drm/i915/perf: Add support for OA media units
[linux-2.6-microblaze.git] / drivers / gpu / drm / i915 / i915_perf.c
1 /*
2  * Copyright © 2015-2016 Intel Corporation
3  *
4  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a
5  * copy of this software and associated documentation files (the "Software"),
6  * to deal in the Software without restriction, including without limitation
7  * the rights to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense,
8  * and/or sell copies of the Software, and to permit persons to whom the
9  * Software is furnished to do so, subject to the following conditions:
10  *
11  * The above copyright notice and this permission notice (including the next
12  * paragraph) shall be included in all copies or substantial portions of the
13  * Software.
14  *
15  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
16  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
17  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT.  IN NO EVENT SHALL
18  * THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
19  * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING
20  * FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS
21  * IN THE SOFTWARE.
22  *
23  * Authors:
24  *   Robert Bragg <robert@sixbynine.org>
25  */
26
27
28 /**
29  * DOC: i915 Perf Overview
30  *
31  * Gen graphics supports a large number of performance counters that can help
32  * driver and application developers understand and optimize their use of the
33  * GPU.
34  *
35  * This i915 perf interface enables userspace to configure and open a file
36  * descriptor representing a stream of GPU metrics which can then be read() as
37  * a stream of sample records.
38  *
39  * The interface is particularly suited to exposing buffered metrics that are
40  * captured by DMA from the GPU, unsynchronized with and unrelated to the CPU.
41  *
42  * Streams representing a single context are accessible to applications with a
43  * corresponding drm file descriptor, such that OpenGL can use the interface
44  * without special privileges. Access to system-wide metrics requires root
45  * privileges by default, unless changed via the dev.i915.perf_event_paranoid
46  * sysctl option.
47  *
48  */
49
50 /**
51  * DOC: i915 Perf History and Comparison with Core Perf
52  *
53  * The interface was initially inspired by the core Perf infrastructure but
54  * some notable differences are:
55  *
56  * i915 perf file descriptors represent a "stream" instead of an "event"; where
57  * a perf event primarily corresponds to a single 64bit value, while a stream
58  * might sample sets of tightly-coupled counters, depending on the
59  * configuration.  For example the Gen OA unit isn't designed to support
60  * orthogonal configurations of individual counters; it's configured for a set
61  * of related counters. Samples for an i915 perf stream capturing OA metrics
62  * will include a set of counter values packed in a compact HW specific format.
63  * The OA unit supports a number of different packing formats which can be
64  * selected by the user opening the stream. Perf has support for grouping
65  * events, but each event in the group is configured, validated and
66  * authenticated individually with separate system calls.
67  *
68  * i915 perf stream configurations are provided as an array of u64 (key,value)
69  * pairs, instead of a fixed struct with multiple miscellaneous config members,
70  * interleaved with event-type specific members.
71  *
72  * i915 perf doesn't support exposing metrics via an mmap'd circular buffer.
73  * The supported metrics are being written to memory by the GPU unsynchronized
74  * with the CPU, using HW specific packing formats for counter sets. Sometimes
75  * the constraints on HW configuration require reports to be filtered before it
76  * would be acceptable to expose them to unprivileged applications - to hide
77  * the metrics of other processes/contexts. For these use cases a read() based
78  * interface is a good fit, and provides an opportunity to filter data as it
79  * gets copied from the GPU mapped buffers to userspace buffers.
80  *
81  *
82  * Issues hit with first prototype based on Core Perf
83  * ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
84  *
85  * The first prototype of this driver was based on the core perf
86  * infrastructure, and while we did make that mostly work, with some changes to
87  * perf, we found we were breaking or working around too many assumptions baked
88  * into perf's currently cpu centric design.
89  *
90  * In the end we didn't see a clear benefit to making perf's implementation and
91  * interface more complex by changing design assumptions while we knew we still
92  * wouldn't be able to use any existing perf based userspace tools.
93  *
94  * Also considering the Gen specific nature of the Observability hardware and
95  * how userspace will sometimes need to combine i915 perf OA metrics with
96  * side-band OA data captured via MI_REPORT_PERF_COUNT commands; we're
97  * expecting the interface to be used by a platform specific userspace such as
98  * OpenGL or tools. This is to say; we aren't inherently missing out on having
99  * a standard vendor/architecture agnostic interface by not using perf.
100  *
101  *
102  * For posterity, in case we might re-visit trying to adapt core perf to be
103  * better suited to exposing i915 metrics these were the main pain points we
104  * hit:
105  *
106  * - The perf based OA PMU driver broke some significant design assumptions:
107  *
108  *   Existing perf pmus are used for profiling work on a cpu and we were
109  *   introducing the idea of _IS_DEVICE pmus with different security
110  *   implications, the need to fake cpu-related data (such as user/kernel
111  *   registers) to fit with perf's current design, and adding _DEVICE records
112  *   as a way to forward device-specific status records.
113  *
114  *   The OA unit writes reports of counters into a circular buffer, without
115  *   involvement from the CPU, making our PMU driver the first of a kind.
116  *
117  *   Given the way we were periodically forward data from the GPU-mapped, OA
118  *   buffer to perf's buffer, those bursts of sample writes looked to perf like
119  *   we were sampling too fast and so we had to subvert its throttling checks.
120  *
121  *   Perf supports groups of counters and allows those to be read via
122  *   transactions internally but transactions currently seem designed to be
123  *   explicitly initiated from the cpu (say in response to a userspace read())
124  *   and while we could pull a report out of the OA buffer we can't
125  *   trigger a report from the cpu on demand.
126  *
127  *   Related to being report based; the OA counters are configured in HW as a
128  *   set while perf generally expects counter configurations to be orthogonal.
129  *   Although counters can be associated with a group leader as they are
130  *   opened, there's no clear precedent for being able to provide group-wide
131  *   configuration attributes (for example we want to let userspace choose the
132  *   OA unit report format used to capture all counters in a set, or specify a
133  *   GPU context to filter metrics on). We avoided using perf's grouping
134  *   feature and forwarded OA reports to userspace via perf's 'raw' sample
135  *   field. This suited our userspace well considering how coupled the counters
136  *   are when dealing with normalizing. It would be inconvenient to split
137  *   counters up into separate events, only to require userspace to recombine
138  *   them. For Mesa it's also convenient to be forwarded raw, periodic reports
139  *   for combining with the side-band raw reports it captures using
140  *   MI_REPORT_PERF_COUNT commands.
141  *
142  *   - As a side note on perf's grouping feature; there was also some concern
143  *     that using PERF_FORMAT_GROUP as a way to pack together counter values
144  *     would quite drastically inflate our sample sizes, which would likely
145  *     lower the effective sampling resolutions we could use when the available
146  *     memory bandwidth is limited.
147  *
148  *     With the OA unit's report formats, counters are packed together as 32
149  *     or 40bit values, with the largest report size being 256 bytes.
150  *
151  *     PERF_FORMAT_GROUP values are 64bit, but there doesn't appear to be a
152  *     documented ordering to the values, implying PERF_FORMAT_ID must also be
153  *     used to add a 64bit ID before each value; giving 16 bytes per counter.
154  *
155  *   Related to counter orthogonality; we can't time share the OA unit, while
156  *   event scheduling is a central design idea within perf for allowing
157  *   userspace to open + enable more events than can be configured in HW at any
158  *   one time.  The OA unit is not designed to allow re-configuration while in
159  *   use. We can't reconfigure the OA unit without losing internal OA unit
160  *   state which we can't access explicitly to save and restore. Reconfiguring
161  *   the OA unit is also relatively slow, involving ~100 register writes. From
162  *   userspace Mesa also depends on a stable OA configuration when emitting
163  *   MI_REPORT_PERF_COUNT commands and importantly the OA unit can't be
164  *   disabled while there are outstanding MI_RPC commands lest we hang the
165  *   command streamer.
166  *
167  *   The contents of sample records aren't extensible by device drivers (i.e.
168  *   the sample_type bits). As an example; Sourab Gupta had been looking to
169  *   attach GPU timestamps to our OA samples. We were shoehorning OA reports
170  *   into sample records by using the 'raw' field, but it's tricky to pack more
171  *   than one thing into this field because events/core.c currently only lets a
172  *   pmu give a single raw data pointer plus len which will be copied into the
173  *   ring buffer. To include more than the OA report we'd have to copy the
174  *   report into an intermediate larger buffer. I'd been considering allowing a
175  *   vector of data+len values to be specified for copying the raw data, but
176  *   it felt like a kludge to being using the raw field for this purpose.
177  *
178  * - It felt like our perf based PMU was making some technical compromises
179  *   just for the sake of using perf:
180  *
181  *   perf_event_open() requires events to either relate to a pid or a specific
182  *   cpu core, while our device pmu related to neither.  Events opened with a
183  *   pid will be automatically enabled/disabled according to the scheduling of
184  *   that process - so not appropriate for us. When an event is related to a
185  *   cpu id, perf ensures pmu methods will be invoked via an inter process
186  *   interrupt on that core. To avoid invasive changes our userspace opened OA
187  *   perf events for a specific cpu. This was workable but it meant the
188  *   majority of the OA driver ran in atomic context, including all OA report
189  *   forwarding, which wasn't really necessary in our case and seems to make
190  *   our locking requirements somewhat complex as we handled the interaction
191  *   with the rest of the i915 driver.
192  */
193
194 #include <linux/anon_inodes.h>
195 #include <linux/nospec.h>
196 #include <linux/sizes.h>
197 #include <linux/uuid.h>
198
199 #include "gem/i915_gem_context.h"
200 #include "gem/i915_gem_internal.h"
201 #include "gt/intel_engine_pm.h"
202 #include "gt/intel_engine_regs.h"
203 #include "gt/intel_engine_user.h"
204 #include "gt/intel_execlists_submission.h"
205 #include "gt/intel_gpu_commands.h"
206 #include "gt/intel_gt.h"
207 #include "gt/intel_gt_clock_utils.h"
208 #include "gt/intel_gt_mcr.h"
209 #include "gt/intel_gt_regs.h"
210 #include "gt/intel_lrc.h"
211 #include "gt/intel_lrc_reg.h"
212 #include "gt/intel_ring.h"
213 #include "gt/uc/intel_guc_slpc.h"
214
215 #include "i915_drv.h"
216 #include "i915_file_private.h"
217 #include "i915_perf.h"
218 #include "i915_perf_oa_regs.h"
219 #include "i915_reg.h"
220
221 /* HW requires this to be a power of two, between 128k and 16M, though driver
222  * is currently generally designed assuming the largest 16M size is used such
223  * that the overflow cases are unlikely in normal operation.
224  */
225 #define OA_BUFFER_SIZE          SZ_16M
226
227 #define OA_TAKEN(tail, head)    ((tail - head) & (OA_BUFFER_SIZE - 1))
228
229 /**
230  * DOC: OA Tail Pointer Race
231  *
232  * There's a HW race condition between OA unit tail pointer register updates and
233  * writes to memory whereby the tail pointer can sometimes get ahead of what's
234  * been written out to the OA buffer so far (in terms of what's visible to the
235  * CPU).
236  *
237  * Although this can be observed explicitly while copying reports to userspace
238  * by checking for a zeroed report-id field in tail reports, we want to account
239  * for this earlier, as part of the oa_buffer_check_unlocked to avoid lots of
240  * redundant read() attempts.
241  *
242  * We workaround this issue in oa_buffer_check_unlocked() by reading the reports
243  * in the OA buffer, starting from the tail reported by the HW until we find a
244  * report with its first 2 dwords not 0 meaning its previous report is
245  * completely in memory and ready to be read. Those dwords are also set to 0
246  * once read and the whole buffer is cleared upon OA buffer initialization. The
247  * first dword is the reason for this report while the second is the timestamp,
248  * making the chances of having those 2 fields at 0 fairly unlikely. A more
249  * detailed explanation is available in oa_buffer_check_unlocked().
250  *
251  * Most of the implementation details for this workaround are in
252  * oa_buffer_check_unlocked() and _append_oa_reports()
253  *
254  * Note for posterity: previously the driver used to define an effective tail
255  * pointer that lagged the real pointer by a 'tail margin' measured in bytes
256  * derived from %OA_TAIL_MARGIN_NSEC and the configured sampling frequency.
257  * This was flawed considering that the OA unit may also automatically generate
258  * non-periodic reports (such as on context switch) or the OA unit may be
259  * enabled without any periodic sampling.
260  */
261 #define OA_TAIL_MARGIN_NSEC     100000ULL
262 #define INVALID_TAIL_PTR        0xffffffff
263
264 /* The default frequency for checking whether the OA unit has written new
265  * reports to the circular OA buffer...
266  */
267 #define DEFAULT_POLL_FREQUENCY_HZ 200
268 #define DEFAULT_POLL_PERIOD_NS (NSEC_PER_SEC / DEFAULT_POLL_FREQUENCY_HZ)
269
270 /* for sysctl proc_dointvec_minmax of dev.i915.perf_stream_paranoid */
271 static u32 i915_perf_stream_paranoid = true;
272
273 /* The maximum exponent the hardware accepts is 63 (essentially it selects one
274  * of the 64bit timestamp bits to trigger reports from) but there's currently
275  * no known use case for sampling as infrequently as once per 47 thousand years.
276  *
277  * Since the timestamps included in OA reports are only 32bits it seems
278  * reasonable to limit the OA exponent where it's still possible to account for
279  * overflow in OA report timestamps.
280  */
281 #define OA_EXPONENT_MAX 31
282
283 #define INVALID_CTX_ID 0xffffffff
284
285 /* On Gen8+ automatically triggered OA reports include a 'reason' field... */
286 #define OAREPORT_REASON_MASK           0x3f
287 #define OAREPORT_REASON_MASK_EXTENDED  0x7f
288 #define OAREPORT_REASON_SHIFT          19
289 #define OAREPORT_REASON_TIMER          (1<<0)
290 #define OAREPORT_REASON_CTX_SWITCH     (1<<3)
291 #define OAREPORT_REASON_CLK_RATIO      (1<<5)
292
293 #define HAS_MI_SET_PREDICATE(i915) (GRAPHICS_VER_FULL(i915) >= IP_VER(12, 50))
294
295 /* For sysctl proc_dointvec_minmax of i915_oa_max_sample_rate
296  *
297  * The highest sampling frequency we can theoretically program the OA unit
298  * with is always half the timestamp frequency: E.g. 6.25Mhz for Haswell.
299  *
300  * Initialized just before we register the sysctl parameter.
301  */
302 static int oa_sample_rate_hard_limit;
303
304 /* Theoretically we can program the OA unit to sample every 160ns but don't
305  * allow that by default unless root...
306  *
307  * The default threshold of 100000Hz is based on perf's similar
308  * kernel.perf_event_max_sample_rate sysctl parameter.
309  */
310 static u32 i915_oa_max_sample_rate = 100000;
311
312 /* XXX: beware if future OA HW adds new report formats that the current
313  * code assumes all reports have a power-of-two size and ~(size - 1) can
314  * be used as a mask to align the OA tail pointer.
315  */
316 static const struct i915_oa_format oa_formats[I915_OA_FORMAT_MAX] = {
317         [I915_OA_FORMAT_A13]        = { 0, 64 },
318         [I915_OA_FORMAT_A29]        = { 1, 128 },
319         [I915_OA_FORMAT_A13_B8_C8]  = { 2, 128 },
320         /* A29_B8_C8 Disallowed as 192 bytes doesn't factor into buffer size */
321         [I915_OA_FORMAT_B4_C8]      = { 4, 64 },
322         [I915_OA_FORMAT_A45_B8_C8]  = { 5, 256 },
323         [I915_OA_FORMAT_B4_C8_A16]  = { 6, 128 },
324         [I915_OA_FORMAT_C4_B8]      = { 7, 64 },
325         [I915_OA_FORMAT_A12]                = { 0, 64 },
326         [I915_OA_FORMAT_A12_B8_C8]          = { 2, 128 },
327         [I915_OA_FORMAT_A32u40_A4u32_B8_C8] = { 5, 256 },
328         [I915_OAR_FORMAT_A32u40_A4u32_B8_C8]    = { 5, 256 },
329         [I915_OA_FORMAT_A24u40_A14u32_B8_C8]    = { 5, 256 },
330         [I915_OAM_FORMAT_MPEC8u64_B8_C8]        = { 1, 192, TYPE_OAM, HDR_64_BIT },
331         [I915_OAM_FORMAT_MPEC8u32_B8_C8]        = { 2, 128, TYPE_OAM, HDR_64_BIT },
332 };
333
334 static const u32 mtl_oa_base[] = {
335         [PERF_GROUP_OAM_SAMEDIA_0] = 0x393000,
336 };
337
338 #define SAMPLE_OA_REPORT      (1<<0)
339
340 /**
341  * struct perf_open_properties - for validated properties given to open a stream
342  * @sample_flags: `DRM_I915_PERF_PROP_SAMPLE_*` properties are tracked as flags
343  * @single_context: Whether a single or all gpu contexts should be monitored
344  * @hold_preemption: Whether the preemption is disabled for the filtered
345  *                   context
346  * @ctx_handle: A gem ctx handle for use with @single_context
347  * @metrics_set: An ID for an OA unit metric set advertised via sysfs
348  * @oa_format: An OA unit HW report format
349  * @oa_periodic: Whether to enable periodic OA unit sampling
350  * @oa_period_exponent: The OA unit sampling period is derived from this
351  * @engine: The engine (typically rcs0) being monitored by the OA unit
352  * @has_sseu: Whether @sseu was specified by userspace
353  * @sseu: internal SSEU configuration computed either from the userspace
354  *        specified configuration in the opening parameters or a default value
355  *        (see get_default_sseu_config())
356  * @poll_oa_period: The period in nanoseconds at which the CPU will check for OA
357  * data availability
358  *
359  * As read_properties_unlocked() enumerates and validates the properties given
360  * to open a stream of metrics the configuration is built up in the structure
361  * which starts out zero initialized.
