kernel/events/ring_buffer.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  * Performance events ring-buffer code:
   4  *
   5  *  Copyright (C) 2008 Thomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
   6  *  Copyright (C) 2008-2011 Red Hat, Inc., Ingo Molnar
   7  *  Copyright (C) 2008-2011 Red Hat, Inc., Peter Zijlstra
   8  *  Copyright  ©  2009 Paul Mackerras, IBM Corp. <paulus@au1.ibm.com>
   9  */
  10
  11 #include <linux/perf_event.h>
  12 #include <linux/vmalloc.h>
  13 #include <linux/slab.h>
  14 #include <linux/circ_buf.h>
  15 #include <linux/poll.h>
  16 #include <linux/nospec.h>
  17
  18 #include "internal.h"
  19
  20 static void perf_output_wakeup(struct perf_output_handle *handle)
  21 {
  22         atomic_set(&handle->rb->poll, EPOLLIN);
  23
  24         handle->event->pending_wakeup = 1;
  25         irq_work_queue(&handle->event->pending);
  26 }
  27
  28 /*
  29  * We need to ensure a later event_id doesn't publish a head when a former
  30  * event isn't done writing. However since we need to deal with NMIs we
  31  * cannot fully serialize things.
  32  *
  33  * We only publish the head (and generate a wakeup) when the outer-most
  34  * event completes.
  35  */
  36 static void perf_output_get_handle(struct perf_output_handle *handle)
  37 {
  38         struct ring_buffer *rb = handle->rb;
  39
  40         preempt_disable();
  41         local_inc(&rb->nest);
  42         handle->wakeup = local_read(&rb->wakeup);
  43 }
  44
  45 static void perf_output_put_handle(struct perf_output_handle *handle)
  46 {
  47         struct ring_buffer *rb = handle->rb;
  48         unsigned long head;
  49
  50 again:
  51         head = local_read(&rb->head);
  52
  53         /*
  54          * IRQ/NMI can happen here, which means we can miss a head update.
  55          */
  56
  57         if (!local_dec_and_test(&rb->nest))
  58                 goto out;
  59
  60         /*
  61          * Since the mmap() consumer (userspace) can run on a different CPU:
  62          *
  63          *   kernel                             user
  64          *
  65          *   if (LOAD ->data_tail) {            LOAD ->data_head
  66          *                      (A)             smp_rmb()       (C)
  67          *      STORE $data                     LOAD $data
  68          *      smp_wmb()       (B)             smp_mb()        (D)
  69          *      STORE ->data_head               STORE ->data_tail
  70          *   }
  71          *
  72          * Where A pairs with D, and B pairs with C.
  73          *
  74          * In our case (A) is a control dependency that separates the load of
  75          * the ->data_tail and the stores of $data. In case ->data_tail
  76          * indicates there is no room in the buffer to store $data we do not.
  77          *
  78          * D needs to be a full barrier since it separates the data READ
  79          * from the tail WRITE.
  80          *
  81          * For B a WMB is sufficient since it separates two WRITEs, and for C
  82          * an RMB is sufficient since it separates two READs.
  83          *
  84          * See perf_output_begin().
  85          */
  86         smp_wmb(); /* B, matches C */
  87         rb->user_page->data_head = head;
  88
  89         /*
  90          * Now check if we missed an update -- rely on previous implied
  91          * compiler barriers to force a re-read.
