmap_to_page(struct ring_buffer *rb, unsigned long pgoff)
 809 {
 810         /* The '>' counts in the user page. */
 811         if (pgoff > data_page_nr(rb))
 812                 return NULL;
 813
 814         return vmalloc_to_page((void *)rb->user_page + pgoff * PAGE_SIZE);
 815 }
 816
 817 static void perf_mmap_unmark_page(void *addr)
 818 {
 819         struct page *page = vmalloc_to_page(addr);
 820
 821         page->mapping = NULL;
 822 }
 823
 824 static void rb_free_work(struct work_struct *work)
 825 {
 826         struct ring_buffer *rb;
 827         void *base;
 828         int i, nr;
 829
 830         rb = container_of(work, struct ring_buffer, work);
 831         nr = data_page_nr(rb);
 832
 833         base = rb->user_page;
 834         /* The '<=' counts in the user page. */
 835         for (i = 0; i <= nr; i++)
 836                 perf_mmap_unmark_page(base + (i * PAGE_SIZE));
 837
 838         vfree(base);
 839         kfree(rb);
 840 }
 841
 842 void rb_free(struct ring_buffer *rb)
 843 {
 844         schedule_work(&rb->work);
 845 }
 846
 847 struct ring_buffer *rb_alloc(int nr_pages, long watermark, int cpu, int flags)
 848 {
 849         struct ring_buffer *rb;
 850         unsigned long size;
 851         void *all_buf;
 852
 853         size = sizeof(struct ring_buffer);
 854         size += sizeof(void *);
 855
 856         rb = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
 857         if (!rb)
 858                 goto fail;
 859
 860         INIT_WORK(&rb->work, rb_free_work);
 861
 862         all_buf = vmalloc_user((nr_pages + 1) * PAGE_SIZE);
 863         if (!all_buf)
 864                 goto fail_all_buf;
 865
 866         rb->user_page = all_buf;
 867         rb->data_pages[0] = all_buf + PAGE_SIZE;
 868         if (nr_pages) {
 869                 rb->nr_pages = 1;
 870                 rb->page_order = ilog2(nr_pages);
 871         }
 872
 873         ring_buffer_init(rb, watermark, flags);
 874
 875         return rb;
 876
 877 fail_all_buf:
 878         kfree(rb);
 879
 880 fail:
 881         return NULL;
 882 }
 883
 884 #endif
 885
 886 struct page *
 887 perf_mmap_to_page(struct ring_buffer *rb, unsigned long pgoff)
 888 {
 889         if (rb->aux_nr_pages) {
 890                 /* above AUX space */
 891                 if (pgoff > rb->aux_pgoff + rb->aux_nr_pages)
 892                         return NULL;
 893
 894                 /* AUX space */
 895                 if (pgoff >= rb->aux_pgoff) {
 896                         int aux_pgoff = array_index_nospec(pgoff - rb->aux_pgoff, rb->aux_nr_pages);
 897                         return virt_to_page(rb->aux_pages[aux_pgoff]);
 898                 }
 899         }
 900
 901         return __perf_mmap_to_page(rb, pgoff);
 902 }