362  */
363 struct perf_open_properties {
364         u32 sample_flags;
365
366         u64 single_context:1;
367         u64 hold_preemption:1;
368         u64 ctx_handle;
369
370         /* OA sampling state */
371         int metrics_set;
372         int oa_format;
373         bool oa_periodic;
374         int oa_period_exponent;
375
376         struct intel_engine_cs *engine;
377
378         bool has_sseu;
379         struct intel_sseu sseu;
380
381         u64 poll_oa_period;
382 };
383
384 struct i915_oa_config_bo {
385         struct llist_node node;
386
387         struct i915_oa_config *oa_config;
388         struct i915_vma *vma;
389 };
390
391 static struct ctl_table_header *sysctl_header;
392
393 static enum hrtimer_restart oa_poll_check_timer_cb(struct hrtimer *hrtimer);
394
395 void i915_oa_config_release(struct kref *ref)
396 {
397         struct i915_oa_config *oa_config =
398                 container_of(ref, typeof(*oa_config), ref);
399
400         kfree(oa_config->flex_regs);
401         kfree(oa_config->b_counter_regs);
402         kfree(oa_config->mux_regs);
403
404         kfree_rcu(oa_config, rcu);
405 }
406
407 struct i915_oa_config *
408 i915_perf_get_oa_config(struct i915_perf *perf, int metrics_set)
409 {
410         struct i915_oa_config *oa_config;
411
412         rcu_read_lock();
413         oa_config = idr_find(&perf->metrics_idr, metrics_set);
414         if (oa_config)
415                 oa_config = i915_oa_config_get(oa_config);
416         rcu_read_unlock();
417
418         return oa_config;
419 }
420
421 static void free_oa_config_bo(struct i915_oa_config_bo *oa_bo)
422 {
423         i915_oa_config_put(oa_bo->oa_config);
424         i915_vma_put(oa_bo->vma);
425         kfree(oa_bo);
426 }
427
428 static inline const
429 struct i915_perf_regs *__oa_regs(struct i915_perf_stream *stream)
430 {
431         return &stream->engine->oa_group->regs;
432 }
433
434 static u32 gen12_oa_hw_tail_read(struct i915_perf_stream *stream)
435 {
436         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
437
438         return intel_uncore_read(uncore, __oa_regs(stream)->oa_tail_ptr) &
439                GEN12_OAG_OATAILPTR_MASK;
440 }
441
442 static u32 gen8_oa_hw_tail_read(struct i915_perf_stream *stream)
443 {
444         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
445
446         return intel_uncore_read(uncore, GEN8_OATAILPTR) & GEN8_OATAILPTR_MASK;
447 }
448
449 static u32 gen7_oa_hw_tail_read(struct i915_perf_stream *stream)
450 {
451         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
452         u32 oastatus1 = intel_uncore_read(uncore, GEN7_OASTATUS1);
453
454         return oastatus1 & GEN7_OASTATUS1_TAIL_MASK;
455 }
456
457 #define oa_report_header_64bit(__s) \
458         ((__s)->oa_buffer.format->header == HDR_64_BIT)
459
460 static u64 oa_report_id(struct i915_perf_stream *stream, void *report)
461 {
462         return oa_report_header_64bit(stream) ? *(u64 *)report : *(u32 *)report;
463 }
464
465 static u64 oa_report_reason(struct i915_perf_stream *stream, void *report)
466 {
467         return (oa_report_id(stream, report) >> OAREPORT_REASON_SHIFT) &
468                (GRAPHICS_VER(stream->perf->i915) == 12 ?
469                 OAREPORT_REASON_MASK_EXTENDED :
470                 OAREPORT_REASON_MASK);
471 }
472
473 static void oa_report_id_clear(struct i915_perf_stream *stream, u32 *report)
474 {
475         if (oa_report_header_64bit(stream))
476                 *(u64 *)report = 0;
477         else
478                 *report = 0;
479 }
480
481 static bool oa_report_ctx_invalid(struct i915_perf_stream *stream, void *report)
482 {
483         return !(oa_report_id(stream, report) &
484                stream->perf->gen8_valid_ctx_bit) &&
485                GRAPHICS_VER(stream->perf->i915) <= 11;
486 }
487
488 static u64 oa_timestamp(struct i915_perf_stream *stream, void *report)
489 {
490         return oa_report_header_64bit(stream) ?
491                 *((u64 *)report + 1) :
492                 *((u32 *)report + 1);
493 }
494
495 static void oa_timestamp_clear(struct i915_perf_stream *stream, u32 *report)
496 {
497         if (oa_report_header_64bit(stream))
498                 *(u64 *)&report[2] = 0;
499         else
500                 report[1] = 0;
501 }
502
503 static u32 oa_context_id(struct i915_perf_stream *stream, u32 *report)
504 {
505         u32 ctx_id = oa_report_header_64bit(stream) ? report[4] : report[2];
506
507         return ctx_id & stream->specific_ctx_id_mask;
508 }
509
510 static void oa_context_id_squash(struct i915_perf_stream *stream, u32 *report)
511 {
512         if (oa_report_header_64bit(stream))
513                 report[4] = INVALID_CTX_ID;
514         else
515                 report[2] = INVALID_CTX_ID;
516 }
517
518 /**
519  * oa_buffer_check_unlocked - check for data and update tail ptr state
520  * @stream: i915 stream instance
521  *
522  * This is either called via fops (for blocking reads in user ctx) or the poll
523  * check hrtimer (atomic ctx) to check the OA buffer tail pointer and check
524  * if there is data available for userspace to read.
525  *
526  * This function is central to providing a workaround for the OA unit tail
527  * pointer having a race with respect to what data is visible to the CPU.
528  * It is responsible for reading tail pointers from the hardware and giving
529  * the pointers time to 'age' before they are made available for reading.
530  * (See description of OA_TAIL_MARGIN_NSEC above for further details.)
531  *
532  * Besides returning true when there is data available to read() this function
533  * also updates the tail, aging_tail and aging_timestamp in the oa_buffer
534  * object.
535  *
536  * Note: It's safe to read OA config state here unlocked, assuming that this is
537  * only called while the stream is enabled, while the global OA configuration
538  * can't be modified.
539  *
540  * Returns: %true if the OA buffer contains data, else %false
541  */
542 static bool oa_buffer_check_unlocked(struct i915_perf_stream *stream)
543 {
544         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
545         int report_size = stream->oa_buffer.format->size;
546         unsigned long flags;
547         bool pollin;
548         u32 hw_tail;
549         u64 now;
550         u32 partial_report_size;
551
552         /* We have to consider the (unlikely) possibility that read() errors
553          * could result in an OA buffer reset which might reset the head and
554          * tail state.
555          */
556         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
557
558         hw_tail = stream->perf->ops.oa_hw_tail_read(stream);
559
560         /* The tail pointer increases in 64 byte increments, not in report_size
561          * steps. Also the report size may not be a power of 2. Compute
562          * potentially partially landed report in the OA buffer
563          */
564         partial_report_size = OA_TAKEN(hw_tail, stream->oa_buffer.tail);
565         partial_report_size %= report_size;
566
567         /* Subtract partial amount off the tail */
568         hw_tail = gtt_offset + OA_TAKEN(hw_tail, partial_report_size);
569
570         now = ktime_get_mono_fast_ns();
571
572         if (hw_tail == stream->oa_buffer.aging_tail &&
573             (now - stream->oa_buffer.aging_timestamp) > OA_TAIL_MARGIN_NSEC) {
574                 /* If the HW tail hasn't move since the last check and the HW
575                  * tail has been aging for long enough, declare it the new
576                  * tail.
577                  */
578                 stream->oa_buffer.tail = stream->oa_buffer.aging_tail;
579         } else {
580                 u32 head, tail, aged_tail;
581
582                 /* NB: The head we observe here might effectively be a little
583                  * out of date. If a read() is in progress, the head could be
584                  * anywhere between this head and stream->oa_buffer.tail.
585                  */
586                 head = stream->oa_buffer.head - gtt_offset;
587                 aged_tail = stream->oa_buffer.tail - gtt_offset;
588
589                 hw_tail -= gtt_offset;
590                 tail = hw_tail;
591
592                 /* Walk the stream backward until we find a report with report
593                  * id and timestmap not at 0. Since the circular buffer pointers
594                  * progress by increments of 64 bytes and that reports can be up
595                  * to 256 bytes long, we can't tell whether a report has fully
596                  * landed in memory before the report id and timestamp of the
597                  * following report have effectively landed.
598                  *
599                  * This is assuming that the writes of the OA unit land in
600                  * memory in the order they were written to.
601                  * If not : (╯°□°)╯︵ ┻━┻
602                  */
603                 while (OA_TAKEN(tail, aged_tail) >= report_size) {
604                         void *report = stream->oa_buffer.vaddr + tail;
605
606                         if (oa_report_id(stream, report) ||
607                             oa_timestamp(stream, report))
608                                 break;
609
610                         tail = (tail - report_size) & (OA_BUFFER_SIZE - 1);
611                 }
612
613                 if (OA_TAKEN(hw_tail, tail) > report_size &&
614                     __ratelimit(&stream->perf->tail_pointer_race))
615                         drm_notice(&stream->uncore->i915->drm,
616                                    "unlanded report(s) head=0x%x tail=0x%x hw_tail=0x%x\n",
617                                    head, tail, hw_tail);
618
619                 stream->oa_buffer.tail = gtt_offset + tail;
620                 stream->oa_buffer.aging_tail = gtt_offset + hw_tail;
621                 stream->oa_buffer.aging_timestamp = now;
622         }
623
624         pollin = OA_TAKEN(stream->oa_buffer.tail - gtt_offset,
625                           stream->oa_buffer.head - gtt_offset) >= report_size;
626
627         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
628
629         return pollin;
630 }
631
632 /**
633  * append_oa_status - Appends a status record to a userspace read() buffer.
634  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
635  * @buf: destination buffer given by userspace
636  * @count: the number of bytes userspace wants to read
637  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
638  * @type: The kind of status to report to userspace
639  *
640  * Writes a status record (such as `DRM_I915_PERF_RECORD_OA_REPORT_LOST`)
641  * into the userspace read() buffer.
642  *
643  * The @buf @offset will only be updated on success.
644  *
645  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
646  */
647 static int append_oa_status(struct i915_perf_stream *stream,
648                             char __user *buf,
649                             size_t count,
650                             size_t *offset,
651                             enum drm_i915_perf_record_type type)
652 {
653         struct drm_i915_perf_record_header header = { type, 0, sizeof(header) };
654
655         if ((count - *offset) < header.size)
656                 return -ENOSPC;
657
658         if (copy_to_user(buf + *offset, &header, sizeof(header)))
659                 return -EFAULT;
660
661         (*offset) += header.size;
662
663         return 0;
664 }
665
666 /**
667  * append_oa_sample - Copies single OA report into userspace read() buffer.
668  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
669  * @buf: destination buffer given by userspace
670  * @count: the number of bytes userspace wants to read
671  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
672  * @report: A single OA report to (optionally) include as part of the sample
673  *
674  * The contents of a sample are configured through `DRM_I915_PERF_PROP_SAMPLE_*`
675  * properties when opening a stream, tracked as `stream->sample_flags`. This
676  * function copies the requested components of a single sample to the given
677  * read() @buf.
678  *
679  * The @buf @offset will only be updated on success.
680  *
681  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
682  */
683 static int append_oa_sample(struct i915_perf_stream *stream,
684                             char __user *buf,
685                             size_t count,
686                             size_t *offset,
687                             const u8 *report)
688 {
689         int report_size = stream->oa_buffer.format->size;
690         struct drm_i915_perf_record_header header;
691         int report_size_partial;
692         u8 *oa_buf_end;
693
694         header.type = DRM_I915_PERF_RECORD_SAMPLE;
695         header.pad = 0;
696         header.size = stream->sample_size;
697
698         if ((count - *offset) < header.size)
699                 return -ENOSPC;
700
701         buf += *offset;
702         if (copy_to_user(buf, &header, sizeof(header)))
703                 return -EFAULT;
704         buf += sizeof(header);
705
706         oa_buf_end = stream->oa_buffer.vaddr + OA_BUFFER_SIZE;
707         report_size_partial = oa_buf_end - report;
708
709         if (report_size_partial < report_size) {
710                 if (copy_to_user(buf, report, report_size_partial))
711                         return -EFAULT;
712                 buf += report_size_partial;
713
714                 if (copy_to_user(buf, stream->oa_buffer.vaddr,
715                                  report_size - report_size_partial))
716                         return -EFAULT;
717         } else if (copy_to_user(buf, report, report_size)) {
718                 return -EFAULT;
719         }
720
721         (*offset) += header.size;
722
723         return 0;
724 }
725
726 /**
727  * gen8_append_oa_reports - Copies all buffered OA reports into
728  *                          userspace read() buffer.
729  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
730  * @buf: destination buffer given by userspace
731  * @count: the number of bytes userspace wants to read
732  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
733  *
734  * Notably any error condition resulting in a short read (-%ENOSPC or
735  * -%EFAULT) will be returned even though one or more records may
736  * have been successfully copied. In this case it's up to the caller
737  * to decide if the error should be squashed before returning to
738  * userspace.
739  *
740  * Note: reports are consumed from the head, and appended to the
741  * tail, so the tail chases the head?... If you think that's mad
742  * and back-to-front you're not alone, but this follows the
743  * Gen PRM naming convention.
744  *
745  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
746  */
747 static int gen8_append_oa_reports(struct i915_perf_stream *stream,
748                                   char __user *buf,
749                                   size_t count,
750                                   size_t *offset)
751 {
752         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
753         int report_size = stream->oa_buffer.format->size;
754         u8 *oa_buf_base = stream->oa_buffer.vaddr;
755         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
756         u32 mask = (OA_BUFFER_SIZE - 1);
757         size_t start_offset = *offset;
758         unsigned long flags;
759         u32 head, tail;
760         int ret = 0;
761
762         if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm, !stream->enabled))
763                 return -EIO;
764
765         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
766
767         head = stream->oa_buffer.head;
768         tail = stream->oa_buffer.tail;
769
770         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
771
772         /*
773          * NB: oa_buffer.head/tail include the gtt_offset which we don't want
774          * while indexing relative to oa_buf_base.
775          */
776         head -= gtt_offset;
777         tail -= gtt_offset;
778
779         /*
780          * An out of bounds or misaligned head or tail pointer implies a driver
781          * bug since we validate + align the tail pointers we read from the
782          * hardware and we are in full control of the head pointer which should
783          * only be incremented by multiples of the report size.
784          */
785         if (drm_WARN_ONCE(&uncore->i915->drm,
786                           head > OA_BUFFER_SIZE ||
787                           tail > OA_BUFFER_SIZE,
788                           "Inconsistent OA buffer pointers: head = %u, tail = %u\n",
789                           head, tail))
790                 return -EIO;
791
792
793         for (/* none */;
794              OA_TAKEN(tail, head);
795              head = (head + report_size) & mask) {
796                 u8 *report = oa_buf_base + head;
797                 u32 *report32 = (void *)report;
798                 u32 ctx_id;
799                 u64 reason;
800
801                 /*
802                  * The reason field includes flags identifying what
803                  * triggered this specific report (mostly timer
804                  * triggered or e.g. due to a context switch).
805                  *
806                  * In MMIO triggered reports, some platforms do not set the
807                  * reason bit in this field and it is valid to have a reason
808                  * field of zero.
809                  */
810                 reason = oa_report_reason(stream, report);
811                 ctx_id = oa_context_id(stream, report32);
812
813                 /*
814                  * Squash whatever is in the CTX_ID field if it's marked as
815                  * invalid to be sure we avoid false-positive, single-context
816                  * filtering below...
817                  *
818                  * Note: that we don't clear the valid_ctx_bit so userspace can
819                  * understand that the ID has been squashed by the kernel.
820                  */
821                 if (oa_report_ctx_invalid(stream, report)) {
822                         ctx_id = INVALID_CTX_ID;
823                         oa_context_id_squash(stream, report32);
824                 }
825
826                 /*
827                  * NB: For Gen 8 the OA unit no longer supports clock gating
828                  * off for a specific context and the kernel can't securely
829                  * stop the counters from updating as system-wide / global
830                  * values.
831                  *
832                  * Automatic reports now include a context ID so reports can be
833                  * filtered on the cpu but it's not worth trying to
834                  * automatically subtract/hide counter progress for other
835                  * contexts while filtering since we can't stop userspace
836                  * issuing MI_REPORT_PERF_COUNT commands which would still
837                  * provide a side-band view of the real values.
838                  *
839                  * To allow userspace (such as Mesa/GL_INTEL_performance_query)
840                  * to normalize counters for a single filtered context then it
841                  * needs be forwarded bookend context-switch reports so that it
842                  * can track switches in between MI_REPORT_PERF_COUNT commands
843                  * and can itself subtract/ignore the progress of counters
844                  * associated with other contexts. Note that the hardware
845                  * automatically triggers reports when switching to a new
846                  * context which are tagged with the ID of the newly active
847                  * context. To avoid the complexity (and likely fragility) of
848                  * reading ahead while parsing reports to try and minimize
849                  * forwarding redundant context switch reports (i.e. between
850                  * other, unrelated contexts) we simply elect to forward them
851                  * all.
852                  *
853                  * We don't rely solely on the reason field to identify context
854                  * switches since it's not-uncommon for periodic samples to
855                  * identify a switch before any 'context switch' report.
856                  */
857                 if (!stream->ctx ||
858                     stream->specific_ctx_id == ctx_id ||
859                     stream->oa_buffer.last_ctx_id == stream->specific_ctx_id ||
860                     reason & OAREPORT_REASON_CTX_SWITCH) {
861
862                         /*
863                          * While filtering for a single context we avoid
864                          * leaking the IDs of other contexts.
865                          */
866                         if (stream->ctx &&
867                             stream->specific_ctx_id != ctx_id) {
868                                 oa_context_id_squash(stream, report32);
869                         }
870
871                         ret = append_oa_sample(stream, buf, count, offset,
872                                                report);
873                         if (ret)
874                                 break;
875
876                         stream->oa_buffer.last_ctx_id = ctx_id;
877                 }
878
879                 /*
880                  * Clear out the report id and timestamp as a means to detect unlanded
881                  * reports.
882                  */
883                 oa_report_id_clear(stream, report32);
884                 oa_timestamp_clear(stream, report32);
885         }
886
887         if (start_offset != *offset) {
888                 i915_reg_t oaheadptr;
889
890                 oaheadptr = GRAPHICS_VER(stream->perf->i915) == 12 ?
891                             __oa_regs(stream)->oa_head_ptr :
892                             GEN8_OAHEADPTR;
893
894                 spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
895
896                 /*
897                  * We removed the gtt_offset for the copy loop above, indexing
898                  * relative to oa_buf_base so put back here...
899                  */
900                 head += gtt_offset;
901                 intel_uncore_write(uncore, oaheadptr,
902                                    head & GEN12_OAG_OAHEADPTR_MASK);
903                 stream->oa_buffer.head = head;
904
905                 spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
906         }
907
908         return ret;
909 }
910
911 /**
912  * gen8_oa_read - copy status records then buffered OA reports
913  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
914  * @buf: destination buffer given by userspace
915  * @count: the number of bytes userspace wants to read
916  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
917  *
918  * Checks OA unit status registers and if necessary appends corresponding
919  * status records for userspace (such as for a buffer full condition) and then
920  * initiate appending any buffered OA reports.