  92          */
  93         if (unlikely(head != local_read(&rb->head))) {
  94                 local_inc(&rb->nest);
  95                 goto again;
  96         }
  97
  98         if (handle->wakeup != local_read(&rb->wakeup))
  99                 perf_output_wakeup(handle);
 100
 101 out:
 102         preempt_enable();
 103 }
 104
 105 static __always_inline bool
 106 ring_buffer_has_space(unsigned long head, unsigned long tail,
 107                       unsigned long data_size, unsigned int size,
 108                       bool backward)
 109 {
 110         if (!backward)
 111                 return CIRC_SPACE(head, tail, data_size) >= size;
 112         else
 113                 return CIRC_SPACE(tail, head, data_size) >= size;
 114 }
 115
 116 static __always_inline int
 117 __perf_output_begin(struct perf_output_handle *handle,
 118                     struct perf_event *event, unsigned int size,
 119                     bool backward)
 120 {
 121         struct ring_buffer *rb;
 122         unsigned long tail, offset, head;
 123         int have_lost, page_shift;
 124         struct {
 125                 struct perf_event_header header;
 126                 u64                      id;
 127                 u64                      lost;
 128         } lost_event;
 129
 130         rcu_read_lock();
 131         /*
 132          * For inherited events we send all the output towards the parent.
 133          */
 134         if (event->parent)
 135                 event = event->parent;
 136
 137         rb = rcu_dereference(event->rb);
 138         if (unlikely(!rb))
 139                 goto out;
 140
 141         if (unlikely(rb->paused)) {
 142                 if (rb->nr_pages)
 143                         local_inc(&rb->lost);
 144                 goto out;
 145         }
 146
 147         handle->rb    = rb;
 148         handle->event = event;
 149
 150         have_lost = local_read(&rb->lost);
 151         if (unlikely(have_lost)) {
 152                 size += sizeof(lost_event);
 153                 if (event->attr.sample_id_all)
 154                         size += event->id_header_size;
 155         }
 156
 157         perf_output_get_handle(handle);
 158
 159         do {
 160                 tail = READ_ONCE(rb->user_page->data_tail);
 161                 offset = head = local_read(&rb->head);
 162                 if (!rb->overwrite) {
 163                         if (unlikely(!ring_buffer_has_space(head, tail,
 164                                                             perf_data_size(rb),
 165                                                             size, backward)))
 166                                 goto fail;
 167                 }
 168
 169                 /*
 170                  * The above forms a control dependency barrier separating the
 171                  * @tail load above from the data stores below. Since the @tail
 172                  * load is required to compute the branch to fail below.
 173                  *
 174                  * A, matches D; the full memory barrier userspace SHOULD issue
 175                  * after reading the data and before storing the new tail
 176                  * position.
 177                  *
 178                  * See perf_output_put_handle().
 179                  */
 180
 181                 if (!backward)
 182                         head += size;
 183                 else
 184                         head -= size;
 185         } while (local_cmpxchg(&rb->head, offset, head) != offset);
 186
 187         if (backward) {
 188                 offset = head;
 189                 head = (u64)(-head);
 190         }
 191
 192         /*
 193          * We rely on the implied barrier() by local_cmpxchg() to ensure
 194          * none of the data stores below can be lifted up by the compiler.
 195          */
 196
 197         if (unlikely(head - local_read(&rb->wakeup) > rb->watermark))
 198                 local_add(rb->watermark, &rb->wakeup);
 199
 200         page_shift = PAGE_SHIFT + page_order(rb);
 201
 202         handle->page = (offset >> page_shift) & (rb->nr_pages - 1);
 203         offset &= (1UL << page_shift) - 1;
 204         handle->addr = rb->data_pages[handle->page] + offset;
 205         handle->size = (1UL << page_shift) - offset;
 206
 207         if (unlikely(have_lost)) {
 208                 struct perf_sample_data sample_data;
 209
 210                 lost_event.header.size = sizeof(lost_event);
 211                 lost_event.header.type = PERF_RECORD_LOST;
 212                 lost_event.header.misc = 0;
