kernel/arch/x86/kernel/cpu/perf_event_intel_pt.c

   1 /*
   2  * Intel(R) Processor Trace PMU driver for perf
   3  * Copyright (c) 2013-2014, Intel Corporation.
   4  *
   5  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
   6  * under the terms and conditions of the GNU General Public License,
   7  * version 2, as published by the Free Software Foundation.
   8  *
   9  * This program is distributed in the hope it will be useful, but WITHOUT
  10  * ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
  11  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License for
  12  * more details.
  13  *
  14  * Intel PT is specified in the Intel Architecture Instruction Set Extensions
  15  * Programming Reference:
  16  * http://software.intel.com/en-us/intel-isa-extensions
  17  */
  18
  19 #undef DEBUG
  20
  21 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
  22
  23 #include <linux/types.h>
  24 #include <linux/slab.h>
  25 #include <linux/device.h>
  26
  27 #include <asm/perf_event.h>
  28 #include <asm/insn.h>
  29 #include <asm/io.h>
  30
  31 #include "perf_event.h"
  32 #include "intel_pt.h"
  33
  34 static DEFINE_PER_CPU(struct pt, pt_ctx);
  35
  36 static struct pt_pmu pt_pmu;
  37
  38 enum cpuid_regs {
  39         CR_EAX = 0,
  40         CR_ECX,
  41         CR_EDX,
  42         CR_EBX
  43 };
  44
  45 /*
  46  * Capabilities of Intel PT hardware, such as number of address bits or
  47  * supported output schemes, are cached and exported to userspace as "caps"
  48  * attribute group of pt pmu device
  49  * (/sys/bus/event_source/devices/intel_pt/caps/) so that userspace can store
  50  * relevant bits together with intel_pt traces.
  51  *
  52  * These are necessary for both trace decoding (payloads_lip, contains address
  53  * width encoded in IP-related packets), and event configuration (bitmasks with
  54  * permitted values for certain bit fields).
  55  */
  56 #define PT_CAP(_n, _l, _r, _m)                                          \
  57         [PT_CAP_ ## _n] = { .name = __stringify(_n), .leaf = _l,        \
  58                             .reg = _r, .mask = _m }
  59
  60 static struct pt_cap_desc {
  61         const char      *name;
  62         u32             leaf;
  63         u8              reg;
  64         u32             mask;
  65 } pt_caps[] = {
  66         PT_CAP(max_subleaf,             0, CR_EAX, 0xffffffff),
  67         PT_CAP(cr3_filtering,           0, CR_EBX, BIT(0)),
  68         PT_CAP(topa_output,             0, CR_ECX, BIT(0)),
  69         PT_CAP(topa_multiple_entries,   0, CR_ECX, BIT(1)),
  70         PT_CAP(payloads_lip,            0, CR_ECX, BIT(31)),
  71 };
  72
  73 static u32 pt_cap_get(enum pt_capabilities cap)
  74 {
  75         struct pt_cap_desc *cd = &pt_caps[cap];
  76         u32 c = pt_pmu.caps[cd->leaf * 4 + cd->reg];
  77         unsigned int shift = __ffs(cd->mask);
  78
  79         return (c & cd->mask) >> shift;
  80 }
  81
  82 static ssize_t pt_cap_show(struct device *cdev,
  83                            struct device_attribute *attr,
  84                            char *buf)
  85 {
  86         struct dev_ext_attribute *ea =
  87                 container_of(attr, struct dev_ext_attribute, attr);
  88         enum pt_capabilities cap = (long)ea->var;
  89
  90         return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "%x\n", pt_cap_get(cap));
  91 }
  92
  93 static struct attribute_group pt_cap_group = {
  94         .name   = "caps",
  95 };
  96
  97 PMU_FORMAT_ATTR(tsc,            "config:10"     );
  98 PMU_FORMAT_ATTR(noretcomp,      "config:11"     );
  99
 100 static struct attribute *pt_formats_attr[] = {
 101         &format_attr_tsc.attr,
 102         &format_attr_noretcomp.attr,
 103         NULL,
 104 };
 105
 106 static struct attribute_group pt_format_group = {
 107         .name   = "format",
 108         .attrs  = pt_formats_attr,
 109 };
 110
 111 static const struct attribute_group *pt_attr_groups[] = {
 112         &pt_cap_group,
 113         &pt_format_group,
 114         NULL,
 115 };
 116
 117 static int __init pt_pmu_hw_init(void)
 118 {
 119         struct dev_ext_attribute *de_attrs;
 120         struct attribute **attrs;
 121         size_t size;
 122         int ret;
 123         long i;
 124
 125         attrs = NULL;
 126         ret = -ENODEV;
 127         if (!test_cpu_cap(&boot_cpu_data, X86_FEATURE_INTEL_PT))
 128                 goto fail;
 129
 130         for (i = 0; i < PT_CPUID_LEAVES; i++) {
 131                 cpuid_count(20, i,
 132                             &pt_pmu.caps[CR_EAX + i*4],
 133                             &pt_pmu.caps[CR_EBX + i*4],
 134                             &pt_pmu.caps[CR_ECX + i*4],
 135                             &pt_pmu.caps[CR_EDX + i*4]);