921  *
922  * Updates @offset according to the number of bytes successfully copied into
923  * the userspace buffer.
924  *
925  * NB: some data may be successfully copied to the userspace buffer
926  * even if an error is returned, and this is reflected in the
927  * updated @offset.
928  *
929  * Returns: zero on success or a negative error code
930  */
931 static int gen8_oa_read(struct i915_perf_stream *stream,
932                         char __user *buf,
933                         size_t count,
934                         size_t *offset)
935 {
936         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
937         u32 oastatus;
938         i915_reg_t oastatus_reg;
939         int ret;
940
941         if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm, !stream->oa_buffer.vaddr))
942                 return -EIO;
943
944         oastatus_reg = GRAPHICS_VER(stream->perf->i915) == 12 ?
945                        __oa_regs(stream)->oa_status :
946                        GEN8_OASTATUS;
947
948         oastatus = intel_uncore_read(uncore, oastatus_reg);
949
950         /*
951          * We treat OABUFFER_OVERFLOW as a significant error:
952          *
953          * Although theoretically we could handle this more gracefully
954          * sometimes, some Gens don't correctly suppress certain
955          * automatically triggered reports in this condition and so we
956          * have to assume that old reports are now being trampled
957          * over.
958          *
959          * Considering how we don't currently give userspace control
960          * over the OA buffer size and always configure a large 16MB
961          * buffer, then a buffer overflow does anyway likely indicate
962          * that something has gone quite badly wrong.
963          */
964         if (oastatus & GEN8_OASTATUS_OABUFFER_OVERFLOW) {
965                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
966                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_BUFFER_LOST);
967                 if (ret)
968                         return ret;
969
970                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
971                         "OA buffer overflow (exponent = %d): force restart\n",
972                         stream->period_exponent);
973
974                 stream->perf->ops.oa_disable(stream);
975                 stream->perf->ops.oa_enable(stream);
976
977                 /*
978                  * Note: .oa_enable() is expected to re-init the oabuffer and
979                  * reset GEN8_OASTATUS for us
980                  */
981                 oastatus = intel_uncore_read(uncore, oastatus_reg);
982         }
983
984         if (oastatus & GEN8_OASTATUS_REPORT_LOST) {
985                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
986                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_REPORT_LOST);
987                 if (ret)
988                         return ret;
989
990                 intel_uncore_rmw(uncore, oastatus_reg,
991                                  GEN8_OASTATUS_COUNTER_OVERFLOW |
992                                  GEN8_OASTATUS_REPORT_LOST,
993                                  IS_GRAPHICS_VER(uncore->i915, 8, 11) ?
994                                  (GEN8_OASTATUS_HEAD_POINTER_WRAP |
995                                   GEN8_OASTATUS_TAIL_POINTER_WRAP) : 0);
996         }
997
998         return gen8_append_oa_reports(stream, buf, count, offset);
999 }
1000
1001 /**
1002  * gen7_append_oa_reports - Copies all buffered OA reports into
1003  *                          userspace read() buffer.
1004  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1005  * @buf: destination buffer given by userspace
1006  * @count: the number of bytes userspace wants to read
1007  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
1008  *
1009  * Notably any error condition resulting in a short read (-%ENOSPC or
1010  * -%EFAULT) will be returned even though one or more records may
1011  * have been successfully copied. In this case it's up to the caller
1012  * to decide if the error should be squashed before returning to
1013  * userspace.
1014  *
1015  * Note: reports are consumed from the head, and appended to the
1016  * tail, so the tail chases the head?... If you think that's mad
1017  * and back-to-front you're not alone, but this follows the
1018  * Gen PRM naming convention.
1019  *
1020  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
1021  */
1022 static int gen7_append_oa_reports(struct i915_perf_stream *stream,
1023                                   char __user *buf,
1024                                   size_t count,
1025                                   size_t *offset)
1026 {
1027         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1028         int report_size = stream->oa_buffer.format->size;
1029         u8 *oa_buf_base = stream->oa_buffer.vaddr;
1030         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
1031         u32 mask = (OA_BUFFER_SIZE - 1);
1032         size_t start_offset = *offset;
1033         unsigned long flags;
1034         u32 head, tail;
1035         int ret = 0;
1036
1037         if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm, !stream->enabled))
1038                 return -EIO;
1039
1040         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1041
1042         head = stream->oa_buffer.head;
1043         tail = stream->oa_buffer.tail;
1044
1045         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1046
1047         /* NB: oa_buffer.head/tail include the gtt_offset which we don't want
1048          * while indexing relative to oa_buf_base.
1049          */
1050         head -= gtt_offset;
1051         tail -= gtt_offset;
1052
1053         /* An out of bounds or misaligned head or tail pointer implies a driver
1054          * bug since we validate + align the tail pointers we read from the
1055          * hardware and we are in full control of the head pointer which should
1056          * only be incremented by multiples of the report size (notably also
1057          * all a power of two).
1058          */
1059         if (drm_WARN_ONCE(&uncore->i915->drm,
1060                           head > OA_BUFFER_SIZE || head % report_size ||
1061                           tail > OA_BUFFER_SIZE || tail % report_size,
1062                           "Inconsistent OA buffer pointers: head = %u, tail = %u\n",
1063                           head, tail))
1064                 return -EIO;
1065
1066
1067         for (/* none */;
1068              OA_TAKEN(tail, head);
1069              head = (head + report_size) & mask) {
1070                 u8 *report = oa_buf_base + head;
1071                 u32 *report32 = (void *)report;
1072
1073                 /* All the report sizes factor neatly into the buffer
1074                  * size so we never expect to see a report split
1075                  * between the beginning and end of the buffer.
1076                  *
1077                  * Given the initial alignment check a misalignment
1078                  * here would imply a driver bug that would result
1079                  * in an overrun.
1080                  */
1081                 if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm,
1082                                 (OA_BUFFER_SIZE - head) < report_size)) {
1083                         drm_err(&uncore->i915->drm,
1084                                 "Spurious OA head ptr: non-integral report offset\n");
1085                         break;
1086                 }
1087
1088                 /* The report-ID field for periodic samples includes
1089                  * some undocumented flags related to what triggered
1090                  * the report and is never expected to be zero so we
1091                  * can check that the report isn't invalid before
1092                  * copying it to userspace...
1093                  */
1094                 if (report32[0] == 0) {
1095                         if (__ratelimit(&stream->perf->spurious_report_rs))
1096                                 drm_notice(&uncore->i915->drm,
1097                                            "Skipping spurious, invalid OA report\n");
1098                         continue;
1099                 }
1100
1101                 ret = append_oa_sample(stream, buf, count, offset, report);
1102                 if (ret)
1103                         break;
1104
1105                 /* Clear out the first 2 dwords as a mean to detect unlanded
1106                  * reports.
1107                  */
1108                 report32[0] = 0;
1109                 report32[1] = 0;
1110         }
1111
1112         if (start_offset != *offset) {
1113                 spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1114
1115                 /* We removed the gtt_offset for the copy loop above, indexing
1116                  * relative to oa_buf_base so put back here...
1117                  */
1118                 head += gtt_offset;
1119
1120                 intel_uncore_write(uncore, GEN7_OASTATUS2,
1121                                    (head & GEN7_OASTATUS2_HEAD_MASK) |
1122                                    GEN7_OASTATUS2_MEM_SELECT_GGTT);
1123                 stream->oa_buffer.head = head;
1124
1125                 spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1126         }
1127
1128         return ret;
1129 }
1130
1131 /**
1132  * gen7_oa_read - copy status records then buffered OA reports
1133  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1134  * @buf: destination buffer given by userspace
1135  * @count: the number of bytes userspace wants to read
1136  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
1137  *
1138  * Checks Gen 7 specific OA unit status registers and if necessary appends
1139  * corresponding status records for userspace (such as for a buffer full
1140  * condition) and then initiate appending any buffered OA reports.
1141  *
1142  * Updates @offset according to the number of bytes successfully copied into
1143  * the userspace buffer.
1144  *
1145  * Returns: zero on success or a negative error code
1146  */
1147 static int gen7_oa_read(struct i915_perf_stream *stream,
1148                         char __user *buf,
1149                         size_t count,
1150                         size_t *offset)
1151 {
1152         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1153         u32 oastatus1;
1154         int ret;
1155
1156         if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm, !stream->oa_buffer.vaddr))
1157                 return -EIO;
1158
1159         oastatus1 = intel_uncore_read(uncore, GEN7_OASTATUS1);
1160
1161         /* XXX: On Haswell we don't have a safe way to clear oastatus1
1162          * bits while the OA unit is enabled (while the tail pointer
1163          * may be updated asynchronously) so we ignore status bits
1164          * that have already been reported to userspace.
1165          */
1166         oastatus1 &= ~stream->perf->gen7_latched_oastatus1;
1167
1168         /* We treat OABUFFER_OVERFLOW as a significant error:
1169          *
1170          * - The status can be interpreted to mean that the buffer is
1171          *   currently full (with a higher precedence than OA_TAKEN()
1172          *   which will start to report a near-empty buffer after an
1173          *   overflow) but it's awkward that we can't clear the status
1174          *   on Haswell, so without a reset we won't be able to catch
1175          *   the state again.
1176          *
1177          * - Since it also implies the HW has started overwriting old
1178          *   reports it may also affect our sanity checks for invalid
1179          *   reports when copying to userspace that assume new reports
1180          *   are being written to cleared memory.
1181          *
1182          * - In the future we may want to introduce a flight recorder
1183          *   mode where the driver will automatically maintain a safe
1184          *   guard band between head/tail, avoiding this overflow
1185          *   condition, but we avoid the added driver complexity for
1186          *   now.
1187          */
1188         if (unlikely(oastatus1 & GEN7_OASTATUS1_OABUFFER_OVERFLOW)) {
1189                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
1190                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_BUFFER_LOST);
1191                 if (ret)
1192                         return ret;
1193
1194                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
1195                         "OA buffer overflow (exponent = %d): force restart\n",
1196                         stream->period_exponent);
1197
1198                 stream->perf->ops.oa_disable(stream);
1199                 stream->perf->ops.oa_enable(stream);
1200
1201                 oastatus1 = intel_uncore_read(uncore, GEN7_OASTATUS1);
1202         }
1203
1204         if (unlikely(oastatus1 & GEN7_OASTATUS1_REPORT_LOST)) {
1205                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
1206                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_REPORT_LOST);
1207                 if (ret)
1208                         return ret;
1209                 stream->perf->gen7_latched_oastatus1 |=
1210                         GEN7_OASTATUS1_REPORT_LOST;
1211         }
1212
1213         return gen7_append_oa_reports(stream, buf, count, offset);
1214 }
1215
1216 /**
1217  * i915_oa_wait_unlocked - handles blocking IO until OA data available
1218  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1219  *
1220  * Called when userspace tries to read() from a blocking stream FD opened
1221  * for OA metrics. It waits until the hrtimer callback finds a non-empty
1222  * OA buffer and wakes us.
1223  *
1224  * Note: it's acceptable to have this return with some false positives
1225  * since any subsequent read handling will return -EAGAIN if there isn't
1226  * really data ready for userspace yet.
1227  *
1228  * Returns: zero on success or a negative error code
1229  */
1230 static int i915_oa_wait_unlocked(struct i915_perf_stream *stream)
1231 {
1232         /* We would wait indefinitely if periodic sampling is not enabled */
1233         if (!stream->periodic)
1234                 return -EIO;
1235
1236         return wait_event_interruptible(stream->poll_wq,
1237                                         oa_buffer_check_unlocked(stream));
1238 }
1239
1240 /**
1241  * i915_oa_poll_wait - call poll_wait() for an OA stream poll()
1242  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1243  * @file: An i915 perf stream file
1244  * @wait: poll() state table
1245  *
1246  * For handling userspace polling on an i915 perf stream opened for OA metrics,
1247  * this starts a poll_wait with the wait queue that our hrtimer callback wakes
1248  * when it sees data ready to read in the circular OA buffer.
1249  */
1250 static void i915_oa_poll_wait(struct i915_perf_stream *stream,
1251                               struct file *file,
1252                               poll_table *wait)
1253 {
1254         poll_wait(file, &stream->poll_wq, wait);
1255 }
1256
1257 /**
1258  * i915_oa_read - just calls through to &i915_oa_ops->read
1259  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1260  * @buf: destination buffer given by userspace
1261  * @count: the number of bytes userspace wants to read
1262  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
1263  *
1264  * Updates @offset according to the number of bytes successfully copied into
1265  * the userspace buffer.
1266  *
1267  * Returns: zero on success or a negative error code
1268  */
1269 static int i915_oa_read(struct i915_perf_stream *stream,
1270                         char __user *buf,
1271                         size_t count,
1272                         size_t *offset)
1273 {
1274         return stream->perf->ops.read(stream, buf, count, offset);
1275 }
1276
1277 static struct intel_context *oa_pin_context(struct i915_perf_stream *stream)
1278 {
1279         struct i915_gem_engines_iter it;
1280         struct i915_gem_context *ctx = stream->ctx;
1281         struct intel_context *ce;
1282         struct i915_gem_ww_ctx ww;
1283         int err = -ENODEV;
1284
1285         for_each_gem_engine(ce, i915_gem_context_lock_engines(ctx), it) {
1286                 if (ce->engine != stream->engine) /* first match! */
1287                         continue;
1288
1289                 err = 0;
1290                 break;
1291         }
1292         i915_gem_context_unlock_engines(ctx);
1293
1294         if (err)
1295                 return ERR_PTR(err);
1296
1297         i915_gem_ww_ctx_init(&ww, true);
1298 retry:
1299         /*
1300          * As the ID is the gtt offset of the context's vma we
1301          * pin the vma to ensure the ID remains fixed.
1302          */
1303         err = intel_context_pin_ww(ce, &ww);
1304         if (err == -EDEADLK) {
1305                 err = i915_gem_ww_ctx_backoff(&ww);
1306                 if (!err)
1307                         goto retry;
1308         }
1309         i915_gem_ww_ctx_fini(&ww);
1310
1311         if (err)
1312                 return ERR_PTR(err);
1313
1314         stream->pinned_ctx = ce;
1315         return stream->pinned_ctx;
1316 }
1317
1318 static int
1319 __store_reg_to_mem(struct i915_request *rq, i915_reg_t reg, u32 ggtt_offset)
1320 {
1321         u32 *cs, cmd;
1322
1323         cmd = MI_STORE_REGISTER_MEM | MI_SRM_LRM_GLOBAL_GTT;
1324         if (GRAPHICS_VER(rq->engine->i915) >= 8)
1325                 cmd++;
1326
1327         cs = intel_ring_begin(rq, 4);
1328         if (IS_ERR(cs))
1329                 return PTR_ERR(cs);
1330
1331         *cs++ = cmd;
1332         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(reg);
1333         *cs++ = ggtt_offset;
1334         *cs++ = 0;
1335
1336         intel_ring_advance(rq, cs);
1337
1338         return 0;
1339 }
1340
1341 static int
1342 __read_reg(struct intel_context *ce, i915_reg_t reg, u32 ggtt_offset)
1343 {
1344         struct i915_request *rq;
1345         int err;
1346
1347         rq = i915_request_create(ce);
1348         if (IS_ERR(rq))
1349                 return PTR_ERR(rq);
1350
1351         i915_request_get(rq);
1352
1353         err = __store_reg_to_mem(rq, reg, ggtt_offset);
1354
1355         i915_request_add(rq);
1356         if (!err && i915_request_wait(rq, 0, HZ / 2) < 0)
1357                 err = -ETIME;
1358
1359         i915_request_put(rq);
1360
1361         return err;
1362 }
1363
1364 static int
1365 gen12_guc_sw_ctx_id(struct intel_context *ce, u32 *ctx_id)
1366 {
1367         struct i915_vma *scratch;
1368         u32 *val;
1369         int err;
1370
1371         scratch = __vm_create_scratch_for_read_pinned(&ce->engine->gt->ggtt->vm, 4);
1372         if (IS_ERR(scratch))
1373                 return PTR_ERR(scratch);
1374
1375         err = i915_vma_sync(scratch);
1376         if (err)
1377                 goto err_scratch;
1378
1379         err = __read_reg(ce, RING_EXECLIST_STATUS_HI(ce->engine->mmio_base),
1380                          i915_ggtt_offset(scratch));
1381         if (err)
1382                 goto err_scratch;
1383
1384         val = i915_gem_object_pin_map_unlocked(scratch->obj, I915_MAP_WB);
1385         if (IS_ERR(val)) {
1386                 err = PTR_ERR(val);
1387                 goto err_scratch;
1388         }
1389
1390         *ctx_id = *val;
1391         i915_gem_object_unpin_map(scratch->obj);
1392
1393 err_scratch:
1394         i915_vma_unpin_and_release(&scratch, 0);
1395         return err;
1396 }
1397
1398 /*
1399  * For execlist mode of submission, pick an unused context id
1400  * 0 - (NUM_CONTEXT_TAG -1) are used by other contexts
1401  * XXX_MAX_CONTEXT_HW_ID is used by idle context
1402  *
1403  * For GuC mode of submission read context id from the upper dword of the
1404  * EXECLIST_STATUS register. Note that we read this value only once and expect
1405  * that the value stays fixed for the entire OA use case. There are cases where
1406  * GuC KMD implementation may deregister a context to reuse it's context id, but
1407  * we prevent that from happening to the OA context by pinning it.