 213                 lost_event.id          = event->id;
 214                 lost_event.lost        = local_xchg(&rb->lost, 0);
 215
 216                 perf_event_header__init_id(&lost_event.header,
 217                                            &sample_data, event);
 218                 perf_output_put(handle, lost_event);
 219                 perf_event__output_id_sample(event, handle, &sample_data);
 220         }
 221
 222         return 0;
 223
 224 fail:
 225         local_inc(&rb->lost);
 226         perf_output_put_handle(handle);
 227 out:
 228         rcu_read_unlock();
 229
 230         return -ENOSPC;
 231 }
 232
 233 int perf_output_begin_forward(struct perf_output_handle *handle,
 234                              struct perf_event *event, unsigned int size)
 235 {
 236         return __perf_output_begin(handle, event, size, false);
 237 }
 238
 239 int perf_output_begin_backward(struct perf_output_handle *handle,
 240                                struct perf_event *event, unsigned int size)
 241 {
 242         return __perf_output_begin(handle, event, size, true);
 243 }
 244
 245 int perf_output_begin(struct perf_output_handle *handle,
 246                       struct perf_event *event, unsigned int size)
 247 {
 248
 249         return __perf_output_begin(handle, event, size,
 250                                    unlikely(is_write_backward(event)));
 251 }
 252
 253 unsigned int perf_output_copy(struct perf_output_handle *handle,
 254                       const void *buf, unsigned int len)
 255 {
 256         return __output_copy(handle, buf, len);
 257 }
 258
 259 unsigned int perf_output_skip(struct perf_output_handle *handle,
 260                               unsigned int len)
 261 {
 262         return __output_skip(handle, NULL, len);
 263 }
 264
 265 void perf_output_end(struct perf_output_handle *handle)
 266 {
 267         perf_output_put_handle(handle);
 268         rcu_read_unlock();
 269 }
 270
 271 static void
 272 ring_buffer_init(struct ring_buffer *rb, long watermark, int flags)
 273 {
 274         long max_size = perf_data_size(rb);
 275
 276         if (watermark)
 277                 rb->watermark = min(max_size, watermark);
 278
 279         if (!rb->watermark)
 280                 rb->watermark = max_size / 2;
 281
 282         if (flags & RING_BUFFER_WRITABLE)
 283                 rb->overwrite = 0;
 284         else
 285                 rb->overwrite = 1;
 286
 287         refcount_set(&rb->refcount, 1);
 288
 289         INIT_LIST_HEAD(&rb->event_list);
 290         spin_lock_init(&rb->event_lock);
 291
 292         /*
 293          * perf_output_begin() only checks rb->paused, therefore
 294          * rb->paused must be true if we have no pages for output.
 295          */
 296         if (!rb->nr_pages)
 297                 rb->paused = 1;
 298 }
 299
 300 void perf_aux_output_flag(struct perf_output_handle *handle, u64 flags)
 301 {
 302         /*
 303          * OVERWRITE is determined by perf_aux_output_end() and can't
 304          * be passed in directly.
 305          */
 306         if (WARN_ON_ONCE(flags & PERF_AUX_FLAG_OVERWRITE))
 307                 return;
 308
 309         handle->aux_flags |= flags;
 310 }
 311 EXPORT_SYMBOL_GPL(perf_aux_output_flag);
 312
 313 /*
 314  * This is called before hardware starts writing to the AUX area to
 315  * obtain an output handle and make sure there's room in the buffer.
 316  * When the capture completes, call perf_aux_output_end() to commit
 317  * the recorded data to the buffer.
 318  *
 319  * The ordering is similar to that of perf_output_{begin,end}, with
 320  * the exception of (B), which should be taken care of by the pmu
 321  * driver, since ordering rules will differ depending on hardware.
 322  *
 323  * Call this from pmu::start(); see the comment in perf_aux_output_end()
 324  * about its use in pmu callbacks. Both can also be called from the PMI
 325  * handler if needed.
 326  */
 327 void *perf_aux_output_begin(struct perf_output_handle *handle,
 328                             struct perf_event *event)
 329 {
 330         struct perf_event *output_event = event;
 331         unsigned long aux_head, aux_tail;
 332         struct ring_buffer *rb;
 333
 334         if (output_event->parent)
 335                 output_event = output_event->parent;
 336
 337         /*
 338          * Since this will typically be open across pmu::add/pmu::del, we
 339          * grab ring_buffer's refcount instead of holding rcu read lock
 340          * to make sure it doesn't disappear under us.