 136         }
 137
 138         ret = -ENOMEM;
 139         size = sizeof(struct attribute *) * (ARRAY_SIZE(pt_caps)+1);
 140         attrs = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
 141         if (!attrs)
 142                 goto fail;
 143
 144         size = sizeof(struct dev_ext_attribute) * (ARRAY_SIZE(pt_caps)+1);
 145         de_attrs = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
 146         if (!de_attrs)
 147                 goto fail;
 148
 149         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pt_caps); i++) {
 150                 struct dev_ext_attribute *de_attr = de_attrs + i;
 151
 152                 de_attr->attr.attr.name = pt_caps[i].name;
 153
 154                 sysfs_attr_init(&de_attr->attr.attr);
 155
 156                 de_attr->attr.attr.mode         = S_IRUGO;
 157                 de_attr->attr.show              = pt_cap_show;
 158                 de_attr->var                    = (void *)i;
 159
 160                 attrs[i] = &de_attr->attr.attr;
 161         }
 162
 163         pt_cap_group.attrs = attrs;
 164
 165         return 0;
 166
 167 fail:
 168         kfree(attrs);
 169
 170         return ret;
 171 }
 172
 173 #define PT_CONFIG_MASK (RTIT_CTL_TSC_EN | RTIT_CTL_DISRETC)
 174
 175 static bool pt_event_valid(struct perf_event *event)
 176 {
 177         u64 config = event->attr.config;
 178
 179         if ((config & PT_CONFIG_MASK) != config)
 180                 return false;
 181
 182         return true;
 183 }
 184
 185 /*
 186  * PT configuration helpers
 187  * These all are cpu affine and operate on a local PT
 188  */
 189
 190 static bool pt_is_running(void)
 191 {
 192         u64 ctl;
 193
 194         rdmsrl(MSR_IA32_RTIT_CTL, ctl);
 195
 196         return !!(ctl & RTIT_CTL_TRACEEN);
 197 }
 198
 199 static void pt_config(struct perf_event *event)
 200 {
 201         u64 reg;
 202
 203         reg = RTIT_CTL_TOPA | RTIT_CTL_BRANCH_EN | RTIT_CTL_TRACEEN;
 204
 205         if (!event->attr.exclude_kernel)
 206                 reg |= RTIT_CTL_OS;
 207         if (!event->attr.exclude_user)
 208                 reg |= RTIT_CTL_USR;
 209
 210         reg |= (event->attr.config & PT_CONFIG_MASK);
 211
 212         wrmsrl(MSR_IA32_RTIT_CTL, reg);
 213 }
 214
 215 static void pt_config_start(bool start)
 216 {
 217         u64 ctl;
 218
 219         rdmsrl(MSR_IA32_RTIT_CTL, ctl);
 220         if (start)
 221                 ctl |= RTIT_CTL_TRACEEN;
 222         else
 223                 ctl &= ~RTIT_CTL_TRACEEN;
 224         wrmsrl(MSR_IA32_RTIT_CTL, ctl);
 225
 226         /*
 227          * A wrmsr that disables trace generation serializes other PT
 228          * registers and causes all data packets to be written to memory,
 229          * but a fence is required for the data to become globally visible.
 230          *
 231          * The below WMB, separating data store and aux_head store matches
 232          * the consumer's RMB that separates aux_head load and data load.
 233          */
 234         if (!start)
 235                 wmb();
 236 }
 237
 238 static void pt_config_buffer(void *buf, unsigned int topa_idx,
 239                              unsigned int output_off)
 240 {
 241         u64 reg;
 242
 243         wrmsrl(MSR_IA32_RTIT_OUTPUT_BASE, virt_to_phys(buf));
 244
 245         reg = 0x7f | ((u64)topa_idx << 7) | ((u64)output_off << 32);
 246
 247         wrmsrl(MSR_IA32_RTIT_OUTPUT_MASK, reg);
 248 }
 249
 250 /*
 251  * Keep ToPA table-related metadata on the same page as the actual table,
 252  * taking up a few words from the top
 253  */
 254
 255 #define TENTS_PER_PAGE (((PAGE_SIZE - 40) / sizeof(struct topa_entry)) - 1)
 256
 257 /**
 258  * struct topa - page-sized ToPA table with metadata at the top
 259  * @table:      actual ToPA table entries, as understood by PT hardware
 260  * @list:       linkage to struct pt_buffer's list of tables
 261  * @phys:       physical address of this page
 262  * @offset:     offset of the first entry in this table in the buffer
 263  * @size:       total size of all entries in this table
 264  * @last:       index of the last initialized entry in this table
 265  */
 266 struct topa {
 267         struct topa_entry       table[TENTS_PER_PAGE];
 268         struct list_head        list;
 269         u64                     phys;
 270         u64                     offset;
 271         size_t                  size;
 272         int                     last;
 273 };
 274
 275 /* make -1 stand for the last table entry */
 276 #define TOPA_ENTRY(t, i) ((i) == -1 ? &(t)->table[(t)->last] : &(t)->table[(i)])
 277
 278 /**
 279  * topa_alloc() - allocate page-sized ToPA table
 280  * @cpu:        CPU on which to allocate.
