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