 341          */
 342         rb = ring_buffer_get(output_event);
 343         if (!rb)
 344                 return NULL;
 345
 346         if (!rb_has_aux(rb))
 347                 goto err;
 348
 349         /*
 350          * If aux_mmap_count is zero, the aux buffer is in perf_mmap_close(),
 351          * about to get freed, so we leave immediately.
 352          *
 353          * Checking rb::aux_mmap_count and rb::refcount has to be done in
 354          * the same order, see perf_mmap_close. Otherwise we end up freeing
 355          * aux pages in this path, which is a bug, because in_atomic().
 356          */
 357         if (!atomic_read(&rb->aux_mmap_count))
 358                 goto err;
 359
 360         if (!refcount_inc_not_zero(&rb->aux_refcount))
 361                 goto err;
 362
 363         /*
 364          * Nesting is not supported for AUX area, make sure nested
 365          * writers are caught early
 366          */
 367         if (WARN_ON_ONCE(local_xchg(&rb->aux_nest, 1)))
 368                 goto err_put;
 369
 370         aux_head = rb->aux_head;
 371
 372         handle->rb = rb;
 373         handle->event = event;
 374         handle->head = aux_head;
 375         handle->size = 0;
 376         handle->aux_flags = 0;
 377
 378         /*
 379          * In overwrite mode, AUX data stores do not depend on aux_tail,
 380          * therefore (A) control dependency barrier does not exist. The
 381          * (B) <-> (C) ordering is still observed by the pmu driver.
 382          */
 383         if (!rb->aux_overwrite) {
 384                 aux_tail = READ_ONCE(rb->user_page->aux_tail);
 385                 handle->wakeup = rb->aux_wakeup + rb->aux_watermark;
 386                 if (aux_head - aux_tail < perf_aux_size(rb))
 387                         handle->size = CIRC_SPACE(aux_head, aux_tail, perf_aux_size(rb));
 388
 389                 /*
 390                  * handle->size computation depends on aux_tail load; this forms a
 391                  * control dependency barrier separating aux_tail load from aux data
 392                  * store that will be enabled on successful return
 393                  */
 394                 if (!handle->size) { /* A, matches D */
 395                         event->pending_disable = smp_processor_id();
 396                         perf_output_wakeup(handle);
 397                         local_set(&rb->aux_nest, 0);
 398                         goto err_put;
 399                 }
 400         }
 401
 402         return handle->rb->aux_priv;
 403
 404 err_put:
 405         /* can't be last */
 406         rb_free_aux(rb);
 407
 408 err:
 409         ring_buffer_put(rb);
 410         handle->event = NULL;
 411
 412         return NULL;
 413 }
 414 EXPORT_SYMBOL_GPL(perf_aux_output_begin);
 415
 416 static __always_inline bool rb_need_aux_wakeup(struct ring_buffer *rb)
 417 {
 418         if (rb->aux_overwrite)
 419                 return false;
 420
 421         if (rb->aux_head - rb->aux_wakeup >= rb->aux_watermark) {
 422                 rb->aux_wakeup = rounddown(rb->aux_head, rb->aux_watermark);
 423                 return true;
 424         }
 425
 426         return false;
 427 }
 428
 429 /*
 430  * Commit the data written by hardware into the ring buffer by adjusting
 431  * aux_head and posting a PERF_RECORD_AUX into the perf buffer. It is the
 432  * pmu driver's responsibility to observe ordering rules of the hardware,
 433  * so that all the data is externally visible before this is called.
 434  *
 435  * Note: this has to be called from pmu::stop() callback, as the assumption
 436  * of the AUX buffer management code is that after pmu::stop(), the AUX
 437  * transaction must be stopped and therefore drop the AUX reference count.