 281  * @gfp:        Allocation flags.
 282  *
 283  * Return:      On success, return the pointer to ToPA table page.
 284  */
 285 static struct topa *topa_alloc(int cpu, gfp_t gfp)
 286 {
 287         int node = cpu_to_node(cpu);
 288         struct topa *topa;
 289         struct page *p;
 290
 291         p = alloc_pages_node(node, gfp | __GFP_ZERO, 0);
 292         if (!p)
 293                 return NULL;
 294
 295         topa = page_address(p);
 296         topa->last = 0;
 297         topa->phys = page_to_phys(p);
 298
 299         /*
 300          * In case of singe-entry ToPA, always put the self-referencing END
 301          * link as the 2nd entry in the table
 302          */
 303         if (!pt_cap_get(PT_CAP_topa_multiple_entries)) {
 304                 TOPA_ENTRY(topa, 1)->base = topa->phys >> TOPA_SHIFT;
 305                 TOPA_ENTRY(topa, 1)->end = 1;
 306         }
 307
 308         return topa;
 309 }
 310
 311 /**
 312  * topa_free() - free a page-sized ToPA table
 313  * @topa:       Table to deallocate.
 314  */
 315 static void topa_free(struct topa *topa)
 316 {
 317         free_page((unsigned long)topa);
 318 }
 319
 320 /**
 321  * topa_insert_table() - insert a ToPA table into a buffer
 322  * @buf:         PT buffer that's being extended.
 323  * @topa:        New topa table to be inserted.
 324  *
 325  * If it's the first table in this buffer, set up buffer's pointers
 326  * accordingly; otherwise, add a END=1 link entry to @topa to the current
 327  * "last" table and adjust the last table pointer to @topa.
 328  */
 329 static void topa_insert_table(struct pt_buffer *buf, struct topa *topa)
 330 {
 331         struct topa *last = buf->last;
 332
 333         list_add_tail(&topa->list, &buf->tables);
 334
 335         if (!buf->first) {
 336                 buf->first = buf->last = buf->cur = topa;
 337                 return;
 338         }
 339
 340         topa->offset = last->offset + last->size;
 341         buf->last = topa;
 342
 343         if (!pt_cap_get(PT_CAP_topa_multiple_entries))
 344                 return;
 345
 346         BUG_ON(last->last != TENTS_PER_PAGE - 1);
 347
 348         TOPA_ENTRY(last, -1)->base = topa->phys >> TOPA_SHIFT;
 349         TOPA_ENTRY(last, -1)->end = 1;
 350 }
 351
 352 /**
 353  * topa_table_full() - check if a ToPA table is filled up
 354  * @topa:       ToPA table.
 355  */
 356 static bool topa_table_full(struct topa *topa)
 357 {
 358         /* single-entry ToPA is a special case */
 359         if (!pt_cap_get(PT_CAP_topa_multiple_entries))
 360                 return !!topa->last;
 361
 362         return topa->last == TENTS_PER_PAGE - 1;
 363 }
 364
 365 /**
 366  * topa_insert_pages() - create a list of ToPA tables
 367  * @buf:        PT buffer being initialized.
 368  * @gfp:        Allocation flags.
 369  *
 370  * This initializes a list of ToPA tables with entries from
 371  * the data_pages provided by rb_alloc_aux().
 372  *
 373  * Return:      0 on success or error code.
 374  */
 375 static int topa_insert_pages(struct pt_buffer *buf, gfp_t gfp)
 376 {
 377         struct topa *topa = buf->last;
 378         int order = 0;
 379         struct page *p;
 380
 381         p = virt_to_page(buf->data_pages[buf->nr_pages]);
 382         if (PagePrivate(p))
 383                 order = page_private(p);
 384
 385         if (topa_table_full(topa)) {
 386                 topa = topa_alloc(buf->cpu, gfp);
 387                 if (!topa)
 388                         return -ENOMEM;
 389
 390                 topa_insert_table(buf, topa);
 391         }
 392
 393         TOPA_ENTRY(topa, -1)->base = page_to_phys(p) >> TOPA_SHIFT;
 394         TOPA_ENTRY(topa, -1)->size = order;
 395         if (!buf->snapshot && !pt_cap_get(PT_CAP_topa_multiple_entries)) {
 396                 TOPA_ENTRY(topa, -1)->intr = 1;
 397                 TOPA_ENTRY(topa, -1)->stop = 1;
 398         }
 399
 400         topa->last++;
 401         topa->size += sizes(order);
 402
 403         buf->nr_pages += 1ul << order;
 404
 405         return 0;
 406 }
 407
 408 /**
 409  * pt_topa_dump() - print ToPA tables and their entries
 410  * @buf:        PT buffer.