1408  */
1409 static int gen12_get_render_context_id(struct i915_perf_stream *stream)
1410 {
1411         u32 ctx_id, mask;
1412         int ret;
1413
1414         if (intel_engine_uses_guc(stream->engine)) {
1415                 ret = gen12_guc_sw_ctx_id(stream->pinned_ctx, &ctx_id);
1416                 if (ret)
1417                         return ret;
1418
1419                 mask = ((1U << GEN12_GUC_SW_CTX_ID_WIDTH) - 1) <<
1420                         (GEN12_GUC_SW_CTX_ID_SHIFT - 32);
1421         } else if (GRAPHICS_VER_FULL(stream->engine->i915) >= IP_VER(12, 50)) {
1422                 ctx_id = (XEHP_MAX_CONTEXT_HW_ID - 1) <<
1423                         (XEHP_SW_CTX_ID_SHIFT - 32);
1424
1425                 mask = ((1U << XEHP_SW_CTX_ID_WIDTH) - 1) <<
1426                         (XEHP_SW_CTX_ID_SHIFT - 32);
1427         } else {
1428                 ctx_id = (GEN12_MAX_CONTEXT_HW_ID - 1) <<
1429                          (GEN11_SW_CTX_ID_SHIFT - 32);
1430
1431                 mask = ((1U << GEN11_SW_CTX_ID_WIDTH) - 1) <<
1432                         (GEN11_SW_CTX_ID_SHIFT - 32);
1433         }
1434         stream->specific_ctx_id = ctx_id & mask;
1435         stream->specific_ctx_id_mask = mask;
1436
1437         return 0;
1438 }
1439
1440 static bool oa_find_reg_in_lri(u32 *state, u32 reg, u32 *offset, u32 end)
1441 {
1442         u32 idx = *offset;
1443         u32 len = min(MI_LRI_LEN(state[idx]) + idx, end);
1444         bool found = false;
1445
1446         idx++;
1447         for (; idx < len; idx += 2) {
1448                 if (state[idx] == reg) {
1449                         found = true;
1450                         break;
1451                 }
1452         }
1453
1454         *offset = idx;
1455         return found;
1456 }
1457
1458 static u32 oa_context_image_offset(struct intel_context *ce, u32 reg)
1459 {
1460         u32 offset, len = (ce->engine->context_size - PAGE_SIZE) / 4;
1461         u32 *state = ce->lrc_reg_state;
1462
1463         if (drm_WARN_ON(&ce->engine->i915->drm, !state))
1464                 return U32_MAX;
1465
1466         for (offset = 0; offset < len; ) {
1467                 if (IS_MI_LRI_CMD(state[offset])) {
1468                         /*
1469                          * We expect reg-value pairs in MI_LRI command, so
1470                          * MI_LRI_LEN() should be even, if not, issue a warning.
1471                          */
1472                         drm_WARN_ON(&ce->engine->i915->drm,
1473                                     MI_LRI_LEN(state[offset]) & 0x1);
1474
1475                         if (oa_find_reg_in_lri(state, reg, &offset, len))
1476                                 break;
1477                 } else {
1478                         offset++;
1479                 }
1480         }
1481
1482         return offset < len ? offset : U32_MAX;
1483 }
1484
1485 static int set_oa_ctx_ctrl_offset(struct intel_context *ce)
1486 {
1487         i915_reg_t reg = GEN12_OACTXCONTROL(ce->engine->mmio_base);
1488         struct i915_perf *perf = &ce->engine->i915->perf;
1489         u32 offset = perf->ctx_oactxctrl_offset;
1490
1491         /* Do this only once. Failure is stored as offset of U32_MAX */
1492         if (offset)
1493                 goto exit;
1494
1495         offset = oa_context_image_offset(ce, i915_mmio_reg_offset(reg));
1496         perf->ctx_oactxctrl_offset = offset;
1497
1498         drm_dbg(&ce->engine->i915->drm,
1499                 "%s oa ctx control at 0x%08x dword offset\n",
1500                 ce->engine->name, offset);
1501
1502 exit:
1503         return offset && offset != U32_MAX ? 0 : -ENODEV;
1504 }
1505
1506 static bool engine_supports_mi_query(struct intel_engine_cs *engine)
1507 {
1508         return engine->class == RENDER_CLASS;
1509 }
1510
1511 /**
1512  * oa_get_render_ctx_id - determine and hold ctx hw id
1513  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1514  *
1515  * Determine the render context hw id, and ensure it remains fixed for the
1516  * lifetime of the stream. This ensures that we don't have to worry about
1517  * updating the context ID in OACONTROL on the fly.
1518  *
1519  * Returns: zero on success or a negative error code
1520  */
1521 static int oa_get_render_ctx_id(struct i915_perf_stream *stream)
1522 {
1523         struct intel_context *ce;
1524         int ret = 0;
1525
1526         ce = oa_pin_context(stream);
1527         if (IS_ERR(ce))
1528                 return PTR_ERR(ce);
1529
1530         if (engine_supports_mi_query(stream->engine) &&
1531             HAS_LOGICAL_RING_CONTEXTS(stream->perf->i915)) {
1532                 /*
1533                  * We are enabling perf query here. If we don't find the context
1534                  * offset here, just return an error.
1535                  */
1536                 ret = set_oa_ctx_ctrl_offset(ce);
1537                 if (ret) {
1538                         intel_context_unpin(ce);
1539                         drm_err(&stream->perf->i915->drm,
1540                                 "Enabling perf query failed for %s\n",
1541                                 stream->engine->name);
1542                         return ret;
1543                 }
1544         }
1545
1546         switch (GRAPHICS_VER(ce->engine->i915)) {
1547         case 7: {
1548                 /*
1549                  * On Haswell we don't do any post processing of the reports
1550                  * and don't need to use the mask.
1551                  */
1552                 stream->specific_ctx_id = i915_ggtt_offset(ce->state);
1553                 stream->specific_ctx_id_mask = 0;
1554                 break;
1555         }
1556
1557         case 8:
1558         case 9:
1559                 if (intel_engine_uses_guc(ce->engine)) {
1560                         /*
1561                          * When using GuC, the context descriptor we write in
1562                          * i915 is read by GuC and rewritten before it's
1563                          * actually written into the hardware. The LRCA is
1564                          * what is put into the context id field of the
1565                          * context descriptor by GuC. Because it's aligned to
1566                          * a page, the lower 12bits are always at 0 and
1567                          * dropped by GuC. They won't be part of the context
1568                          * ID in the OA reports, so squash those lower bits.
1569                          */
1570                         stream->specific_ctx_id = ce->lrc.lrca >> 12;
1571
1572                         /*
1573                          * GuC uses the top bit to signal proxy submission, so
1574                          * ignore that bit.
1575                          */
1576                         stream->specific_ctx_id_mask =
1577                                 (1U << (GEN8_CTX_ID_WIDTH - 1)) - 1;
1578                 } else {
1579                         stream->specific_ctx_id_mask =
1580                                 (1U << GEN8_CTX_ID_WIDTH) - 1;
1581                         stream->specific_ctx_id = stream->specific_ctx_id_mask;
1582                 }
1583                 break;
1584
1585         case 11:
1586         case 12:
1587                 ret = gen12_get_render_context_id(stream);
1588                 break;
1589
1590         default:
1591                 MISSING_CASE(GRAPHICS_VER(ce->engine->i915));
1592         }
1593
1594         ce->tag = stream->specific_ctx_id;
1595
1596         drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
1597                 "filtering on ctx_id=0x%x ctx_id_mask=0x%x\n",
1598                 stream->specific_ctx_id,
1599                 stream->specific_ctx_id_mask);
1600
1601         return ret;
1602 }
1603
1604 /**
1605  * oa_put_render_ctx_id - counterpart to oa_get_render_ctx_id releases hold
1606  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1607  *
1608  * In case anything needed doing to ensure the context HW ID would remain valid
1609  * for the lifetime of the stream, then that can be undone here.
1610  */
1611 static void oa_put_render_ctx_id(struct i915_perf_stream *stream)
1612 {
1613         struct intel_context *ce;
1614
1615         ce = fetch_and_zero(&stream->pinned_ctx);
1616         if (ce) {
1617                 ce->tag = 0; /* recomputed on next submission after parking */
1618                 intel_context_unpin(ce);
1619         }
1620
1621         stream->specific_ctx_id = INVALID_CTX_ID;
1622         stream->specific_ctx_id_mask = 0;
1623 }
1624
1625 static void
1626 free_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1627 {
1628         i915_vma_unpin_and_release(&stream->oa_buffer.vma,
1629                                    I915_VMA_RELEASE_MAP);
1630
1631         stream->oa_buffer.vaddr = NULL;
1632 }
1633
1634 static void
1635 free_oa_configs(struct i915_perf_stream *stream)
1636 {
1637         struct i915_oa_config_bo *oa_bo, *tmp;
1638
1639         i915_oa_config_put(stream->oa_config);
1640         llist_for_each_entry_safe(oa_bo, tmp, stream->oa_config_bos.first, node)
1641                 free_oa_config_bo(oa_bo);
1642 }
1643
1644 static void
1645 free_noa_wait(struct i915_perf_stream *stream)
1646 {
1647         i915_vma_unpin_and_release(&stream->noa_wait, 0);
1648 }
1649
1650 static bool engine_supports_oa(const struct intel_engine_cs *engine)
1651 {
1652         return engine->oa_group;
1653 }
1654
1655 static bool engine_supports_oa_format(struct intel_engine_cs *engine, int type)
1656 {
1657         return engine->oa_group && engine->oa_group->type == type;
1658 }
1659
1660 static void i915_oa_stream_destroy(struct i915_perf_stream *stream)
1661 {
1662         struct i915_perf *perf = stream->perf;
1663         struct intel_gt *gt = stream->engine->gt;
1664         struct i915_perf_group *g = stream->engine->oa_group;
1665
1666         if (WARN_ON(stream != g->exclusive_stream))
1667                 return;
1668
1669         /*
1670          * Unset exclusive_stream first, it will be checked while disabling
1671          * the metric set on gen8+.
1672          *
1673          * See i915_oa_init_reg_state() and lrc_configure_all_contexts()
1674          */
1675         WRITE_ONCE(g->exclusive_stream, NULL);
1676         perf->ops.disable_metric_set(stream);
1677
1678         free_oa_buffer(stream);
1679
1680         /*
1681          * Wa_16011777198:dg2: Unset the override of GUCRC mode to enable rc6.
1682          */
1683         if (stream->override_gucrc)
1684                 drm_WARN_ON(&gt->i915->drm,
1685                             intel_guc_slpc_unset_gucrc_mode(&gt->uc.guc.slpc));
1686
1687         intel_uncore_forcewake_put(stream->uncore, FORCEWAKE_ALL);
1688         intel_engine_pm_put(stream->engine);
1689
1690         if (stream->ctx)
1691                 oa_put_render_ctx_id(stream);
1692
1693         free_oa_configs(stream);
1694         free_noa_wait(stream);
1695
1696         if (perf->spurious_report_rs.missed) {
1697                 drm_notice(&gt->i915->drm,
1698                            "%d spurious OA report notices suppressed due to ratelimiting\n",
1699                            perf->spurious_report_rs.missed);
1700         }
1701 }
1702
1703 static void gen7_init_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1704 {
1705         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1706         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
1707         unsigned long flags;
1708
1709         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1710
1711         /* Pre-DevBDW: OABUFFER must be set with counters off,
1712          * before OASTATUS1, but after OASTATUS2
1713          */
1714         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OASTATUS2, /* head */
1715                            gtt_offset | GEN7_OASTATUS2_MEM_SELECT_GGTT);
1716         stream->oa_buffer.head = gtt_offset;
1717
1718         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OABUFFER, gtt_offset);
1719
1720         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OASTATUS1, /* tail */
1721                            gtt_offset | OABUFFER_SIZE_16M);
1722
1723         /* Mark that we need updated tail pointers to read from... */
1724         stream->oa_buffer.aging_tail = INVALID_TAIL_PTR;
1725         stream->oa_buffer.tail = gtt_offset;
1726
1727         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1728
1729         /* On Haswell we have to track which OASTATUS1 flags we've
1730          * already seen since they can't be cleared while periodic
1731          * sampling is enabled.
1732          */
1733         stream->perf->gen7_latched_oastatus1 = 0;
1734
1735         /* NB: although the OA buffer will initially be allocated
1736          * zeroed via shmfs (and so this memset is redundant when
1737          * first allocating), we may re-init the OA buffer, either
1738          * when re-enabling a stream or in error/reset paths.
1739          *
1740          * The reason we clear the buffer for each re-init is for the
1741          * sanity check in gen7_append_oa_reports() that looks at the
1742          * report-id field to make sure it's non-zero which relies on
1743          * the assumption that new reports are being written to zeroed
1744          * memory...
1745          */
1746         memset(stream->oa_buffer.vaddr, 0, OA_BUFFER_SIZE);
1747 }
1748
1749 static void gen8_init_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1750 {
1751         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1752         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
1753         unsigned long flags;
1754
1755         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1756
1757         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OASTATUS, 0);
1758         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OAHEADPTR, gtt_offset);
1759         stream->oa_buffer.head = gtt_offset;
1760
1761         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OABUFFER_UDW, 0);
1762
1763         /*
1764          * PRM says:
1765          *
1766          *  "This MMIO must be set before the OATAILPTR
1767          *  register and after the OAHEADPTR register. This is
1768          *  to enable proper functionality of the overflow
1769          *  bit."
1770          */
1771         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OABUFFER, gtt_offset |
1772                    OABUFFER_SIZE_16M | GEN8_OABUFFER_MEM_SELECT_GGTT);
1773         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OATAILPTR, gtt_offset & GEN8_OATAILPTR_MASK);
1774
1775         /* Mark that we need updated tail pointers to read from... */
1776         stream->oa_buffer.aging_tail = INVALID_TAIL_PTR;
1777         stream->oa_buffer.tail = gtt_offset;
1778
1779         /*
1780          * Reset state used to recognise context switches, affecting which
1781          * reports we will forward to userspace while filtering for a single
1782          * context.
1783          */
1784         stream->oa_buffer.last_ctx_id = INVALID_CTX_ID;
1785
1786         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1787
1788         /*
1789          * NB: although the OA buffer will initially be allocated
1790          * zeroed via shmfs (and so this memset is redundant when
1791          * first allocating), we may re-init the OA buffer, either
1792          * when re-enabling a stream or in error/reset paths.
1793          *
1794          * The reason we clear the buffer for each re-init is for the
1795          * sanity check in gen8_append_oa_reports() that looks at the
1796          * reason field to make sure it's non-zero which relies on
1797          * the assumption that new reports are being written to zeroed
1798          * memory...
1799          */
1800         memset(stream->oa_buffer.vaddr, 0, OA_BUFFER_SIZE);
1801 }
1802
1803 static void gen12_init_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1804 {
1805         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1806         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
1807         unsigned long flags;
1808
1809         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1810
1811         intel_uncore_write(uncore, __oa_regs(stream)->oa_status, 0);
1812         intel_uncore_write(uncore, __oa_regs(stream)->oa_head_ptr,
1813                            gtt_offset & GEN12_OAG_OAHEADPTR_MASK);
1814         stream->oa_buffer.head = gtt_offset;
1815
1816         /*
1817          * PRM says:
1818          *
1819          *  "This MMIO must be set before the OATAILPTR
1820          *  register and after the OAHEADPTR register. This is
1821          *  to enable proper functionality of the overflow
1822          *  bit."
1823          */
1824         intel_uncore_write(uncore, __oa_regs(stream)->oa_buffer, gtt_offset |
1825                            OABUFFER_SIZE_16M | GEN8_OABUFFER_MEM_SELECT_GGTT);
1826         intel_uncore_write(uncore, __oa_regs(stream)->oa_tail_ptr,
1827                            gtt_offset & GEN12_OAG_OATAILPTR_MASK);
1828
1829         /* Mark that we need updated tail pointers to read from... */
1830         stream->oa_buffer.aging_tail = INVALID_TAIL_PTR;
1831         stream->oa_buffer.tail = gtt_offset;
1832
1833         /*
1834          * Reset state used to recognise context switches, affecting which
1835          * reports we will forward to userspace while filtering for a single
1836          * context.
1837          */
1838         stream->oa_buffer.last_ctx_id = INVALID_CTX_ID;
1839
1840         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1841
1842         /*
1843          * NB: although the OA buffer will initially be allocated
1844          * zeroed via shmfs (and so this memset is redundant when
1845          * first allocating), we may re-init the OA buffer, either
1846          * when re-enabling a stream or in error/reset paths.
1847          *
1848          * The reason we clear the buffer for each re-init is for the
1849          * sanity check in gen8_append_oa_reports() that looks at the
1850          * reason field to make sure it's non-zero which relies on
1851          * the assumption that new reports are being written to zeroed
1852          * memory...
1853          */
1854         memset(stream->oa_buffer.vaddr, 0,
1855                stream->oa_buffer.vma->size);
1856 }
1857
1858 static int alloc_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1859 {
1860         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
1861         struct intel_gt *gt = stream->engine->gt;
1862         struct drm_i915_gem_object *bo;
1863         struct i915_vma *vma;
1864         int ret;
1865
1866         if (drm_WARN_ON(&i915->drm, stream->oa_buffer.vma))
1867                 return -ENODEV;
1868
1869         BUILD_BUG_ON_NOT_POWER_OF_2(OA_BUFFER_SIZE);
1870         BUILD_BUG_ON(OA_BUFFER_SIZE < SZ_128K || OA_BUFFER_SIZE > SZ_16M);
1871
1872         bo = i915_gem_object_create_shmem(stream->perf->i915, OA_BUFFER_SIZE);
1873         if (IS_ERR(bo)) {
1874                 drm_err(&i915->drm, "Failed to allocate OA buffer\n");
1875                 return PTR_ERR(bo);
1876         }
1877
1878         i915_gem_object_set_cache_coherency(bo, I915_CACHE_LLC);
1879
1880         /* PreHSW required 512K alignment, HSW requires 16M */
1881         vma = i915_vma_instance(bo, &gt->ggtt->vm, NULL);
1882         if (IS_ERR(vma)) {
1883                 ret = PTR_ERR(vma);
1884                 goto err_unref;
1885         }
1886
1887         /*
1888          * PreHSW required 512K alignment.
1889          * HSW and onwards, align to requested size of OA buffer.