 438  */
 439 void perf_aux_output_end(struct perf_output_handle *handle, unsigned long size)
 440 {
 441         bool wakeup = !!(handle->aux_flags & PERF_AUX_FLAG_TRUNCATED);
 442         struct ring_buffer *rb = handle->rb;
 443         unsigned long aux_head;
 444
 445         /* in overwrite mode, driver provides aux_head via handle */
 446         if (rb->aux_overwrite) {
 447                 handle->aux_flags |= PERF_AUX_FLAG_OVERWRITE;
 448
 449                 aux_head = handle->head;
 450                 rb->aux_head = aux_head;
 451         } else {
 452                 handle->aux_flags &= ~PERF_AUX_FLAG_OVERWRITE;
 453
 454                 aux_head = rb->aux_head;
 455                 rb->aux_head += size;
 456         }
 457
 458         /*
 459          * Only send RECORD_AUX if we have something useful to communicate
 460          *
 461          * Note: the OVERWRITE records by themselves are not considered
 462          * useful, as they don't communicate any *new* information,
 463          * aside from the short-lived offset, that becomes history at
 464          * the next event sched-in and therefore isn't useful.
 465          * The userspace that needs to copy out AUX data in overwrite
 466          * mode should know to use user_page::aux_head for the actual
 467          * offset. So, from now on we don't output AUX records that
 468          * have *only* OVERWRITE flag set.
 469          */
 470         if (size || (handle->aux_flags & ~(u64)PERF_AUX_FLAG_OVERWRITE))
 471                 perf_event_aux_event(handle->event, aux_head, size,
 472                                      handle->aux_flags);
 473
 474         rb->user_page->aux_head = rb->aux_head;
 475         if (rb_need_aux_wakeup(rb))
 476                 wakeup = true;
 477
 478         if (wakeup) {
 479                 if (handle->aux_flags & PERF_AUX_FLAG_TRUNCATED)
 480                         handle->event->pending_disable = smp_processor_id();
 481                 perf_output_wakeup(handle);
 482         }
 483
 484         handle->event = NULL;
 485
 486         local_set(&rb->aux_nest, 0);
 487         /* can't be last */
 488         rb_free_aux(rb);
 489         ring_buffer_put(rb);
 490 }
 491 EXPORT_SYMBOL_GPL(perf_aux_output_end);
 492
 493 /*
 494  * Skip over a given number of bytes in the AUX buffer, due to, for example,
 495  * hardware's alignment constraints.
 496  */
 497 int perf_aux_output_skip(struct perf_output_handle *handle, unsigned long size)
 498 {
 499         struct ring_buffer *rb = handle->rb;
 500
 501         if (size > handle->size)
 502                 return -ENOSPC;
 503
 504         rb->aux_head += size;
 505
 506         rb->user_page->aux_head = rb->aux_head;
 507         if (rb_need_aux_wakeup(rb)) {
 508                 perf_output_wakeup(handle);
 509                 handle->wakeup = rb->aux_wakeup + rb->aux_watermark;
 510         }
 511
 512         handle->head = rb->aux_head;
 513         handle->size -= size;
 514
 515         return 0;
 516 }
 517 EXPORT_SYMBOL_GPL(perf_aux_output_skip);
 518
 519 void *perf_get_aux(struct perf_output_handle *handle)
 520 {
 521         /* this is only valid between perf_aux_output_begin and *_end */
 522         if (!handle->event)
 523                 return NULL;
 524
 525         return handle->rb->aux_priv;
 526 }
 527 EXPORT_SYMBOL_GPL(perf_get_aux);
 528
 529 #define PERF_AUX_GFP    (GFP_KERNEL | __GFP_ZERO | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY)
 530
 531 static struct page *rb_alloc_aux_page(int node, int order)
 532 {
 533         struct page *page;
 534
 535         if (order > MAX_ORDER)
 536                 order = MAX_ORDER;
 537
 538         do {
 539                 page = alloc_pages_node(node, PERF_AUX_GFP, order);
 540         } while (!page && order--);
 541
 542         if (page && order) {
 543                 /*
 544                  * Communicate the allocation size to the driver:
 545                  * if we managed to secure a high-order allocation,
 546                  * set its first page's private to this order;
 547                  * !PagePrivate(page) means it's just a normal page.