 411  */
 412 static void pt_topa_dump(struct pt_buffer *buf)
 413 {
 414         struct topa *topa;
 415
 416         list_for_each_entry(topa, &buf->tables, list) {
 417                 int i;
 418
 419                 pr_debug("# table @%p (%016Lx), off %llx size %zx\n", topa->table,
 420                          topa->phys, topa->offset, topa->size);
 421                 for (i = 0; i < TENTS_PER_PAGE; i++) {
 422                         pr_debug("# entry @%p (%lx sz %u %c%c%c) raw=%16llx\n",
 423                                  &topa->table[i],
 424                                  (unsigned long)topa->table[i].base << TOPA_SHIFT,
 425                                  sizes(topa->table[i].size),
 426                                  topa->table[i].end ?  'E' : ' ',
 427                                  topa->table[i].intr ? 'I' : ' ',
 428                                  topa->table[i].stop ? 'S' : ' ',
 429                                  *(u64 *)&topa->table[i]);
 430                         if ((pt_cap_get(PT_CAP_topa_multiple_entries) &&
 431                              topa->table[i].stop) ||
 432                             topa->table[i].end)
 433                                 break;
 434                 }
 435         }
 436 }
 437
 438 /**
 439  * pt_buffer_advance() - advance to the next output region
 440  * @buf:        PT buffer.
 441  *
 442  * Advance the current pointers in the buffer to the next ToPA entry.
 443  */
 444 static void pt_buffer_advance(struct pt_buffer *buf)
 445 {
 446         buf->output_off = 0;
 447         buf->cur_idx++;
 448
 449         if (buf->cur_idx == buf->cur->last) {
 450                 if (buf->cur == buf->last)
 451                         buf->cur = buf->first;
 452                 else
 453                         buf->cur = list_entry(buf->cur->list.next, struct topa,
 454                                               list);
 455                 buf->cur_idx = 0;
 456         }
 457 }
 458
 459 /**
 460  * pt_update_head() - calculate current offsets and sizes
 461  * @pt:         Per-cpu pt context.
 462  *
 463  * Update buffer's current write pointer position and data size.
 464  */
 465 static void pt_update_head(struct pt *pt)
 466 {
 467         struct pt_buffer *buf = perf_get_aux(&pt->handle);
 468         u64 topa_idx, base, old;
 469
 470         /* offset of the first region in this table from the beginning of buf */
 471         base = buf->cur->offset + buf->output_off;
 472
 473         /* offset of the current output region within this table */
 474         for (topa_idx = 0; topa_idx < buf->cur_idx; topa_idx++)
 475                 base += sizes(buf->cur->table[topa_idx].size);
 476
 477         if (buf->snapshot) {
 478                 local_set(&buf->data_size, base);
 479         } else {
 480                 old = (local64_xchg(&buf->head, base) &
 481                        ((buf->nr_pages << PAGE_SHIFT) - 1));
 482                 if (base < old)
 483                         base += buf->nr_pages << PAGE_SHIFT;
 484
 485                 local_add(base - old, &buf->data_size);
 486         }
 487 }
 488
 489 /**
 490  * pt_buffer_region() - obtain current output region's address
 491  * @buf:        PT buffer.
 492  */
 493 static void *pt_buffer_region(struct pt_buffer *buf)
 494 {
 495         return phys_to_virt(buf->cur->table[buf->cur_idx].base << TOPA_SHIFT);
 496 }
 497
 498 /**
 499  * pt_buffer_region_size() - obtain current output region's size
 500  * @buf:        PT buffer.
 501  */
 502 static size_t pt_buffer_region_size(struct pt_buffer *buf)
 503 {
 504         return sizes(buf->cur->table[buf->cur_idx].size);
 505 }
 506
 507 /**
 508  * pt_handle_status() - take care of possible status conditions
 509  * @pt:         Per-cpu pt context.
 510  */
 511 static void pt_handle_status(struct pt *pt)
 512 {
 513         struct pt_buffer *buf = perf_get_aux(&pt->handle);
 514         int advance = 0;
 515         u64 status;
 516
 517         rdmsrl(MSR_IA32_RTIT_STATUS, status);
 518
 519         if (status & RTIT_STATUS_ERROR) {
 520                 pr_err_ratelimited("ToPA ERROR encountered, trying to recover\n");
 521                 pt_topa_dump(buf);
 522                 status &= ~RTIT_STATUS_ERROR;
 523         }
 524
 525         if (status & RTIT_STATUS_STOPPED) {
 526                 status &= ~RTIT_STATUS_STOPPED;
 527
 528                 /*
 529                  * On systems that only do single-entry ToPA, hitting STOP
 530                  * means we are already losing data; need to let the decoder
 531                  * know.
 532                  */
 533                 if (!pt_cap_get(PT_CAP_topa_multiple_entries) ||
 534                     buf->output_off == sizes(TOPA_ENTRY(buf->cur, buf->cur_idx)->size)) {
 535                         local_inc(&buf->lost);
 536                         advance++;
 537                 }
 538         }
 539
 540         /*
 541          * Also on single-entry ToPA implementations, interrupt will come
 542          * before the output reaches its output region's boundary.
 543          */
 544         if (!pt_cap_get(PT_CAP_topa_multiple_entries) && !buf->snapshot &&
 545             pt_buffer_region_size(buf) - buf->output_off <= TOPA_PMI_MARGIN) {
 546                 void *head = pt_buffer_region(buf);
 547
 548                 /* everything within this margin needs to be zeroed out */
 549                 memset(head + buf->output_off, 0,
 550                        pt_buffer_region_size(buf) -
 551                        buf->output_off);
 552                 advance++;
 553         }
 554
 555         if (advance)
 556                 pt_buffer_advance(buf);
 557
 558         wrmsrl(MSR_IA32_RTIT_STATUS, status);
 559 }
 560
 561 /**
 562  * pt_read_offset() - translate registers into buffer pointers
 563  * @buf:        PT buffer.