1890          */
1891         ret = i915_vma_pin(vma, 0, SZ_16M, PIN_GLOBAL | PIN_HIGH);
1892         if (ret) {
1893                 drm_err(&gt->i915->drm, "Failed to pin OA buffer %d\n", ret);
1894                 goto err_unref;
1895         }
1896
1897         stream->oa_buffer.vma = vma;
1898
1899         stream->oa_buffer.vaddr =
1900                 i915_gem_object_pin_map_unlocked(bo, I915_MAP_WB);
1901         if (IS_ERR(stream->oa_buffer.vaddr)) {
1902                 ret = PTR_ERR(stream->oa_buffer.vaddr);
1903                 goto err_unpin;
1904         }
1905
1906         return 0;
1907
1908 err_unpin:
1909         __i915_vma_unpin(vma);
1910
1911 err_unref:
1912         i915_gem_object_put(bo);
1913
1914         stream->oa_buffer.vaddr = NULL;
1915         stream->oa_buffer.vma = NULL;
1916
1917         return ret;
1918 }
1919
1920 static u32 *save_restore_register(struct i915_perf_stream *stream, u32 *cs,
1921                                   bool save, i915_reg_t reg, u32 offset,
1922                                   u32 dword_count)
1923 {
1924         u32 cmd;
1925         u32 d;
1926
1927         cmd = save ? MI_STORE_REGISTER_MEM : MI_LOAD_REGISTER_MEM;
1928         cmd |= MI_SRM_LRM_GLOBAL_GTT;
1929         if (GRAPHICS_VER(stream->perf->i915) >= 8)
1930                 cmd++;
1931
1932         for (d = 0; d < dword_count; d++) {
1933                 *cs++ = cmd;
1934                 *cs++ = i915_mmio_reg_offset(reg) + 4 * d;
1935                 *cs++ = i915_ggtt_offset(stream->noa_wait) + offset + 4 * d;
1936                 *cs++ = 0;
1937         }
1938
1939         return cs;
1940 }
1941
1942 static int alloc_noa_wait(struct i915_perf_stream *stream)
1943 {
1944         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
1945         struct intel_gt *gt = stream->engine->gt;
1946         struct drm_i915_gem_object *bo;
1947         struct i915_vma *vma;
1948         const u64 delay_ticks = 0xffffffffffffffff -
1949                 intel_gt_ns_to_clock_interval(to_gt(stream->perf->i915),
1950                 atomic64_read(&stream->perf->noa_programming_delay));
1951         const u32 base = stream->engine->mmio_base;
1952 #define CS_GPR(x) GEN8_RING_CS_GPR(base, x)
1953         u32 *batch, *ts0, *cs, *jump;
1954         struct i915_gem_ww_ctx ww;
1955         int ret, i;
1956         enum {
1957                 START_TS,
1958                 NOW_TS,
1959                 DELTA_TS,
1960                 JUMP_PREDICATE,
1961                 DELTA_TARGET,
1962                 N_CS_GPR
1963         };
1964         i915_reg_t mi_predicate_result = HAS_MI_SET_PREDICATE(i915) ?
1965                                           MI_PREDICATE_RESULT_2_ENGINE(base) :
1966                                           MI_PREDICATE_RESULT_1(RENDER_RING_BASE);
1967
1968         /*
1969          * gt->scratch was being used to save/restore the GPR registers, but on
1970          * MTL the scratch uses stolen lmem. An MI_SRM to this memory region
1971          * causes an engine hang. Instead allocate an additional page here to
1972          * save/restore GPR registers
1973          */
1974         bo = i915_gem_object_create_internal(i915, 8192);
1975         if (IS_ERR(bo)) {
1976                 drm_err(&i915->drm,
1977                         "Failed to allocate NOA wait batchbuffer\n");
1978                 return PTR_ERR(bo);
1979         }
1980
1981         i915_gem_ww_ctx_init(&ww, true);
1982 retry:
1983         ret = i915_gem_object_lock(bo, &ww);
1984         if (ret)
1985                 goto out_ww;
1986
1987         /*
1988          * We pin in GGTT because we jump into this buffer now because
1989          * multiple OA config BOs will have a jump to this address and it
1990          * needs to be fixed during the lifetime of the i915/perf stream.
1991          */
1992         vma = i915_vma_instance(bo, &gt->ggtt->vm, NULL);
1993         if (IS_ERR(vma)) {
1994                 ret = PTR_ERR(vma);
1995                 goto out_ww;
1996         }
1997
1998         ret = i915_vma_pin_ww(vma, &ww, 0, 0, PIN_GLOBAL | PIN_HIGH);
1999         if (ret)
2000                 goto out_ww;
2001
2002         batch = cs = i915_gem_object_pin_map(bo, I915_MAP_WB);
2003         if (IS_ERR(batch)) {
2004                 ret = PTR_ERR(batch);
2005                 goto err_unpin;
2006         }
2007
2008         stream->noa_wait = vma;
2009
2010 #define GPR_SAVE_OFFSET 4096
2011 #define PREDICATE_SAVE_OFFSET 4160
2012
2013         /* Save registers. */
2014         for (i = 0; i < N_CS_GPR; i++)
2015                 cs = save_restore_register(
2016                         stream, cs, true /* save */, CS_GPR(i),
2017                         GPR_SAVE_OFFSET + 8 * i, 2);
2018         cs = save_restore_register(
2019                 stream, cs, true /* save */, mi_predicate_result,
2020                 PREDICATE_SAVE_OFFSET, 1);
2021
2022         /* First timestamp snapshot location. */
2023         ts0 = cs;
2024
2025         /*
2026          * Initial snapshot of the timestamp register to implement the wait.
2027          * We work with 32b values, so clear out the top 32b bits of the
2028          * register because the ALU works 64bits.
2029          */
2030         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(1);
2031         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(START_TS)) + 4;
2032         *cs++ = 0;
2033         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
2034         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(RING_TIMESTAMP(base));
2035         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(START_TS));
2036
2037         /*
2038          * This is the location we're going to jump back into until the
2039          * required amount of time has passed.
2040          */
2041         jump = cs;
2042
2043         /*
2044          * Take another snapshot of the timestamp register. Take care to clear
2045          * up the top 32bits of CS_GPR(1) as we're using it for other
2046          * operations below.
2047          */
2048         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(1);
2049         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(NOW_TS)) + 4;
2050         *cs++ = 0;
2051         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
2052         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(RING_TIMESTAMP(base));
2053         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(NOW_TS));
2054
2055         /*
2056          * Do a diff between the 2 timestamps and store the result back into
2057          * CS_GPR(1).
2058          */
2059         *cs++ = MI_MATH(5);
2060         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCA, MI_MATH_REG(NOW_TS));
2061         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCB, MI_MATH_REG(START_TS));
2062         *cs++ = MI_MATH_SUB;
2063         *cs++ = MI_MATH_STORE(MI_MATH_REG(DELTA_TS), MI_MATH_REG_ACCU);
2064         *cs++ = MI_MATH_STORE(MI_MATH_REG(JUMP_PREDICATE), MI_MATH_REG_CF);
2065
2066         /*
2067          * Transfer the carry flag (set to 1 if ts1 < ts0, meaning the
2068          * timestamp have rolled over the 32bits) into the predicate register
2069          * to be used for the predicated jump.
2070          */
2071         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
2072         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(JUMP_PREDICATE));
2073         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(mi_predicate_result);
2074
2075         if (HAS_MI_SET_PREDICATE(i915))
2076                 *cs++ = MI_SET_PREDICATE | 1;
2077
2078         /* Restart from the beginning if we had timestamps roll over. */
2079         *cs++ = (GRAPHICS_VER(i915) < 8 ?
2080                  MI_BATCH_BUFFER_START :
2081                  MI_BATCH_BUFFER_START_GEN8) |
2082                 MI_BATCH_PREDICATE;
2083         *cs++ = i915_ggtt_offset(vma) + (ts0 - batch) * 4;
2084         *cs++ = 0;
2085
2086         if (HAS_MI_SET_PREDICATE(i915))
2087                 *cs++ = MI_SET_PREDICATE;
2088
2089         /*
2090          * Now add the diff between to previous timestamps and add it to :
2091          *      (((1 * << 64) - 1) - delay_ns)
2092          *
2093          * When the Carry Flag contains 1 this means the elapsed time is
2094          * longer than the expected delay, and we can exit the wait loop.
2095          */
2096         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(2);
2097         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(DELTA_TARGET));
2098         *cs++ = lower_32_bits(delay_ticks);
2099         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(DELTA_TARGET)) + 4;
2100         *cs++ = upper_32_bits(delay_ticks);
2101
2102         *cs++ = MI_MATH(4);
2103         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCA, MI_MATH_REG(DELTA_TS));
2104         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCB, MI_MATH_REG(DELTA_TARGET));
2105         *cs++ = MI_MATH_ADD;
2106         *cs++ = MI_MATH_STOREINV(MI_MATH_REG(JUMP_PREDICATE), MI_MATH_REG_CF);
2107
2108         *cs++ = MI_ARB_CHECK;
2109
2110         /*
2111          * Transfer the result into the predicate register to be used for the
2112          * predicated jump.
2113          */
2114         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
2115         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(JUMP_PREDICATE));
2116         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(mi_predicate_result);
2117
2118         if (HAS_MI_SET_PREDICATE(i915))
2119                 *cs++ = MI_SET_PREDICATE | 1;
2120
2121         /* Predicate the jump.  */
2122         *cs++ = (GRAPHICS_VER(i915) < 8 ?
2123                  MI_BATCH_BUFFER_START :
2124                  MI_BATCH_BUFFER_START_GEN8) |
2125                 MI_BATCH_PREDICATE;
2126         *cs++ = i915_ggtt_offset(vma) + (jump - batch) * 4;
2127         *cs++ = 0;
2128
2129         if (HAS_MI_SET_PREDICATE(i915))
2130                 *cs++ = MI_SET_PREDICATE;
2131
2132         /* Restore registers. */
2133         for (i = 0; i < N_CS_GPR; i++)
2134                 cs = save_restore_register(
2135                         stream, cs, false /* restore */, CS_GPR(i),
2136                         GPR_SAVE_OFFSET + 8 * i, 2);
2137         cs = save_restore_register(
2138                 stream, cs, false /* restore */, mi_predicate_result,
2139                 PREDICATE_SAVE_OFFSET, 1);
2140
2141         /* And return to the ring. */
2142         *cs++ = MI_BATCH_BUFFER_END;
2143
2144         GEM_BUG_ON(cs - batch > PAGE_SIZE / sizeof(*batch));
2145
2146         i915_gem_object_flush_map(bo);
2147         __i915_gem_object_release_map(bo);
2148
2149         goto out_ww;
2150
2151 err_unpin:
2152         i915_vma_unpin_and_release(&vma, 0);
2153 out_ww:
2154         if (ret == -EDEADLK) {
2155                 ret = i915_gem_ww_ctx_backoff(&ww);
2156                 if (!ret)
2157                         goto retry;
2158         }
2159         i915_gem_ww_ctx_fini(&ww);
2160         if (ret)
2161                 i915_gem_object_put(bo);
2162         return ret;
2163 }
2164
2165 static u32 *write_cs_mi_lri(u32 *cs,
2166                             const struct i915_oa_reg *reg_data,
2167                             u32 n_regs)
2168 {
2169         u32 i;
2170
2171         for (i = 0; i < n_regs; i++) {
2172                 if ((i % MI_LOAD_REGISTER_IMM_MAX_REGS) == 0) {
2173                         u32 n_lri = min_t(u32,
2174                                           n_regs - i,
2175                                           MI_LOAD_REGISTER_IMM_MAX_REGS);
2176
2177                         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(n_lri);
2178                 }
2179                 *cs++ = i915_mmio_reg_offset(reg_data[i].addr);
2180                 *cs++ = reg_data[i].value;
2181         }
2182
2183         return cs;
2184 }
2185
2186 static int num_lri_dwords(int num_regs)
2187 {
2188         int count = 0;
2189
2190         if (num_regs > 0) {
2191                 count += DIV_ROUND_UP(num_regs, MI_LOAD_REGISTER_IMM_MAX_REGS);
2192                 count += num_regs * 2;
2193         }
2194
2195         return count;
2196 }
2197
2198 static struct i915_oa_config_bo *
2199 alloc_oa_config_buffer(struct i915_perf_stream *stream,
2200                        struct i915_oa_config *oa_config)
2201 {
2202         struct drm_i915_gem_object *obj;
2203         struct i915_oa_config_bo *oa_bo;
2204         struct i915_gem_ww_ctx ww;
2205         size_t config_length = 0;
2206         u32 *cs;
2207         int err;
2208
2209         oa_bo = kzalloc(sizeof(*oa_bo), GFP_KERNEL);
2210         if (!oa_bo)
2211                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2212
2213         config_length += num_lri_dwords(oa_config->mux_regs_len);
2214         config_length += num_lri_dwords(oa_config->b_counter_regs_len);
2215         config_length += num_lri_dwords(oa_config->flex_regs_len);
2216         config_length += 3; /* MI_BATCH_BUFFER_START */
2217         config_length = ALIGN(sizeof(u32) * config_length, I915_GTT_PAGE_SIZE);
2218
2219         obj = i915_gem_object_create_shmem(stream->perf->i915, config_length);
2220         if (IS_ERR(obj)) {
2221                 err = PTR_ERR(obj);
2222                 goto err_free;
2223         }
2224
2225         i915_gem_ww_ctx_init(&ww, true);
2226 retry:
2227         err = i915_gem_object_lock(obj, &ww);
2228         if (err)
2229                 goto out_ww;
2230
2231         cs = i915_gem_object_pin_map(obj, I915_MAP_WB);
2232         if (IS_ERR(cs)) {
2233                 err = PTR_ERR(cs);
2234                 goto out_ww;
2235         }
2236
2237         cs = write_cs_mi_lri(cs,
2238                              oa_config->mux_regs,
2239                              oa_config->mux_regs_len);
2240         cs = write_cs_mi_lri(cs,
2241                              oa_config->b_counter_regs,
2242                              oa_config->b_counter_regs_len);
2243         cs = write_cs_mi_lri(cs,
2244                              oa_config->flex_regs,
2245                              oa_config->flex_regs_len);
2246
2247         /* Jump into the active wait. */
2248         *cs++ = (GRAPHICS_VER(stream->perf->i915) < 8 ?
2249                  MI_BATCH_BUFFER_START :
2250                  MI_BATCH_BUFFER_START_GEN8);
2251         *cs++ = i915_ggtt_offset(stream->noa_wait);
2252         *cs++ = 0;
2253
2254         i915_gem_object_flush_map(obj);
2255         __i915_gem_object_release_map(obj);
2256
2257         oa_bo->vma = i915_vma_instance(obj,
2258                                        &stream->engine->gt->ggtt->vm,
2259                                        NULL);
2260         if (IS_ERR(oa_bo->vma)) {
2261                 err = PTR_ERR(oa_bo->vma);
2262                 goto out_ww;
2263         }
2264
2265         oa_bo->oa_config = i915_oa_config_get(oa_config);
2266         llist_add(&oa_bo->node, &stream->oa_config_bos);
2267
2268 out_ww:
2269         if (err == -EDEADLK) {
2270                 err = i915_gem_ww_ctx_backoff(&ww);
2271                 if (!err)
2272                         goto retry;
2273         }
2274         i915_gem_ww_ctx_fini(&ww);
2275
2276         if (err)
2277                 i915_gem_object_put(obj);
2278 err_free:
2279         if (err) {
2280                 kfree(oa_bo);
2281                 return ERR_PTR(err);
2282         }
2283         return oa_bo;
2284 }
2285
2286 static struct i915_vma *
2287 get_oa_vma(struct i915_perf_stream *stream, struct i915_oa_config *oa_config)
2288 {
2289         struct i915_oa_config_bo *oa_bo;
2290
2291         /*
2292          * Look for the buffer in the already allocated BOs attached
2293          * to the stream.
2294          */
2295         llist_for_each_entry(oa_bo, stream->oa_config_bos.first, node) {
2296                 if (oa_bo->oa_config == oa_config &&
2297                     memcmp(oa_bo->oa_config->uuid,
2298                            oa_config->uuid,
2299                            sizeof(oa_config->uuid)) == 0)
2300                         goto out;
2301         }
2302
2303         oa_bo = alloc_oa_config_buffer(stream, oa_config);
2304         if (IS_ERR(oa_bo))
2305                 return ERR_CAST(oa_bo);
2306
2307 out:
2308         return i915_vma_get(oa_bo->vma);
2309 }
2310
2311 static int
2312 emit_oa_config(struct i915_perf_stream *stream,
2313                struct i915_oa_config *oa_config,
2314                struct intel_context *ce,
2315                struct i915_active *active)
2316 {
2317         struct i915_request *rq;
2318         struct i915_vma *vma;
2319         struct i915_gem_ww_ctx ww;
2320         int err;
2321
2322         vma = get_oa_vma(stream, oa_config);
2323         if (IS_ERR(vma))
2324                 return PTR_ERR(vma);
2325
2326         i915_gem_ww_ctx_init(&ww, true);
2327 retry:
2328         err = i915_gem_object_lock(vma->obj, &ww);
2329         if (err)
2330                 goto err;
2331
2332         err = i915_vma_pin_ww(vma, &ww, 0, 0, PIN_GLOBAL | PIN_HIGH);
2333         if (err)
2334                 goto err;
2335
2336         intel_engine_pm_get(ce->engine);
2337         rq = i915_request_create(ce);
2338         intel_engine_pm_put(ce->engine);
2339         if (IS_ERR(rq)) {
2340                 err = PTR_ERR(rq);
2341                 goto err_vma_unpin;
2342         }
2343
2344         if (!IS_ERR_OR_NULL(active)) {
2345                 /* After all individual context modifications */
2346                 err = i915_request_await_active(rq, active,
2347                                                 I915_ACTIVE_AWAIT_ACTIVE);
2348                 if (err)
2349                         goto err_add_request;
2350
2351                 err = i915_active_add_request(active, rq);
2352                 if (err)
2353                         goto err_add_request;
2354         }
2355
2356         err = i915_vma_move_to_active(vma, rq, 0);
2357         if (err)
2358                 goto err_add_request;
2359
2360         err = rq->engine->emit_bb_start(rq,
2361                                         i915_vma_offset(vma), 0,
2362                                         I915_DISPATCH_SECURE);
2363         if (err)
2364                 goto err_add_request;
2365
2366 err_add_request:
2367         i915_request_add(rq);
2368 err_vma_unpin:
2369         i915_vma_unpin(vma);
2370 err:
2371         if (err == -EDEADLK) {
2372                 err = i915_gem_ww_ctx_backoff(&ww);
2373                 if (!err)
2374                         goto retry;
2375         }
2376
2377         i915_gem_ww_ctx_fini(&ww);
2378         i915_vma_put(vma);
2379         return err;
2380 }
2381
2382 static struct intel_context *oa_context(struct i915_perf_stream *stream)
2383 {
2384         return stream->pinned_ctx ?: stream->engine->kernel_context;
2385 }
2386
2387 static int
2388 hsw_enable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream,
2389                       struct i915_active *active)
2390 {
2391         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2392
2393         /*
2394          * PRM:
2395          *
2396          * OA unit is using “crclk” for its functionality. When trunk
2397          * level clock gating takes place, OA clock would be gated,
2398          * unable to count the events from non-render clock domain.
2399          * Render clock gating must be disabled when OA is enabled to
2400          * count the events from non-render domain. Unit level clock
2401          * gating for RCS should also be disabled.