 548                  */
 549                 split_page(page, order);
 550                 SetPagePrivate(page);
 551                 set_page_private(page, order);
 552         }
 553
 554         return page;
 555 }
 556
 557 static void rb_free_aux_page(struct ring_buffer *rb, int idx)
 558 {
 559         struct page *page = virt_to_page(rb->aux_pages[idx]);
 560
 561         ClearPagePrivate(page);
 562         page->mapping = NULL;
 563         __free_page(page);
 564 }
 565
 566 static void __rb_free_aux(struct ring_buffer *rb)
 567 {
 568         int pg;
 569
 570         /*
 571          * Should never happen, the last reference should be dropped from
 572          * perf_mmap_close() path, which first stops aux transactions (which
 573          * in turn are the atomic holders of aux_refcount) and then does the
 574          * last rb_free_aux().
 575          */
 576         WARN_ON_ONCE(in_atomic());
 577
 578         if (rb->aux_priv) {
 579                 rb->free_aux(rb->aux_priv);
 580                 rb->free_aux = NULL;
 581                 rb->aux_priv = NULL;
 582         }
 583
 584         if (rb->aux_nr_pages) {
 585                 for (pg = 0; pg < rb->aux_nr_pages; pg++)
 586                         rb_free_aux_page(rb, pg);
 587
 588                 kfree(rb->aux_pages);
 589                 rb->aux_nr_pages = 0;
 590         }
 591 }
 592
 593 int rb_alloc_aux(struct ring_buffer *rb, struct perf_event *event,
 594                  pgoff_t pgoff, int nr_pages, long watermark, int flags)
 595 {
 596         bool overwrite = !(flags & RING_BUFFER_WRITABLE);
 597         int node = (event->cpu == -1) ? -1 : cpu_to_node(event->cpu);
 598         int ret = -ENOMEM, max_order;
 599
 600         if (!has_aux(event))
 601                 return -EOPNOTSUPP;
 602
 603         /*
 604          * We need to start with the max_order that fits in nr_pages,
 605          * not the other way around, hence ilog2() and not get_order.
 606          */
 607         max_order = ilog2(nr_pages);
 608
 609         /*
 610          * PMU requests more than one contiguous chunks of memory
 611          * for SW double buffering
 612          */
 613         if (!overwrite) {
 614                 if (!max_order)
 615                         return -EINVAL;
 616
 617                 max_order--;
 618         }
 619
 620         rb->aux_pages = kcalloc_node(nr_pages, sizeof(void *), GFP_KERNEL,
 621                                      node);
 622         if (!rb->aux_pages)
 623                 return -ENOMEM;
 624
 625         rb->free_aux = event->pmu->free_aux;
 626         for (rb->aux_nr_pages = 0; rb->aux_nr_pages < nr_pages;) {
 627                 struct page *page;
 628                 int last, order;
 629
 630                 order = min(max_order, ilog2(nr_pages - rb->aux_nr_pages));
 631                 page = rb_alloc_aux_page(node, order);
 632                 if (!page)
 633                         goto out;
 634
 635                 for (last = rb->aux_nr_pages + (1 << page_private(page));
 636                      last > rb->aux_nr_pages; rb->aux_nr_pages++)
 637                         rb->aux_pages[rb->aux_nr_pages] = page_address(page++);
 638         }
 639
 640         /*
 641          * In overwrite mode, PMUs that don't support SG may not handle more
 642          * than one contiguous allocation, since they rely on PMI to do double
 643          * buffering. In this case, the entire buffer has to be one contiguous
 644          * chunk.