 564  *
 565  * Set buffer's output pointers from MSR values.
 566  */
 567 static void pt_read_offset(struct pt_buffer *buf)
 568 {
 569         u64 offset, base_topa;
 570
 571         rdmsrl(MSR_IA32_RTIT_OUTPUT_BASE, base_topa);
 572         buf->cur = phys_to_virt(base_topa);
 573
 574         rdmsrl(MSR_IA32_RTIT_OUTPUT_MASK, offset);
 575         /* offset within current output region */
 576         buf->output_off = offset >> 32;
 577         /* index of current output region within this table */
 578         buf->cur_idx = (offset & 0xffffff80) >> 7;
 579 }
 580
 581 /**
 582  * pt_topa_next_entry() - obtain index of the first page in the next ToPA entry
 583  * @buf:        PT buffer.
 584  * @pg:         Page offset in the buffer.
 585  *
 586  * When advancing to the next output region (ToPA entry), given a page offset
 587  * into the buffer, we need to find the offset of the first page in the next
 588  * region.
 589  */
 590 static unsigned int pt_topa_next_entry(struct pt_buffer *buf, unsigned int pg)
 591 {
 592         struct topa_entry *te = buf->topa_index[pg];
 593
 594         /* one region */
 595         if (buf->first == buf->last && buf->first->last == 1)
 596                 return pg;
 597
 598         do {
 599                 pg++;
 600                 pg &= buf->nr_pages - 1;
 601         } while (buf->topa_index[pg] == te);
 602
 603         return pg;
 604 }
 605
 606 /**
 607  * pt_buffer_reset_markers() - place interrupt and stop bits in the buffer
 608  * @buf:        PT buffer.
 609  * @handle:     Current output handle.
 610  *
 611  * Place INT and STOP marks to prevent overwriting old data that the consumer
 612  * hasn't yet collected.
 613  */
 614 static int pt_buffer_reset_markers(struct pt_buffer *buf,
 615                                    struct perf_output_handle *handle)
 616
 617 {
 618         unsigned long head = local64_read(&buf->head);
 619         unsigned long idx, npages, wakeup;
 620
 621         if (buf->snapshot)
 622                 return 0;
 623
 624         /* can't stop in the middle of an output region */
 625         if (buf->output_off + handle->size + 1 <
 626             sizes(TOPA_ENTRY(buf->cur, buf->cur_idx)->size))
 627                 return -EINVAL;
 628
 629
 630         /* single entry ToPA is handled by marking all regions STOP=1 INT=1 */
 631         if (!pt_cap_get(PT_CAP_topa_multiple_entries))
 632                 return 0;
 633
 634         /* clear STOP and INT from current entry */
 635         buf->topa_index[buf->stop_pos]->stop = 0;
 636         buf->topa_index[buf->intr_pos]->intr = 0;
 637
 638         /* how many pages till the STOP marker */
 639         npages = handle->size >> PAGE_SHIFT;
 640
 641         /* if it's on a page boundary, fill up one more page */
 642         if (!offset_in_page(head + handle->size + 1))
 643                 npages++;
 644
 645         idx = (head >> PAGE_SHIFT) + npages;
 646         idx &= buf->nr_pages - 1;
 647         buf->stop_pos = idx;
 648
 649         wakeup = handle->wakeup >> PAGE_SHIFT;
 650
 651         /* in the worst case, wake up the consumer one page before hard stop */
 652         idx = (head >> PAGE_SHIFT) + npages - 1;
 653         if (idx > wakeup)
 654                 idx = wakeup;
 655
 656         idx &= buf->nr_pages - 1;
 657         buf->intr_pos = idx;
 658
 659         buf->topa_index[buf->stop_pos]->stop = 1;
 660         buf->topa_index[buf->intr_pos]->intr = 1;
 661
 662         return 0;
 663 }
 664
 665 /**
 666  * pt_buffer_setup_topa_index() - build topa_index[] table of regions
 667  * @buf:        PT buffer.
 668  *
 669  * topa_index[] references output regions indexed by offset into the
 670  * buffer for purposes of quick reverse lookup.
 671  */
 672 static void pt_buffer_setup_topa_index(struct pt_buffer *buf)
 673 {
 674         struct topa *cur = buf->first, *prev = buf->last;
 675         struct topa_entry *te_cur = TOPA_ENTRY(cur, 0),
 676                 *te_prev = TOPA_ENTRY(prev, prev->last - 1);
 677         int pg = 0, idx = 0, ntopa = 0;
 678
 679         while (pg < buf->nr_pages) {
 680                 int tidx;
 681
 682                 /* pages within one topa entry */
 683                 for (tidx = 0; tidx < 1 << te_cur->size; tidx++, pg++)
 684                         buf->topa_index[pg] = te_prev;
 685
 686                 te_prev = te_cur;
 687
 688                 if (idx == cur->last - 1) {
 689                         /* advance to next topa table */
 690                         idx = 0;
 691                         cur = list_entry(cur->list.next, struct topa, list);
 692                         ntopa++;
 693                 } else
 694                         idx++;
 695                 te_cur = TOPA_ENTRY(cur, idx);
 696         }
 697
 698 }
 699
 700 /**
 701  * pt_buffer_reset_offsets() - adjust buffer's write pointers from aux_head
 702  * @buf:        PT buffer.