2402          */
2403         intel_uncore_rmw(uncore, GEN7_MISCCPCTL,
2404                          GEN7_DOP_CLOCK_GATE_ENABLE, 0);
2405         intel_uncore_rmw(uncore, GEN6_UCGCTL1,
2406                          0, GEN6_CSUNIT_CLOCK_GATE_DISABLE);
2407
2408         return emit_oa_config(stream,
2409                               stream->oa_config, oa_context(stream),
2410                               active);
2411 }
2412
2413 static void hsw_disable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2414 {
2415         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2416
2417         intel_uncore_rmw(uncore, GEN6_UCGCTL1,
2418                          GEN6_CSUNIT_CLOCK_GATE_DISABLE, 0);
2419         intel_uncore_rmw(uncore, GEN7_MISCCPCTL,
2420                          0, GEN7_DOP_CLOCK_GATE_ENABLE);
2421
2422         intel_uncore_rmw(uncore, GDT_CHICKEN_BITS, GT_NOA_ENABLE, 0);
2423 }
2424
2425 static u32 oa_config_flex_reg(const struct i915_oa_config *oa_config,
2426                               i915_reg_t reg)
2427 {
2428         u32 mmio = i915_mmio_reg_offset(reg);
2429         int i;
2430
2431         /*
2432          * This arbitrary default will select the 'EU FPU0 Pipeline
2433          * Active' event. In the future it's anticipated that there
2434          * will be an explicit 'No Event' we can select, but not yet...
2435          */
2436         if (!oa_config)
2437                 return 0;
2438
2439         for (i = 0; i < oa_config->flex_regs_len; i++) {
2440                 if (i915_mmio_reg_offset(oa_config->flex_regs[i].addr) == mmio)
2441                         return oa_config->flex_regs[i].value;
2442         }
2443
2444         return 0;
2445 }
2446 /*
2447  * NB: It must always remain pointer safe to run this even if the OA unit
2448  * has been disabled.
2449  *
2450  * It's fine to put out-of-date values into these per-context registers
2451  * in the case that the OA unit has been disabled.
2452  */
2453 static void
2454 gen8_update_reg_state_unlocked(const struct intel_context *ce,
2455                                const struct i915_perf_stream *stream)
2456 {
2457         u32 ctx_oactxctrl = stream->perf->ctx_oactxctrl_offset;
2458         u32 ctx_flexeu0 = stream->perf->ctx_flexeu0_offset;
2459         /* The MMIO offsets for Flex EU registers aren't contiguous */
2460         static const i915_reg_t flex_regs[] = {
2461                 EU_PERF_CNTL0,
2462                 EU_PERF_CNTL1,
2463                 EU_PERF_CNTL2,
2464                 EU_PERF_CNTL3,
2465                 EU_PERF_CNTL4,
2466                 EU_PERF_CNTL5,
2467                 EU_PERF_CNTL6,
2468         };
2469         u32 *reg_state = ce->lrc_reg_state;
2470         int i;
2471
2472         reg_state[ctx_oactxctrl + 1] =
2473                 (stream->period_exponent << GEN8_OA_TIMER_PERIOD_SHIFT) |
2474                 (stream->periodic ? GEN8_OA_TIMER_ENABLE : 0) |
2475                 GEN8_OA_COUNTER_RESUME;
2476
2477         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(flex_regs); i++)
2478                 reg_state[ctx_flexeu0 + i * 2 + 1] =
2479                         oa_config_flex_reg(stream->oa_config, flex_regs[i]);
2480 }
2481
2482 struct flex {
2483         i915_reg_t reg;
2484         u32 offset;
2485         u32 value;
2486 };
2487
2488 static int
2489 gen8_store_flex(struct i915_request *rq,
2490                 struct intel_context *ce,
2491                 const struct flex *flex, unsigned int count)
2492 {
2493         u32 offset;
2494         u32 *cs;
2495
2496         cs = intel_ring_begin(rq, 4 * count);
2497         if (IS_ERR(cs))
2498                 return PTR_ERR(cs);
2499
2500         offset = i915_ggtt_offset(ce->state) + LRC_STATE_OFFSET;
2501         do {
2502                 *cs++ = MI_STORE_DWORD_IMM_GEN4 | MI_USE_GGTT;
2503                 *cs++ = offset + flex->offset * sizeof(u32);
2504                 *cs++ = 0;
2505                 *cs++ = flex->value;
2506         } while (flex++, --count);
2507
2508         intel_ring_advance(rq, cs);
2509
2510         return 0;
2511 }
2512
2513 static int
2514 gen8_load_flex(struct i915_request *rq,
2515                struct intel_context *ce,
2516                const struct flex *flex, unsigned int count)
2517 {
2518         u32 *cs;
2519
2520         GEM_BUG_ON(!count || count > 63);
2521
2522         cs = intel_ring_begin(rq, 2 * count + 2);
2523         if (IS_ERR(cs))
2524                 return PTR_ERR(cs);
2525
2526         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(count);
2527         do {
2528                 *cs++ = i915_mmio_reg_offset(flex->reg);
2529                 *cs++ = flex->value;
2530         } while (flex++, --count);
2531         *cs++ = MI_NOOP;
2532
2533         intel_ring_advance(rq, cs);
2534
2535         return 0;
2536 }
2537
2538 static int gen8_modify_context(struct intel_context *ce,
2539                                const struct flex *flex, unsigned int count)
2540 {
2541         struct i915_request *rq;
2542         int err;
2543
2544         rq = intel_engine_create_kernel_request(ce->engine);
2545         if (IS_ERR(rq))
2546                 return PTR_ERR(rq);
2547
2548         /* Serialise with the remote context */
2549         err = intel_context_prepare_remote_request(ce, rq);
2550         if (err == 0)
2551                 err = gen8_store_flex(rq, ce, flex, count);
2552
2553         i915_request_add(rq);
2554         return err;
2555 }
2556
2557 static int
2558 gen8_modify_self(struct intel_context *ce,
2559                  const struct flex *flex, unsigned int count,
2560                  struct i915_active *active)
2561 {
2562         struct i915_request *rq;
2563         int err;
2564
2565         intel_engine_pm_get(ce->engine);
2566         rq = i915_request_create(ce);
2567         intel_engine_pm_put(ce->engine);
2568         if (IS_ERR(rq))
2569                 return PTR_ERR(rq);
2570
2571         if (!IS_ERR_OR_NULL(active)) {
2572                 err = i915_active_add_request(active, rq);
2573                 if (err)
2574                         goto err_add_request;
2575         }
2576
2577         err = gen8_load_flex(rq, ce, flex, count);
2578         if (err)
2579                 goto err_add_request;
2580
2581 err_add_request:
2582         i915_request_add(rq);
2583         return err;
2584 }
2585
2586 static int gen8_configure_context(struct i915_perf_stream *stream,
2587                                   struct i915_gem_context *ctx,
2588                                   struct flex *flex, unsigned int count)
2589 {
2590         struct i915_gem_engines_iter it;
2591         struct intel_context *ce;
2592         int err = 0;
2593
2594         for_each_gem_engine(ce, i915_gem_context_lock_engines(ctx), it) {
2595                 GEM_BUG_ON(ce == ce->engine->kernel_context);
2596
2597                 if (ce->engine->class != RENDER_CLASS)
2598                         continue;
2599
2600                 /* Otherwise OA settings will be set upon first use */
2601                 if (!intel_context_pin_if_active(ce))
2602                         continue;
2603
2604                 flex->value = intel_sseu_make_rpcs(ce->engine->gt, &ce->sseu);
2605                 err = gen8_modify_context(ce, flex, count);
2606
2607                 intel_context_unpin(ce);
2608                 if (err)
2609                         break;
2610         }
2611         i915_gem_context_unlock_engines(ctx);
2612
2613         return err;
2614 }
2615
2616 static int gen12_configure_oar_context(struct i915_perf_stream *stream,
2617                                        struct i915_active *active)
2618 {
2619         int err;
2620         struct intel_context *ce = stream->pinned_ctx;
2621         u32 format = stream->oa_buffer.format->format;
2622         u32 offset = stream->perf->ctx_oactxctrl_offset;
2623         struct flex regs_context[] = {
2624                 {
2625                         GEN8_OACTXCONTROL,
2626                         offset + 1,
2627                         active ? GEN8_OA_COUNTER_RESUME : 0,
2628                 },
2629         };
2630         /* Offsets in regs_lri are not used since this configuration is only
2631          * applied using LRI. Initialize the correct offsets for posterity.
2632          */
2633 #define GEN12_OAR_OACONTROL_OFFSET 0x5B0
2634         struct flex regs_lri[] = {
2635                 {
2636                         GEN12_OAR_OACONTROL,
2637                         GEN12_OAR_OACONTROL_OFFSET + 1,
2638                         (format << GEN12_OAR_OACONTROL_COUNTER_FORMAT_SHIFT) |
2639                         (active ? GEN12_OAR_OACONTROL_COUNTER_ENABLE : 0)
2640                 },
2641                 {
2642                         RING_CONTEXT_CONTROL(ce->engine->mmio_base),
2643                         CTX_CONTEXT_CONTROL,
2644                         _MASKED_FIELD(GEN12_CTX_CTRL_OAR_CONTEXT_ENABLE,
2645                                       active ?
2646                                       GEN12_CTX_CTRL_OAR_CONTEXT_ENABLE :
2647                                       0)
2648                 },
2649         };
2650
2651         /* Modify the context image of pinned context with regs_context */
2652         err = intel_context_lock_pinned(ce);
2653         if (err)
2654                 return err;
2655
2656         err = gen8_modify_context(ce, regs_context,
2657                                   ARRAY_SIZE(regs_context));
2658         intel_context_unlock_pinned(ce);
2659         if (err)
2660                 return err;
2661
2662         /* Apply regs_lri using LRI with pinned context */
2663         return gen8_modify_self(ce, regs_lri, ARRAY_SIZE(regs_lri), active);
2664 }
2665
2666 /*
2667  * Manages updating the per-context aspects of the OA stream
2668  * configuration across all contexts.
2669  *
2670  * The awkward consideration here is that OACTXCONTROL controls the
2671  * exponent for periodic sampling which is primarily used for system
2672  * wide profiling where we'd like a consistent sampling period even in
2673  * the face of context switches.
2674  *
2675  * Our approach of updating the register state context (as opposed to
2676  * say using a workaround batch buffer) ensures that the hardware
2677  * won't automatically reload an out-of-date timer exponent even
2678  * transiently before a WA BB could be parsed.
2679  *
2680  * This function needs to:
2681  * - Ensure the currently running context's per-context OA state is
2682  *   updated
2683  * - Ensure that all existing contexts will have the correct per-context
2684  *   OA state if they are scheduled for use.
2685  * - Ensure any new contexts will be initialized with the correct
2686  *   per-context OA state.
2687  *
2688  * Note: it's only the RCS/Render context that has any OA state.
2689  * Note: the first flex register passed must always be R_PWR_CLK_STATE
2690  */
2691 static int
2692 oa_configure_all_contexts(struct i915_perf_stream *stream,
2693                           struct flex *regs,
2694                           size_t num_regs,
2695                           struct i915_active *active)
2696 {
2697         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
2698         struct intel_engine_cs *engine;
2699         struct intel_gt *gt = stream->engine->gt;
2700         struct i915_gem_context *ctx, *cn;
2701         int err;
2702
2703         lockdep_assert_held(&gt->perf.lock);
2704
2705         /*
2706          * The OA register config is setup through the context image. This image
2707          * might be written to by the GPU on context switch (in particular on
2708          * lite-restore). This means we can't safely update a context's image,
2709          * if this context is scheduled/submitted to run on the GPU.
2710          *
2711          * We could emit the OA register config through the batch buffer but
2712          * this might leave small interval of time where the OA unit is
2713          * configured at an invalid sampling period.
2714          *
2715          * Note that since we emit all requests from a single ring, there
2716          * is still an implicit global barrier here that may cause a high
2717          * priority context to wait for an otherwise independent low priority
2718          * context. Contexts idle at the time of reconfiguration are not
2719          * trapped behind the barrier.
2720          */
2721         spin_lock(&i915->gem.contexts.lock);
2722         list_for_each_entry_safe(ctx, cn, &i915->gem.contexts.list, link) {
2723                 if (!kref_get_unless_zero(&ctx->ref))
2724                         continue;
2725
2726                 spin_unlock(&i915->gem.contexts.lock);
2727
2728                 err = gen8_configure_context(stream, ctx, regs, num_regs);
2729                 if (err) {
2730                         i915_gem_context_put(ctx);
2731                         return err;
2732                 }
2733
2734                 spin_lock(&i915->gem.contexts.lock);
2735                 list_safe_reset_next(ctx, cn, link);
2736                 i915_gem_context_put(ctx);
2737         }
2738         spin_unlock(&i915->gem.contexts.lock);
2739
2740         /*
2741          * After updating all other contexts, we need to modify ourselves.
2742          * If we don't modify the kernel_context, we do not get events while
2743          * idle.
2744          */
2745         for_each_uabi_engine(engine, i915) {
2746                 struct intel_context *ce = engine->kernel_context;
2747
2748                 if (engine->class != RENDER_CLASS)
2749                         continue;
2750
2751                 regs[0].value = intel_sseu_make_rpcs(engine->gt, &ce->sseu);
2752
2753                 err = gen8_modify_self(ce, regs, num_regs, active);
2754                 if (err)
2755                         return err;
2756         }
2757
2758         return 0;
2759 }
2760
2761 static int
2762 gen12_configure_all_contexts(struct i915_perf_stream *stream,
2763                              const struct i915_oa_config *oa_config,
2764                              struct i915_active *active)
2765 {
2766         struct flex regs[] = {
2767                 {
2768                         GEN8_R_PWR_CLK_STATE(RENDER_RING_BASE),
2769                         CTX_R_PWR_CLK_STATE,
2770                 },
2771         };
2772
2773         if (stream->engine->class != RENDER_CLASS)
2774                 return 0;
2775
2776         return oa_configure_all_contexts(stream,
2777                                          regs, ARRAY_SIZE(regs),
2778                                          active);
2779 }
2780
2781 static int
2782 lrc_configure_all_contexts(struct i915_perf_stream *stream,
2783                            const struct i915_oa_config *oa_config,
2784                            struct i915_active *active)
2785 {
2786         u32 ctx_oactxctrl = stream->perf->ctx_oactxctrl_offset;
2787         /* The MMIO offsets for Flex EU registers aren't contiguous */
2788         const u32 ctx_flexeu0 = stream->perf->ctx_flexeu0_offset;
2789 #define ctx_flexeuN(N) (ctx_flexeu0 + 2 * (N) + 1)
2790         struct flex regs[] = {
2791                 {
2792                         GEN8_R_PWR_CLK_STATE(RENDER_RING_BASE),
2793                         CTX_R_PWR_CLK_STATE,
2794                 },
2795                 {
2796                         GEN8_OACTXCONTROL,
2797                         ctx_oactxctrl + 1,
2798                 },
2799                 { EU_PERF_CNTL0, ctx_flexeuN(0) },
2800                 { EU_PERF_CNTL1, ctx_flexeuN(1) },
2801                 { EU_PERF_CNTL2, ctx_flexeuN(2) },
2802                 { EU_PERF_CNTL3, ctx_flexeuN(3) },
2803                 { EU_PERF_CNTL4, ctx_flexeuN(4) },
2804                 { EU_PERF_CNTL5, ctx_flexeuN(5) },
2805                 { EU_PERF_CNTL6, ctx_flexeuN(6) },
2806         };
2807 #undef ctx_flexeuN
2808         int i;
2809
2810         regs[1].value =
2811                 (stream->period_exponent << GEN8_OA_TIMER_PERIOD_SHIFT) |
2812                 (stream->periodic ? GEN8_OA_TIMER_ENABLE : 0) |
2813                 GEN8_OA_COUNTER_RESUME;
2814
2815         for (i = 2; i < ARRAY_SIZE(regs); i++)
2816                 regs[i].value = oa_config_flex_reg(oa_config, regs[i].reg);
2817
2818         return oa_configure_all_contexts(stream,
2819                                          regs, ARRAY_SIZE(regs),
2820                                          active);
2821 }
2822
2823 static int
2824 gen8_enable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream,
2825                        struct i915_active *active)
2826 {
2827         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2828         struct i915_oa_config *oa_config = stream->oa_config;
2829         int ret;
2830
2831         /*
2832          * We disable slice/unslice clock ratio change reports on SKL since
2833          * they are too noisy. The HW generates a lot of redundant reports
2834          * where the ratio hasn't really changed causing a lot of redundant
2835          * work to processes and increasing the chances we'll hit buffer
2836          * overruns.
2837          *
2838          * Although we don't currently use the 'disable overrun' OABUFFER
2839          * feature it's worth noting that clock ratio reports have to be
2840          * disabled before considering to use that feature since the HW doesn't
2841          * correctly block these reports.
2842          *
2843          * Currently none of the high-level metrics we have depend on knowing
2844          * this ratio to normalize.
2845          *
2846          * Note: This register is not power context saved and restored, but
2847          * that's OK considering that we disable RC6 while the OA unit is
2848          * enabled.
2849          *
2850          * The _INCLUDE_CLK_RATIO bit allows the slice/unslice frequency to
2851          * be read back from automatically triggered reports, as part of the
2852          * RPT_ID field.
2853          */
2854         if (IS_GRAPHICS_VER(stream->perf->i915, 9, 11)) {
2855                 intel_uncore_write(uncore, GEN8_OA_DEBUG,
2856                                    _MASKED_BIT_ENABLE(GEN9_OA_DEBUG_DISABLE_CLK_RATIO_REPORTS |
2857                                                       GEN9_OA_DEBUG_INCLUDE_CLK_RATIO));
2858         }
2859
2860         /*
2861          * Update all contexts prior writing the mux configurations as we need
2862          * to make sure all slices/subslices are ON before writing to NOA
2863          * registers.
2864          */
2865         ret = lrc_configure_all_contexts(stream, oa_config, active);
2866         if (ret)
2867                 return ret;
2868
2869         return emit_oa_config(stream,
2870                               stream->oa_config, oa_context(stream),
2871                               active);
2872 }
2873
2874 static u32 oag_report_ctx_switches(const struct i915_perf_stream *stream)
2875 {
2876         return _MASKED_FIELD(GEN12_OAG_OA_DEBUG_DISABLE_CTX_SWITCH_REPORTS,
2877                              (stream->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT) ?
2878                              0 : GEN12_OAG_OA_DEBUG_DISABLE_CTX_SWITCH_REPORTS);
2879 }
2880
2881 static int
2882 gen12_enable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream,
2883                         struct i915_active *active)
2884 {
2885         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
2886         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2887         struct i915_oa_config *oa_config = stream->oa_config;
2888         bool periodic = stream->periodic;
2889         u32 period_exponent = stream->period_exponent;
2890         u32 sqcnt1;
2891         int ret;
2892
2893         /*
2894          * Wa_1508761755:xehpsdv, dg2
2895          * EU NOA signals behave incorrectly if EU clock gating is enabled.
2896          * Disable thread stall DOP gating and EU DOP gating.