 645          */
 646         if ((event->pmu->capabilities & PERF_PMU_CAP_AUX_NO_SG) &&
 647             overwrite) {
 648                 struct page *page = virt_to_page(rb->aux_pages[0]);
 649
 650                 if (page_private(page) != max_order)
 651                         goto out;
 652         }
 653
 654         rb->aux_priv = event->pmu->setup_aux(event, rb->aux_pages, nr_pages,
 655                                              overwrite);
 656         if (!rb->aux_priv)
 657                 goto out;
 658
 659         ret = 0;
 660
 661         /*
 662          * aux_pages (and pmu driver's private data, aux_priv) will be
 663          * referenced in both producer's and consumer's contexts, thus
 664          * we keep a refcount here to make sure either of the two can
 665          * reference them safely.
 666          */
 667         refcount_set(&rb->aux_refcount, 1);
 668
 669         rb->aux_overwrite = overwrite;
 670         rb->aux_watermark = watermark;
 671
 672         if (!rb->aux_watermark && !rb->aux_overwrite)
 673                 rb->aux_watermark = nr_pages << (PAGE_SHIFT - 1);
 674
 675 out:
 676         if (!ret)
 677                 rb->aux_pgoff = pgoff;
 678         else
 679                 __rb_free_aux(rb);
 680
 681         return ret;
 682 }
 683
 684 void rb_free_aux(struct ring_buffer *rb)
 685 {
 686         if (refcount_dec_and_test(&rb->aux_refcount))
 687                 __rb_free_aux(rb);
 688 }
 689
 690 #ifndef CONFIG_PERF_USE_VMALLOC
 691
 692 /*
 693  * Back perf_mmap() with regular GFP_KERNEL-0 pages.
 694  */
 695
 696 static struct page *
 697 __perf_mmap_to_page(struct ring_buffer *rb, unsigned long pgoff)
 698 {
 699         if (pgoff > rb->nr_pages)
 700                 return NULL;
 701
 702         if (pgoff == 0)
 703                 return virt_to_page(rb->user_page);
 704
 705         return virt_to_page(rb->data_pages[pgoff - 1]);
 706 }
 707
 708 static void *perf_mmap_alloc_page(int cpu)
 709 {
 710         struct page *page;
 711         int node;
 712
 713         node = (cpu == -1) ? cpu : cpu_to_node(cpu);
 714         page = alloc_pages_node(node, GFP_KERNEL | __GFP_ZERO, 0);
 715         if (!page)
 716                 return NULL;
 717
 718         return page_address(page);
 719 }
 720
 721 struct ring_buffer *rb_alloc(int nr_pages, long watermark, int cpu, int flags)
 722 {
 723         struct ring_buffer *rb;
 724         unsigned long size;
 725         int i;
 726
 727         size = sizeof(struct ring_buffer);
 728         size += nr_pages * sizeof(void *);
 729
 730         if (order_base_2(size) >= PAGE_SHIFT+MAX_ORDER)
 731                 goto fail;
 732
 733         rb = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
 734         if (!rb)
 735                 goto fail;
 736
 737         rb->user_page = perf_mmap_alloc_page(cpu);
 738         if (!rb->user_page)
 739                 goto fail_user_page;
 740
 741         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
 742                 rb->data_pages[i] = perf_mmap_alloc_page(cpu);
 743                 if (!rb->data_pages[i])
 744                         goto fail_data_pages;
 745         }
 746
 747         rb->nr_pages = nr_pages;
 748
 749         ring_buffer_init(rb, watermark, flags);
 750
 751         return rb;
 752
 753 fail_data_pages:
 754         for (i--; i >= 0; i--)
 755                 free_page((unsigned long)rb->data_pages[i]);
 756
 757         free_page((unsigned long)rb->user_page);
 758
 759 fail_user_page:
 760         kfree(rb);
 761
 762 fail:
 763         return NULL;
 764 }
 765
 766 static void perf_mmap_free_page(unsigned long addr)
 767 {
 768         struct page *page = virt_to_page((void *)addr);
 769
 770         page->mapping = NULL;
 771         __free_page(page);
 772 }
 773
 774 void rb_free(struct ring_buffer *rb)
 775 {
 776         int i;
 777
 778         perf_mmap_free_page((unsigned long)rb->user_page);
 779         for (i = 0; i < rb->nr_pages; i++)
 780                 perf_mmap_free_page((unsigned long)rb->data_pages[i]);
 781         kfree(rb);
 782 }
 783
 784 #else
 785 static int data_page_nr(struct ring_buffer *rb)
 786 {
 787         return rb->nr_pages << page_order(rb);
 788 }
 789
 790 static struct page *
 791 __perf_mmap_to_page(struct ring_buffer *rb, unsigned long pgoff)
 792 {
 793         /* The '>' counts in the user page. */
 794         if (pgoff > data_page_nr(rb))
 795                 return NULL;
 796
 797         return vmalloc_to_page((void *)rb->user_page + pgoff * PAGE_SIZE);
 798 }
 799
 800 static void perf_mmap_unmark_page(void *addr)
 801 {
 802         struct page *page = vmalloc_to_page(addr);
 803
 804         page->mapping = NULL;
 805 }
 806
 807 static void rb_free_work(struct work_struct *work)
 808 {
 809         struct ring_buffer *rb;
 810         void *base;
 811         int i, nr;
 812
 813         rb = container_of(work, struct ring_buffer, work);
 814         nr = data_page_nr(rb);
 815
 816         base = rb->user_page;
 817         /* The '<=' counts in the user page. */
 818         for (i = 0; i <= nr; i++)
 819                 perf_mmap_unmark_page(base + (i * PAGE_SIZE));
 820
 821         vfree(base);
 822         kfree(rb);
 823 }
 824
 825 void rb_free(struct ring_buffer *rb)
 826 {
 827         schedule_work(&rb->work);
 828 }
 829
 830 struct ring_buffer *rb_alloc(int nr_pages, long watermark, int cpu, int flags)
 831 {
 832         struct ring_buffer *rb;
 833         unsigned long size;
 834         void *all_buf;
 835
 836         size = sizeof(struct ring_buffer);
 837         size += sizeof(void *);
 838
 839         rb = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
 840         if (!rb)
 841                 goto fail;
 842
 843         INIT_WORK(&rb->work, rb_free_work);
 844
 845         all_buf = vmalloc_user((nr_pages + 1) * PAGE_SIZE);
 846         if (!all_buf)
 847                 goto fail_all_buf;
 848
 849         rb->user_page = all_buf;
 850         rb->data_pages[0] = all_buf + PAGE_SIZE;
 851         if (nr_pages) {
 852                 rb->nr_pages = 1;
 853                 rb->page_order = ilog2(nr_pages);
 854         }
 855
 856         ring_buffer_init(rb, watermark, flags);
 857
 858         return rb;
 859
 860 fail_all_buf:
 861         kfree(rb);
 862
 863 fail:
 864         return NULL;
 865 }
 866
 867 #endif
 868
 869 struct page *
 870 perf_mmap_to_page(struct ring_buffer *rb, unsigned long pgoff)
 871 {
 872         if (rb->aux_nr_pages) {
 873                 /* above AUX space */
 874                 if (pgoff > rb->aux_pgoff + rb->aux_nr_pages)
 875                         return NULL;
 876
 877                 /* AUX space */
 878                 if (pgoff >= rb->aux_pgoff) {
 879                         int aux_pgoff = array_index_nospec(pgoff - rb->aux_pgoff, rb->aux_nr_pages);
 880                         return virt_to_page(rb->aux_pages[aux_pgoff]);
 881                 }
 882         }
 883
 884         return __perf_mmap_to_page(rb, pgoff);
 885 }