 703  * @head:       Write pointer (aux_head) from AUX buffer.
 704  *
 705  * Find the ToPA table and entry corresponding to given @head and set buffer's
 706  * "current" pointers accordingly.
 707  */
 708 static void pt_buffer_reset_offsets(struct pt_buffer *buf, unsigned long head)
 709 {
 710         int pg;
 711
 712         if (buf->snapshot)
 713                 head &= (buf->nr_pages << PAGE_SHIFT) - 1;
 714
 715         pg = (head >> PAGE_SHIFT) & (buf->nr_pages - 1);
 716         pg = pt_topa_next_entry(buf, pg);
 717
 718         buf->cur = (struct topa *)((unsigned long)buf->topa_index[pg] & PAGE_MASK);
 719         buf->cur_idx = ((unsigned long)buf->topa_index[pg] -
 720                         (unsigned long)buf->cur) / sizeof(struct topa_entry);
 721         buf->output_off = head & (sizes(buf->cur->table[buf->cur_idx].size) - 1);
 722
 723         local64_set(&buf->head, head);
 724         local_set(&buf->data_size, 0);
 725 }
 726
 727 /**
 728  * pt_buffer_fini_topa() - deallocate ToPA structure of a buffer
 729  * @buf:        PT buffer.
 730  */
 731 static void pt_buffer_fini_topa(struct pt_buffer *buf)
 732 {
 733         struct topa *topa, *iter;
 734
 735         list_for_each_entry_safe(topa, iter, &buf->tables, list) {
 736                 /*
 737                  * right now, this is in free_aux() path only, so
 738                  * no need to unlink this table from the list
 739                  */
 740                 topa_free(topa);
 741         }
 742 }
 743
 744 /**
 745  * pt_buffer_init_topa() - initialize ToPA table for pt buffer
 746  * @buf:        PT buffer.
 747  * @size:       Total size of all regions within this ToPA.
 748  * @gfp:        Allocation flags.
 749  */
 750 static int pt_buffer_init_topa(struct pt_buffer *buf, unsigned long nr_pages,
 751                                gfp_t gfp)
 752 {
 753         struct topa *topa;
 754         int err;
 755
 756         topa = topa_alloc(buf->cpu, gfp);
 757         if (!topa)
 758                 return -ENOMEM;
 759
 760         topa_insert_table(buf, topa);
 761
 762         while (buf->nr_pages < nr_pages) {
 763                 err = topa_insert_pages(buf, gfp);
 764                 if (err) {
 765                         pt_buffer_fini_topa(buf);
 766                         return -ENOMEM;
 767                 }
 768         }
 769
 770         pt_buffer_setup_topa_index(buf);
 771
 772         /* link last table to the first one, unless we're double buffering */
 773         if (pt_cap_get(PT_CAP_topa_multiple_entries)) {
 774                 TOPA_ENTRY(buf->last, -1)->base = buf->first->phys >> TOPA_SHIFT;
 775                 TOPA_ENTRY(buf->last, -1)->end = 1;
 776         }
 777
 778         pt_topa_dump(buf);
 779         return 0;
 780 }
 781
 782 /**
 783  * pt_buffer_setup_aux() - set up topa tables for a PT buffer
 784  * @cpu:        Cpu on which to allocate, -1 means current.
 785  * @pages:      Array of pointers to buffer pages passed from perf core.
 786  * @nr_pages:   Number of pages in the buffer.
 787  * @snapshot:   If this is a snapshot/overwrite counter.
 788  *
 789  * This is a pmu::setup_aux callback that sets up ToPA tables and all the
 790  * bookkeeping for an AUX buffer.
 791  *
 792  * Return:      Our private PT buffer structure.
 793  */
 794 static void *
 795 pt_buffer_setup_aux(int cpu, void **pages, int nr_pages, bool snapshot)
 796 {
 797         struct pt_buffer *buf;
 798         int node, ret;
 799
 800         if (!nr_pages)
 801                 return NULL;
 802
 803         if (cpu == -1)
 804                 cpu = raw_smp_processor_id();
 805         node = cpu_to_node(cpu);
 806
 807         buf = kzalloc_node(offsetof(struct pt_buffer, topa_index[nr_pages]),
 808                            GFP_KERNEL, node);
 809         if (!buf)
 810                 return NULL;
 811
 812         buf->cpu = cpu;
 813         buf->snapshot = snapshot;
 814         buf->data_pages = pages;
 815
 816         INIT_LIST_HEAD(&buf->tables);
 817
 818         ret = pt_buffer_init_topa(buf, nr_pages, GFP_KERNEL);
 819         if (ret) {
 820                 kfree(buf);
 821                 return NULL;
 822         }
 823
 824         return buf;
 825 }
 826
 827 /**
 828  * pt_buffer_free_aux() - perf AUX deallocation path callback
 829  * @data:       PT buffer.