2897          */
2898         if (IS_XEHPSDV(i915) || IS_DG2(i915)) {
2899                 intel_gt_mcr_multicast_write(uncore->gt, GEN8_ROW_CHICKEN,
2900                                              _MASKED_BIT_ENABLE(STALL_DOP_GATING_DISABLE));
2901                 intel_uncore_write(uncore, GEN7_ROW_CHICKEN2,
2902                                    _MASKED_BIT_ENABLE(GEN12_DISABLE_DOP_GATING));
2903         }
2904
2905         intel_uncore_write(uncore, __oa_regs(stream)->oa_debug,
2906                            /* Disable clk ratio reports, like previous Gens. */
2907                            _MASKED_BIT_ENABLE(GEN12_OAG_OA_DEBUG_DISABLE_CLK_RATIO_REPORTS |
2908                                               GEN12_OAG_OA_DEBUG_INCLUDE_CLK_RATIO) |
2909                            /*
2910                             * If the user didn't require OA reports, instruct
2911                             * the hardware not to emit ctx switch reports.
2912                             */
2913                            oag_report_ctx_switches(stream));
2914
2915         intel_uncore_write(uncore, __oa_regs(stream)->oa_ctx_ctrl, periodic ?
2916                            (GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL_COUNTER_RESUME |
2917                             GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL_TIMER_ENABLE |
2918                             (period_exponent << GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL_TIMER_PERIOD_SHIFT))
2919                             : 0);
2920
2921         /*
2922          * Initialize Super Queue Internal Cnt Register
2923          * Set PMON Enable in order to collect valid metrics.
2924          * Enable byets per clock reporting in OA for XEHPSDV onward.
2925          */
2926         sqcnt1 = GEN12_SQCNT1_PMON_ENABLE |
2927                  (HAS_OA_BPC_REPORTING(i915) ? GEN12_SQCNT1_OABPC : 0);
2928
2929         intel_uncore_rmw(uncore, GEN12_SQCNT1, 0, sqcnt1);
2930
2931         /*
2932          * Update all contexts prior writing the mux configurations as we need
2933          * to make sure all slices/subslices are ON before writing to NOA
2934          * registers.
2935          */
2936         ret = gen12_configure_all_contexts(stream, oa_config, active);
2937         if (ret)
2938                 return ret;
2939
2940         /*
2941          * For Gen12, performance counters are context
2942          * saved/restored. Only enable it for the context that
2943          * requested this.
2944          */
2945         if (stream->ctx) {
2946                 ret = gen12_configure_oar_context(stream, active);
2947                 if (ret)
2948                         return ret;
2949         }
2950
2951         return emit_oa_config(stream,
2952                               stream->oa_config, oa_context(stream),
2953                               active);
2954 }
2955
2956 static void gen8_disable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2957 {
2958         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2959
2960         /* Reset all contexts' slices/subslices configurations. */
2961         lrc_configure_all_contexts(stream, NULL, NULL);
2962
2963         intel_uncore_rmw(uncore, GDT_CHICKEN_BITS, GT_NOA_ENABLE, 0);
2964 }
2965
2966 static void gen11_disable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2967 {
2968         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2969
2970         /* Reset all contexts' slices/subslices configurations. */
2971         lrc_configure_all_contexts(stream, NULL, NULL);
2972
2973         /* Make sure we disable noa to save power. */
2974         intel_uncore_rmw(uncore, RPM_CONFIG1, GEN10_GT_NOA_ENABLE, 0);
2975 }
2976
2977 static void gen12_disable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2978 {
2979         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2980         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
2981         u32 sqcnt1;
2982
2983         /*
2984          * Wa_1508761755:xehpsdv, dg2
2985          * Enable thread stall DOP gating and EU DOP gating.
2986          */
2987         if (IS_XEHPSDV(i915) || IS_DG2(i915)) {
2988                 intel_gt_mcr_multicast_write(uncore->gt, GEN8_ROW_CHICKEN,
2989                                              _MASKED_BIT_DISABLE(STALL_DOP_GATING_DISABLE));
2990                 intel_uncore_write(uncore, GEN7_ROW_CHICKEN2,
2991                                    _MASKED_BIT_DISABLE(GEN12_DISABLE_DOP_GATING));
2992         }
2993
2994         /* Reset all contexts' slices/subslices configurations. */
2995         gen12_configure_all_contexts(stream, NULL, NULL);
2996
2997         /* disable the context save/restore or OAR counters */
2998         if (stream->ctx)
2999                 gen12_configure_oar_context(stream, NULL);
3000
3001         /* Make sure we disable noa to save power. */
3002         intel_uncore_rmw(uncore, RPM_CONFIG1, GEN10_GT_NOA_ENABLE, 0);
3003
3004         sqcnt1 = GEN12_SQCNT1_PMON_ENABLE |
3005                  (HAS_OA_BPC_REPORTING(i915) ? GEN12_SQCNT1_OABPC : 0);
3006
3007         /* Reset PMON Enable to save power. */
3008         intel_uncore_rmw(uncore, GEN12_SQCNT1, sqcnt1, 0);
3009 }
3010
3011 static void gen7_oa_enable(struct i915_perf_stream *stream)
3012 {
3013         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
3014         struct i915_gem_context *ctx = stream->ctx;
3015         u32 ctx_id = stream->specific_ctx_id;
3016         bool periodic = stream->periodic;
3017         u32 period_exponent = stream->period_exponent;
3018         u32 report_format = stream->oa_buffer.format->format;
3019
3020         /*
3021          * Reset buf pointers so we don't forward reports from before now.
3022          *
3023          * Think carefully if considering trying to avoid this, since it
3024          * also ensures status flags and the buffer itself are cleared
3025          * in error paths, and we have checks for invalid reports based
3026          * on the assumption that certain fields are written to zeroed
3027          * memory which this helps maintains.
3028          */
3029         gen7_init_oa_buffer(stream);
3030
3031         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OACONTROL,
3032                            (ctx_id & GEN7_OACONTROL_CTX_MASK) |
3033                            (period_exponent <<
3034                             GEN7_OACONTROL_TIMER_PERIOD_SHIFT) |
3035                            (periodic ? GEN7_OACONTROL_TIMER_ENABLE : 0) |
3036                            (report_format << GEN7_OACONTROL_FORMAT_SHIFT) |
3037                            (ctx ? GEN7_OACONTROL_PER_CTX_ENABLE : 0) |
3038                            GEN7_OACONTROL_ENABLE);
3039 }
3040
3041 static void gen8_oa_enable(struct i915_perf_stream *stream)
3042 {
3043         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
3044         u32 report_format = stream->oa_buffer.format->format;
3045
3046         /*
3047          * Reset buf pointers so we don't forward reports from before now.
3048          *
3049          * Think carefully if considering trying to avoid this, since it
3050          * also ensures status flags and the buffer itself are cleared
3051          * in error paths, and we have checks for invalid reports based
3052          * on the assumption that certain fields are written to zeroed
3053          * memory which this helps maintains.
3054          */
3055         gen8_init_oa_buffer(stream);
3056
3057         /*
3058          * Note: we don't rely on the hardware to perform single context
3059          * filtering and instead filter on the cpu based on the context-id
3060          * field of reports
3061          */
3062         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OACONTROL,
3063                            (report_format << GEN8_OA_REPORT_FORMAT_SHIFT) |
3064                            GEN8_OA_COUNTER_ENABLE);
3065 }
3066
3067 static void gen12_oa_enable(struct i915_perf_stream *stream)
3068 {
3069         const struct i915_perf_regs *regs;
3070         u32 val;
3071
3072         /*
3073          * If we don't want OA reports from the OA buffer, then we don't even
3074          * need to program the OAG unit.
3075          */
3076         if (!(stream->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT))
3077                 return;
3078
3079         gen12_init_oa_buffer(stream);
3080
3081         regs = __oa_regs(stream);
3082         val = (stream->oa_buffer.format->format << regs->oa_ctrl_counter_format_shift) |
3083               GEN12_OAG_OACONTROL_OA_COUNTER_ENABLE;
3084
3085         intel_uncore_write(stream->uncore, regs->oa_ctrl, val);
3086 }
3087
3088 /**
3089  * i915_oa_stream_enable - handle `I915_PERF_IOCTL_ENABLE` for OA stream
3090  * @stream: An i915 perf stream opened for OA metrics
3091  *
3092  * [Re]enables hardware periodic sampling according to the period configured
3093  * when opening the stream. This also starts a hrtimer that will periodically
3094  * check for data in the circular OA buffer for notifying userspace (e.g.
3095  * during a read() or poll()).
3096  */
3097 static void i915_oa_stream_enable(struct i915_perf_stream *stream)
3098 {
3099         stream->pollin = false;
3100
3101         stream->perf->ops.oa_enable(stream);
3102
3103         if (stream->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT)
3104                 hrtimer_start(&stream->poll_check_timer,
3105                               ns_to_ktime(stream->poll_oa_period),
3106                               HRTIMER_MODE_REL_PINNED);
3107 }
3108
3109 static void gen7_oa_disable(struct i915_perf_stream *stream)
3110 {
3111         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
3112
3113         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OACONTROL, 0);
3114         if (intel_wait_for_register(uncore,
3115                                     GEN7_OACONTROL, GEN7_OACONTROL_ENABLE, 0,
3116                                     50))
3117                 drm_err(&stream->perf->i915->drm,
3118                         "wait for OA to be disabled timed out\n");
3119 }
3120
3121 static void gen8_oa_disable(struct i915_perf_stream *stream)
3122 {
3123         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
3124
3125         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OACONTROL, 0);
3126         if (intel_wait_for_register(uncore,
3127                                     GEN8_OACONTROL, GEN8_OA_COUNTER_ENABLE, 0,
3128                                     50))
3129                 drm_err(&stream->perf->i915->drm,
3130                         "wait for OA to be disabled timed out\n");
3131 }
3132
3133 static void gen12_oa_disable(struct i915_perf_stream *stream)
3134 {
3135         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
3136
3137         intel_uncore_write(uncore, __oa_regs(stream)->oa_ctrl, 0);
3138         if (intel_wait_for_register(uncore,
3139                                     __oa_regs(stream)->oa_ctrl,
3140                                     GEN12_OAG_OACONTROL_OA_COUNTER_ENABLE, 0,
3141                                     50))
3142                 drm_err(&stream->perf->i915->drm,
3143                         "wait for OA to be disabled timed out\n");
3144
3145         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OA_TLB_INV_CR, 1);
3146         if (intel_wait_for_register(uncore,
3147                                     GEN12_OA_TLB_INV_CR,
3148                                     1, 0,
3149                                     50))
3150                 drm_err(&stream->perf->i915->drm,
3151                         "wait for OA tlb invalidate timed out\n");
3152 }
3153
3154 /**
3155  * i915_oa_stream_disable - handle `I915_PERF_IOCTL_DISABLE` for OA stream
3156  * @stream: An i915 perf stream opened for OA metrics
3157  *
3158  * Stops the OA unit from periodically writing counter reports into the
3159  * circular OA buffer. This also stops the hrtimer that periodically checks for
3160  * data in the circular OA buffer, for notifying userspace.
3161  */
3162 static void i915_oa_stream_disable(struct i915_perf_stream *stream)
3163 {
3164         stream->perf->ops.oa_disable(stream);
3165
3166         if (stream->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT)
3167                 hrtimer_cancel(&stream->poll_check_timer);
3168 }
3169
3170 static const struct i915_perf_stream_ops i915_oa_stream_ops = {
3171         .destroy = i915_oa_stream_destroy,
3172         .enable = i915_oa_stream_enable,
3173         .disable = i915_oa_stream_disable,
3174         .wait_unlocked = i915_oa_wait_unlocked,
3175         .poll_wait = i915_oa_poll_wait,
3176         .read = i915_oa_read,
3177 };
3178
3179 static int i915_perf_stream_enable_sync(struct i915_perf_stream *stream)
3180 {
3181         struct i915_active *active;
3182         int err;
3183
3184         active = i915_active_create();
3185         if (!active)
3186                 return -ENOMEM;
3187
3188         err = stream->perf->ops.enable_metric_set(stream, active);
3189         if (err == 0)
3190                 __i915_active_wait(active, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3191
3192         i915_active_put(active);
3193         return err;
3194 }
3195
3196 static void
3197 get_default_sseu_config(struct intel_sseu *out_sseu,
3198                         struct intel_engine_cs *engine)
3199 {
3200         const struct sseu_dev_info *devinfo_sseu = &engine->gt->info.sseu;
3201
3202         *out_sseu = intel_sseu_from_device_info(devinfo_sseu);
3203
3204         if (GRAPHICS_VER(engine->i915) == 11) {
3205                 /*
3206                  * We only need subslice count so it doesn't matter which ones
3207                  * we select - just turn off low bits in the amount of half of
3208                  * all available subslices per slice.
3209                  */
3210                 out_sseu->subslice_mask =
3211                         ~(~0 << (hweight8(out_sseu->subslice_mask) / 2));
3212                 out_sseu->slice_mask = 0x1;
3213         }
3214 }
3215
3216 static int
3217 get_sseu_config(struct intel_sseu *out_sseu,
3218                 struct intel_engine_cs *engine,
3219                 const struct drm_i915_gem_context_param_sseu *drm_sseu)
3220 {
3221         if (drm_sseu->engine.engine_class != engine->uabi_class ||
3222             drm_sseu->engine.engine_instance != engine->uabi_instance)
3223                 return -EINVAL;
3224
3225         return i915_gem_user_to_context_sseu(engine->gt, drm_sseu, out_sseu);
3226 }
3227
3228 /*
3229  * OA timestamp frequency = CS timestamp frequency in most platforms. On some
3230  * platforms OA unit ignores the CTC_SHIFT and the 2 timestamps differ. In such
3231  * cases, return the adjusted CS timestamp frequency to the user.
3232  */
3233 u32 i915_perf_oa_timestamp_frequency(struct drm_i915_private *i915)
3234 {
3235         /*
3236          * Wa_18013179988:dg2
3237          * Wa_14015846243:mtl
3238          */
3239         if (IS_DG2(i915) || IS_METEORLAKE(i915)) {
3240                 intel_wakeref_t wakeref;
3241                 u32 reg, shift;
3242
3243                 with_intel_runtime_pm(to_gt(i915)->uncore->rpm, wakeref)
3244                         reg = intel_uncore_read(to_gt(i915)->uncore, RPM_CONFIG0);
3245
3246                 shift = REG_FIELD_GET(GEN10_RPM_CONFIG0_CTC_SHIFT_PARAMETER_MASK,
3247                                       reg);
3248
3249                 return to_gt(i915)->clock_frequency << (3 - shift);
3250         }
3251
3252         return to_gt(i915)->clock_frequency;
3253 }
3254
3255 /**
3256  * i915_oa_stream_init - validate combined props for OA stream and init
3257  * @stream: An i915 perf stream
3258  * @param: The open parameters passed to `DRM_I915_PERF_OPEN`
3259  * @props: The property state that configures stream (individually validated)
3260  *
3261  * While read_properties_unlocked() validates properties in isolation it
3262  * doesn't ensure that the combination necessarily makes sense.
3263  *
3264  * At this point it has been determined that userspace wants a stream of
3265  * OA metrics, but still we need to further validate the combined
3266  * properties are OK.
3267  *
3268  * If the configuration makes sense then we can allocate memory for
3269  * a circular OA buffer and apply the requested metric set configuration.
3270  *
3271  * Returns: zero on success or a negative error code.
3272  */
3273 static int i915_oa_stream_init(struct i915_perf_stream *stream,
3274                                struct drm_i915_perf_open_param *param,
3275                                struct perf_open_properties *props)
3276 {
3277         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
3278         struct i915_perf *perf = stream->perf;
3279         struct i915_perf_group *g;
3280         struct intel_gt *gt;
3281         int ret;
3282
3283         if (!props->engine) {
3284                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3285                         "OA engine not specified\n");
3286                 return -EINVAL;
3287         }
3288         gt = props->engine->gt;
3289         g = props->engine->oa_group;
3290
3291         /*
3292          * If the sysfs metrics/ directory wasn't registered for some
3293          * reason then don't let userspace try their luck with config
3294          * IDs
3295          */
3296         if (!perf->metrics_kobj) {
3297                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3298                         "OA metrics weren't advertised via sysfs\n");
3299                 return -EINVAL;
3300         }
3301
3302         if (!(props->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT) &&
3303             (GRAPHICS_VER(perf->i915) < 12 || !stream->ctx)) {
3304                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3305                         "Only OA report sampling supported\n");
3306                 return -EINVAL;
3307         }
3308
3309         if (!perf->ops.enable_metric_set) {
3310                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3311                         "OA unit not supported\n");
3312                 return -ENODEV;
3313         }
3314
3315         /*
3316          * To avoid the complexity of having to accurately filter
3317          * counter reports and marshal to the appropriate client
3318          * we currently only allow exclusive access
3319          */
3320         if (g->exclusive_stream) {
3321                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3322                         "OA unit already in use\n");
3323                 return -EBUSY;
3324         }
3325
3326         if (!props->oa_format) {
3327                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3328                         "OA report format not specified\n");
3329                 return -EINVAL;
3330         }
3331
3332         stream->engine = props->engine;
3333         stream->uncore = stream->engine->gt->uncore;
3334
3335         stream->sample_size = sizeof(struct drm_i915_perf_record_header);
3336
3337         stream->oa_buffer.format = &perf->oa_formats[props->oa_format];
3338         if (drm_WARN_ON(&i915->drm, stream->oa_buffer.format->size == 0))
3339                 return -EINVAL;
3340
3341         stream->sample_flags = props->sample_flags;
3342         stream->sample_size += stream->oa_buffer.format->size;
3343
3344         stream->hold_preemption = props->hold_preemption;
3345
3346         stream->periodic = props->oa_periodic;
3347         if (stream->periodic)
3348                 stream->period_exponent = props->oa_period_exponent;
3349
3350         if (stream->ctx) {
3351                 ret = oa_get_render_ctx_id(stream);
3352                 if (ret) {
3353                         drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3354                                 "Invalid context id to filter with\n");
3355                         return ret;
3356                 }
3357         }
3358
3359         ret = alloc_noa_wait(stream);
3360         if (ret) {
3361                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3362                         "Unable to allocate NOA wait batch buffer\n");
3363                 goto err_noa_wait_alloc;
3364         }
3365
3366         stream->oa_config = i915_perf_get_oa_config(perf, props->metrics_set);
3367         if (!stream->oa_config) {
3368                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3369                         "Invalid OA config id=%i\n", props->metrics_set);
3370                 ret = -EINVAL;
3371                 goto err_config;
3372         }
3373
3374         /* PRM - observability performance counters:
3375          *
3376          *   OACONTROL, performance counter enable, note:
3377          *
3378          *   "When this bit is set, in order to have coherent counts,
3379          *   RC6 power state and trunk clock gating must be disabled.