 830  */
 831 static void pt_buffer_free_aux(void *data)
 832 {
 833         struct pt_buffer *buf = data;
 834
 835         pt_buffer_fini_topa(buf);
 836         kfree(buf);
 837 }
 838
 839 /**
 840  * pt_buffer_is_full() - check if the buffer is full
 841  * @buf:        PT buffer.
 842  * @pt:         Per-cpu pt handle.
 843  *
 844  * If the user hasn't read data from the output region that aux_head
 845  * points to, the buffer is considered full: the user needs to read at
 846  * least this region and update aux_tail to point past it.
 847  */
 848 static bool pt_buffer_is_full(struct pt_buffer *buf, struct pt *pt)
 849 {
 850         if (buf->snapshot)
 851                 return false;
 852
 853         if (local_read(&buf->data_size) >= pt->handle.size)
 854                 return true;
 855
 856         return false;
 857 }
 858
 859 /**
 860  * intel_pt_interrupt() - PT PMI handler
 861  */
 862 void intel_pt_interrupt(void)
 863 {
 864         struct pt *pt = this_cpu_ptr(&pt_ctx);
 865         struct pt_buffer *buf;
 866         struct perf_event *event = pt->handle.event;
 867
 868         /*
 869          * There may be a dangling PT bit in the interrupt status register
 870          * after PT has been disabled by pt_event_stop(). Make sure we don't
 871          * do anything (particularly, re-enable) for this event here.
 872          */
 873         if (!ACCESS_ONCE(pt->handle_nmi))
 874                 return;
 875
 876         pt_config_start(false);
 877
 878         if (!event)
 879                 return;
 880
 881         buf = perf_get_aux(&pt->handle);
 882         if (!buf)
 883                 return;
 884
 885         pt_read_offset(buf);
 886
 887         pt_handle_status(pt);
 888
 889         pt_update_head(pt);
 890
 891         perf_aux_output_end(&pt->handle, local_xchg(&buf->data_size, 0),
 892                             local_xchg(&buf->lost, 0));
 893
 894         if (!event->hw.state) {
 895                 int ret;
 896
 897                 buf = perf_aux_output_begin(&pt->handle, event);
 898                 if (!buf) {
 899                         event->hw.state = PERF_HES_STOPPED;
 900                         return;
 901                 }
 902
 903                 pt_buffer_reset_offsets(buf, pt->handle.head);
 904                 ret = pt_buffer_reset_markers(buf, &pt->handle);
 905                 if (ret) {
 906                         perf_aux_output_end(&pt->handle, 0, true);
 907                         return;
 908                 }
 909
 910                 pt_config_buffer(buf->cur->table, buf->cur_idx,
 911                                  buf->output_off);
 912                 wrmsrl(MSR_IA32_RTIT_STATUS, 0);
 913                 pt_config(event);
 914         }
 915 }
 916
 917 /*
 918  * PMU callbacks
 919  */
 920
 921 static void pt_event_start(struct perf_event *event, int mode)
 922 {
 923         struct pt *pt = this_cpu_ptr(&pt_ctx);
 924         struct pt_buffer *buf = perf_get_aux(&pt->handle);
 925
 926         if (pt_is_running() || !buf || pt_buffer_is_full(buf, pt)) {
 927                 event->hw.state = PERF_HES_STOPPED;
 928                 return;
 929         }
 930
 931         ACCESS_ONCE(pt->handle_nmi) = 1;
 932         event->hw.state = 0;
 933
 934         pt_config_buffer(buf->cur->table, buf->cur_idx,
 935                          buf->output_off);
 936         wrmsrl(MSR_IA32_RTIT_STATUS, 0);
 937         pt_config(event);
 938 }
 939
 940 static void pt_event_stop(struct perf_event *event, int mode)
 941 {
 942         struct pt *pt = this_cpu_ptr(&pt_ctx);
 943
 944         /*
 945          * Protect against the PMI racing with disabling wrmsr,
 946          * see comment in intel_pt_interrupt().
 947          */
 948         ACCESS_ONCE(pt->handle_nmi) = 0;
 949         pt_config_start(false);
 950
 951         if (event->hw.state == PERF_HES_STOPPED)
 952                 return;
 953
 954         event->hw.state = PERF_HES_STOPPED;
 955
 956         if (mode & PERF_EF_UPDATE) {
 957                 struct pt *pt = this_cpu_ptr(&pt_ctx);
 958                 struct pt_buffer *buf = perf_get_aux(&pt->handle);
 959
 960                 if (!buf)
 961                         return;
 962
 963                 if (WARN_ON_ONCE(pt->handle.event != event))
 964                         return;
 965
 966                 pt_read_offset(buf);
 967
 968                 pt_handle_status(pt);
 969
 970                 pt_update_head(pt);
 971         }
 972 }
 973
 974 static void pt_event_del(struct perf_event *event, int mode)
 975 {
 976         struct pt *pt = this_cpu_ptr(&pt_ctx);
 977         struct pt_buffer *buf;
 978
 979         pt_event_stop(event, PERF_EF_UPDATE);
 980
 981         buf = perf_get_aux(&pt->handle);
 982
 983         if (buf) {
 984                 if (buf->snapshot)
 985                         pt->handle.head =
 986                                 local_xchg(&buf->data_size,
 987                                            buf->nr_pages << PAGE_SHIFT);
 988                 perf_aux_output_end(&pt->handle, local_xchg(&buf->data_size, 0),
 989                                     local_xchg(&buf->lost, 0));
 990         }
 991 }
 992
 993 static int pt_event_add(struct perf_event *event, int mode)
 994 {
 995         struct pt_buffer *buf;
 996         struct pt *pt = this_cpu_ptr(&pt_ctx);
 997         struct hw_perf_event *hwc = &event->hw;
 998         int ret = -EBUSY;
 999
1000         if (pt->handle.event)
1001                 goto fail;
1002
1003         buf = perf_aux_output_begin(&pt->handle, event);
1004         ret = -EINVAL;
1005         if (!buf)
1006                 goto fail_stop;
1007
1008         pt_buffer_reset_offsets(buf, pt->handle.head);
1009         if (!buf->snapshot) {
1010                 ret = pt_buffer_reset_markers(buf, &pt->handle);
1011                 if (ret)
1012                         goto fail_end_stop;
1013         }
1014
1015         if (mode & PERF_EF_START) {
1016                 pt_event_start(event, 0);
1017                 ret = -EBUSY;
1018                 if (hwc->state == PERF_HES_STOPPED)
1019                         goto fail_end_stop;
1020         } else {
1021                 hwc->state = PERF_HES_STOPPED;
1022         }
1023
1024         return 0;
1025
1026 fail_end_stop:
1027         perf_aux_output_end(&pt->handle, 0, true);
1028 fail_stop:
1029         hwc->state = PERF_HES_STOPPED;
1030 fail:
1031         return ret;
1032 }
1033
1034 static void pt_event_read(struct perf_event *event)
1035 {
1036 }
1037
1038 static void pt_event_destroy(struct perf_event *event)
1039 {
1040         x86_del_exclusive(x86_lbr_exclusive_pt);
1041 }
1042
1043 static int pt_event_init(struct perf_event *event)
1044 {
1045         if (event->attr.type != pt_pmu.pmu.type)
1046                 return -ENOENT;
1047
1048         if (!pt_event_valid(event))
1049                 return -EINVAL;
1050
1051         if (x86_add_exclusive(x86_lbr_exclusive_pt))
1052                 return -EBUSY;
1053
1054         event->destroy = pt_event_destroy;
1055
1056         return 0;
1057 }
1058
1059 static __init int pt_init(void)
1060 {
1061         int ret, cpu, prior_warn = 0;
1062
1063         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct topa) > PAGE_SIZE);
1064         get_online_cpus();
1065         for_each_online_cpu(cpu) {
1066                 u64 ctl;
1067
1068                 ret = rdmsrl_safe_on_cpu(cpu, MSR_IA32_RTIT_CTL, &ctl);
1069                 if (!ret && (ctl & RTIT_CTL_TRACEEN))
1070                         prior_warn++;
1071         }
1072         put_online_cpus();
1073
1074         if (prior_warn) {
1075                 x86_add_exclusive(x86_lbr_exclusive_pt);
1076                 pr_warn("PT is enabled at boot time, doing nothing\n");
1077
1078                 return -EBUSY;
1079         }
1080
1081         ret = pt_pmu_hw_init();
1082         if (ret)
1083                 return ret;
1084
1085         if (!pt_cap_get(PT_CAP_topa_output)) {
1086                 pr_warn("ToPA output is not supported on this CPU\n");
1087                 return -ENODEV;
1088         }
1089
1090         if (!pt_cap_get(PT_CAP_topa_multiple_entries))
1091                 pt_pmu.pmu.capabilities =
1092                         PERF_PMU_CAP_AUX_NO_SG | PERF_PMU_CAP_AUX_SW_DOUBLEBUF;
1093
1094         pt_pmu.pmu.capabilities |= PERF_PMU_CAP_EXCLUSIVE | PERF_PMU_CAP_ITRACE;
1095         pt_pmu.pmu.attr_groups  = pt_attr_groups;
1096         pt_pmu.pmu.task_ctx_nr  = perf_sw_context;
1097         pt_pmu.pmu.event_init   = pt_event_init;
1098         pt_pmu.pmu.add          = pt_event_add;
1099         pt_pmu.pmu.del          = pt_event_del;
1100         pt_pmu.pmu.start        = pt_event_start;
1101         pt_pmu.pmu.stop         = pt_event_stop;
1102         pt_pmu.pmu.read         = pt_event_read;
1103         pt_pmu.pmu.setup_aux    = pt_buffer_setup_aux;
1104         pt_pmu.pmu.free_aux     = pt_buffer_free_aux;
1105         ret = perf_pmu_register(&pt_pmu.pmu, "intel_pt", -1);
1106
1107         return ret;
1108 }
1109
1110 module_init(pt_init);