3380          *   This can be achieved by programming MMIO registers as
3381          *   0xA094=0 and 0xA090[31]=1"
3382          *
3383          *   In our case we are expecting that taking pm + FORCEWAKE
3384          *   references will effectively disable RC6.
3385          */
3386         intel_engine_pm_get(stream->engine);
3387         intel_uncore_forcewake_get(stream->uncore, FORCEWAKE_ALL);
3388
3389         /*
3390          * Wa_16011777198:dg2: GuC resets render as part of the Wa. This causes
3391          * OA to lose the configuration state. Prevent this by overriding GUCRC
3392          * mode.
3393          */
3394         if (intel_uc_uses_guc_rc(&gt->uc) &&
3395             (IS_DG2_GRAPHICS_STEP(gt->i915, G10, STEP_A0, STEP_C0) ||
3396              IS_DG2_GRAPHICS_STEP(gt->i915, G11, STEP_A0, STEP_B0))) {
3397                 ret = intel_guc_slpc_override_gucrc_mode(&gt->uc.guc.slpc,
3398                                                          SLPC_GUCRC_MODE_GUCRC_NO_RC6);
3399                 if (ret) {
3400                         drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3401                                 "Unable to override gucrc mode\n");
3402                         goto err_gucrc;
3403                 }
3404
3405                 stream->override_gucrc = true;
3406         }
3407
3408         ret = alloc_oa_buffer(stream);
3409         if (ret)
3410                 goto err_oa_buf_alloc;
3411
3412         stream->ops = &i915_oa_stream_ops;
3413
3414         stream->engine->gt->perf.sseu = props->sseu;
3415         WRITE_ONCE(g->exclusive_stream, stream);
3416
3417         ret = i915_perf_stream_enable_sync(stream);
3418         if (ret) {
3419                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3420                         "Unable to enable metric set\n");
3421                 goto err_enable;
3422         }
3423
3424         drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3425                 "opening stream oa config uuid=%s\n",
3426                   stream->oa_config->uuid);
3427
3428         hrtimer_init(&stream->poll_check_timer,
3429                      CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
3430         stream->poll_check_timer.function = oa_poll_check_timer_cb;
3431         init_waitqueue_head(&stream->poll_wq);
3432         spin_lock_init(&stream->oa_buffer.ptr_lock);
3433         mutex_init(&stream->lock);
3434
3435         return 0;
3436
3437 err_enable:
3438         WRITE_ONCE(g->exclusive_stream, NULL);
3439         perf->ops.disable_metric_set(stream);
3440
3441         free_oa_buffer(stream);
3442
3443 err_oa_buf_alloc:
3444         if (stream->override_gucrc)
3445                 intel_guc_slpc_unset_gucrc_mode(&gt->uc.guc.slpc);
3446
3447 err_gucrc:
3448         intel_uncore_forcewake_put(stream->uncore, FORCEWAKE_ALL);
3449         intel_engine_pm_put(stream->engine);
3450
3451         free_oa_configs(stream);
3452
3453 err_config:
3454         free_noa_wait(stream);
3455
3456 err_noa_wait_alloc:
3457         if (stream->ctx)
3458                 oa_put_render_ctx_id(stream);
3459
3460         return ret;
3461 }
3462
3463 void i915_oa_init_reg_state(const struct intel_context *ce,
3464                             const struct intel_engine_cs *engine)
3465 {
3466         struct i915_perf_stream *stream;
3467
3468         if (engine->class != RENDER_CLASS)
3469                 return;
3470
3471         /* perf.exclusive_stream serialised by lrc_configure_all_contexts() */
3472         stream = READ_ONCE(engine->oa_group->exclusive_stream);
3473         if (stream && GRAPHICS_VER(stream->perf->i915) < 12)
3474                 gen8_update_reg_state_unlocked(ce, stream);
3475 }
3476
3477 /**
3478  * i915_perf_read - handles read() FOP for i915 perf stream FDs
3479  * @file: An i915 perf stream file
3480  * @buf: destination buffer given by userspace
3481  * @count: the number of bytes userspace wants to read
3482  * @ppos: (inout) file seek position (unused)
3483  *
3484  * The entry point for handling a read() on a stream file descriptor from
3485  * userspace. Most of the work is left to the i915_perf_read_locked() and
3486  * &i915_perf_stream_ops->read but to save having stream implementations (of
3487  * which we might have multiple later) we handle blocking read here.
3488  *
3489  * We can also consistently treat trying to read from a disabled stream
3490  * as an IO error so implementations can assume the stream is enabled
3491  * while reading.
3492  *
3493  * Returns: The number of bytes copied or a negative error code on failure.
3494  */
3495 static ssize_t i915_perf_read(struct file *file,
3496                               char __user *buf,
3497                               size_t count,
3498                               loff_t *ppos)
3499 {
3500         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
3501         size_t offset = 0;
3502         int ret;
3503
3504         /* To ensure it's handled consistently we simply treat all reads of a
3505          * disabled stream as an error. In particular it might otherwise lead
3506          * to a deadlock for blocking file descriptors...
3507          */
3508         if (!stream->enabled || !(stream->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT))
3509                 return -EIO;
3510
3511         if (!(file->f_flags & O_NONBLOCK)) {
3512                 /* There's the small chance of false positives from
3513                  * stream->ops->wait_unlocked.
3514                  *
3515                  * E.g. with single context filtering since we only wait until
3516                  * oabuffer has >= 1 report we don't immediately know whether
3517                  * any reports really belong to the current context
3518                  */
3519                 do {
3520                         ret = stream->ops->wait_unlocked(stream);
3521                         if (ret)
3522                                 return ret;
3523
3524                         mutex_lock(&stream->lock);
3525                         ret = stream->ops->read(stream, buf, count, &offset);
3526                         mutex_unlock(&stream->lock);
3527                 } while (!offset && !ret);
3528         } else {
3529                 mutex_lock(&stream->lock);
3530                 ret = stream->ops->read(stream, buf, count, &offset);
3531                 mutex_unlock(&stream->lock);
3532         }
3533
3534         /* We allow the poll checking to sometimes report false positive EPOLLIN
3535          * events where we might actually report EAGAIN on read() if there's
3536          * not really any data available. In this situation though we don't
3537          * want to enter a busy loop between poll() reporting a EPOLLIN event
3538          * and read() returning -EAGAIN. Clearing the oa.pollin state here
3539          * effectively ensures we back off until the next hrtimer callback
3540          * before reporting another EPOLLIN event.
3541          * The exception to this is if ops->read() returned -ENOSPC which means
3542          * that more OA data is available than could fit in the user provided
3543          * buffer. In this case we want the next poll() call to not block.
3544          */
3545         if (ret != -ENOSPC)
3546                 stream->pollin = false;
3547
3548         /* Possible values for ret are 0, -EFAULT, -ENOSPC, -EIO, ... */
3549         return offset ?: (ret ?: -EAGAIN);
3550 }
3551
3552 static enum hrtimer_restart oa_poll_check_timer_cb(struct hrtimer *hrtimer)
3553 {
3554         struct i915_perf_stream *stream =
3555                 container_of(hrtimer, typeof(*stream), poll_check_timer);
3556
3557         if (oa_buffer_check_unlocked(stream)) {
3558                 stream->pollin = true;
3559                 wake_up(&stream->poll_wq);
3560         }
3561
3562         hrtimer_forward_now(hrtimer,
3563                             ns_to_ktime(stream->poll_oa_period));
3564
3565         return HRTIMER_RESTART;
3566 }
3567
3568 /**
3569  * i915_perf_poll_locked - poll_wait() with a suitable wait queue for stream
3570  * @stream: An i915 perf stream
3571  * @file: An i915 perf stream file
3572  * @wait: poll() state table
3573  *
3574  * For handling userspace polling on an i915 perf stream, this calls through to
3575  * &i915_perf_stream_ops->poll_wait to call poll_wait() with a wait queue that
3576  * will be woken for new stream data.
3577  *
3578  * Returns: any poll events that are ready without sleeping
3579  */
3580 static __poll_t i915_perf_poll_locked(struct i915_perf_stream *stream,
3581                                       struct file *file,
3582                                       poll_table *wait)
3583 {
3584         __poll_t events = 0;
3585
3586         stream->ops->poll_wait(stream, file, wait);
3587
3588         /* Note: we don't explicitly check whether there's something to read
3589          * here since this path may be very hot depending on what else
3590          * userspace is polling, or on the timeout in use. We rely solely on
3591          * the hrtimer/oa_poll_check_timer_cb to notify us when there are
3592          * samples to read.
3593          */
3594         if (stream->pollin)
3595                 events |= EPOLLIN;
3596
3597         return events;
3598 }
3599
3600 /**
3601  * i915_perf_poll - call poll_wait() with a suitable wait queue for stream
3602  * @file: An i915 perf stream file
3603  * @wait: poll() state table
3604  *
3605  * For handling userspace polling on an i915 perf stream, this ensures
3606  * poll_wait() gets called with a wait queue that will be woken for new stream
3607  * data.
3608  *
3609  * Note: Implementation deferred to i915_perf_poll_locked()
3610  *
3611  * Returns: any poll events that are ready without sleeping
3612  */
3613 static __poll_t i915_perf_poll(struct file *file, poll_table *wait)
3614 {
3615         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
3616         __poll_t ret;
3617
3618         mutex_lock(&stream->lock);
3619         ret = i915_perf_poll_locked(stream, file, wait);
3620         mutex_unlock(&stream->lock);
3621
3622         return ret;
3623 }
3624
3625 /**
3626  * i915_perf_enable_locked - handle `I915_PERF_IOCTL_ENABLE` ioctl
3627  * @stream: A disabled i915 perf stream
3628  *
3629  * [Re]enables the associated capture of data for this stream.
3630  *
3631  * If a stream was previously enabled then there's currently no intention
3632  * to provide userspace any guarantee about the preservation of previously
3633  * buffered data.
3634  */
3635 static void i915_perf_enable_locked(struct i915_perf_stream *stream)
3636 {
3637         if (stream->enabled)
3638                 return;
3639
3640         /* Allow stream->ops->enable() to refer to this */
3641         stream->enabled = true;
3642
3643         if (stream->ops->enable)
3644                 stream->ops->enable(stream);
3645
3646         if (stream->hold_preemption)
3647                 intel_context_set_nopreempt(stream->pinned_ctx);
3648 }
3649
3650 /**
3651  * i915_perf_disable_locked - handle `I915_PERF_IOCTL_DISABLE` ioctl
3652  * @stream: An enabled i915 perf stream
3653  *
3654  * Disables the associated capture of data for this stream.
3655  *
3656  * The intention is that disabling an re-enabling a stream will ideally be
3657  * cheaper than destroying and re-opening a stream with the same configuration,
3658  * though there are no formal guarantees about what state or buffered data
3659  * must be retained between disabling and re-enabling a stream.
3660  *
3661  * Note: while a stream is disabled it's considered an error for userspace
3662  * to attempt to read from the stream (-EIO).
3663  */
3664 static void i915_perf_disable_locked(struct i915_perf_stream *stream)
3665 {
3666         if (!stream->enabled)
3667                 return;
3668
3669         /* Allow stream->ops->disable() to refer to this */
3670         stream->enabled = false;
3671
3672         if (stream->hold_preemption)
3673                 intel_context_clear_nopreempt(stream->pinned_ctx);
3674
3675         if (stream->ops->disable)
3676                 stream->ops->disable(stream);
3677 }
3678
3679 static long i915_perf_config_locked(struct i915_perf_stream *stream,
3680                                     unsigned long metrics_set)
3681 {
3682         struct i915_oa_config *config;
3683         long ret = stream->oa_config->id;
3684
3685         config = i915_perf_get_oa_config(stream->perf, metrics_set);
3686         if (!config)
3687                 return -EINVAL;
3688
3689         if (config != stream->oa_config) {
3690                 int err;
3691
3692                 /*
3693                  * If OA is bound to a specific context, emit the
3694                  * reconfiguration inline from that context. The update
3695                  * will then be ordered with respect to submission on that
3696                  * context.
3697                  *
3698                  * When set globally, we use a low priority kernel context,
3699                  * so it will effectively take effect when idle.
3700                  */
3701                 err = emit_oa_config(stream, config, oa_context(stream), NULL);
3702                 if (!err)
3703                         config = xchg(&stream->oa_config, config);
3704                 else
3705                         ret = err;
3706         }
3707
3708         i915_oa_config_put(config);
3709
3710         return ret;
3711 }
3712
3713 /**
3714  * i915_perf_ioctl_locked - support ioctl() usage with i915 perf stream FDs
3715  * @stream: An i915 perf stream
3716  * @cmd: the ioctl request
3717  * @arg: the ioctl data
3718  *
3719  * Returns: zero on success or a negative error code. Returns -EINVAL for
3720  * an unknown ioctl request.
3721  */
3722 static long i915_perf_ioctl_locked(struct i915_perf_stream *stream,
3723                                    unsigned int cmd,
3724                                    unsigned long arg)
3725 {
3726         switch (cmd) {
3727         case I915_PERF_IOCTL_ENABLE:
3728                 i915_perf_enable_locked(stream);
3729                 return 0;
3730         case I915_PERF_IOCTL_DISABLE:
3731                 i915_perf_disable_locked(stream);
3732                 return 0;
3733         case I915_PERF_IOCTL_CONFIG:
3734                 return i915_perf_config_locked(stream, arg);
3735         }
3736
3737         return -EINVAL;
3738 }
3739
3740 /**
3741  * i915_perf_ioctl - support ioctl() usage with i915 perf stream FDs
3742  * @file: An i915 perf stream file
3743  * @cmd: the ioctl request
3744  * @arg: the ioctl data
3745  *
3746  * Implementation deferred to i915_perf_ioctl_locked().
3747  *
3748  * Returns: zero on success or a negative error code. Returns -EINVAL for
3749  * an unknown ioctl request.
3750  */
3751 static long i915_perf_ioctl(struct file *file,
3752                             unsigned int cmd,
3753                             unsigned long arg)
3754 {
3755         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
3756         long ret;
3757
3758         mutex_lock(&stream->lock);
3759         ret = i915_perf_ioctl_locked(stream, cmd, arg);
3760         mutex_unlock(&stream->lock);
3761
3762         return ret;
3763 }
3764
3765 /**
3766  * i915_perf_destroy_locked - destroy an i915 perf stream
3767  * @stream: An i915 perf stream
3768  *
3769  * Frees all resources associated with the given i915 perf @stream, disabling
3770  * any associated data capture in the process.
3771  *
3772  * Note: The &gt->perf.lock mutex has been taken to serialize
3773  * with any non-file-operation driver hooks.
3774  */
3775 static void i915_perf_destroy_locked(struct i915_perf_stream *stream)
3776 {
3777         if (stream->enabled)
3778                 i915_perf_disable_locked(stream);
3779
3780         if (stream->ops->destroy)
3781                 stream->ops->destroy(stream);
3782
3783         if (stream->ctx)
3784                 i915_gem_context_put(stream->ctx);
3785
3786         kfree(stream);
3787 }
3788
3789 /**
3790  * i915_perf_release - handles userspace close() of a stream file
3791  * @inode: anonymous inode associated with file
3792  * @file: An i915 perf stream file
3793  *
3794  * Cleans up any resources associated with an open i915 perf stream file.
3795  *
3796  * NB: close() can't really fail from the userspace point of view.
3797  *
3798  * Returns: zero on success or a negative error code.
3799  */
3800 static int i915_perf_release(struct inode *inode, struct file *file)
3801 {
3802         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
3803         struct i915_perf *perf = stream->perf;
3804         struct intel_gt *gt = stream->engine->gt;
3805
3806         /*
3807          * Within this call, we know that the fd is being closed and we have no
3808          * other user of stream->lock. Use the perf lock to destroy the stream
3809          * here.
3810          */
3811         mutex_lock(&gt->perf.lock);
3812         i915_perf_destroy_locked(stream);
3813         mutex_unlock(&gt->perf.lock);
3814
3815         /* Release the reference the perf stream kept on the driver. */
3816         drm_dev_put(&perf->i915->drm);
3817
3818         return 0;
3819 }
3820
3821
3822 static const struct file_operations fops = {
3823         .owner          = THIS_MODULE,
3824         .llseek         = no_llseek,
3825         .release        = i915_perf_release,
3826         .poll           = i915_perf_poll,
3827         .read           = i915_perf_read,
3828         .unlocked_ioctl = i915_perf_ioctl,
3829         /* Our ioctl have no arguments, so it's safe to use the same function
3830          * to handle 32bits compatibility.
3831          */
3832         .compat_ioctl   = i915_perf_ioctl,
3833 };
3834
3835
3836 /**
3837  * i915_perf_open_ioctl_locked - DRM ioctl() for userspace to open a stream FD
3838  * @perf: i915 perf instance
3839  * @param: The open parameters passed to 'DRM_I915_PERF_OPEN`
3840  * @props: individually validated u64 property value pairs
3841  * @file: drm file
3842  *
3843  * See i915_perf_ioctl_open() for interface details.
3844  *
3845  * Implements further stream config validation and stream initialization on
3846  * behalf of i915_perf_open_ioctl() with the &gt->perf.lock mutex
3847  * taken to serialize with any non-file-operation driver hooks.
3848  *
3849  * Note: at this point the @props have only been validated in isolation and
3850  * it's still necessary to validate that the combination of properties makes
3851  * sense.
3852  *
3853  * In the case where userspace is interested in OA unit metrics then further
3854  * config validation and stream initialization details will be handled by
3855  * i915_oa_stream_init(). The code here should only validate config state that
3856  * will be relevant to all stream types / backends.
3857  *
3858  * Returns: zero on success or a negative error code.
3859  */
3860 static int
3861 i915_perf_open_ioctl_locked(struct i915_perf *perf,
3862                             struct drm_i915_perf_open_param *param,
3863                             struct perf_open_properties *props,
3864                             struct drm_file *file)
3865 {
3866         struct i915_gem_context *specific_ctx = NULL;
3867         struct i915_perf_stream *stream = NULL;
3868         unsigned long f_flags = 0;
3869         bool privileged_op = true;
3870         int stream_fd;
3871         int ret;
3872
3873         if (props->single_context) {
3874                 u32 ctx_handle = props->ctx_handle;
3875                 struct drm_i915_file_private *file_priv = file->driver_priv;
3876
3877                 specific_ctx = i915_gem_context_lookup(file_priv, ctx_handle);
3878                 if (IS_ERR(specific_ctx)) {
3879                         drm_dbg(&perf->i915->drm,
3880                                 "Failed to look up context with ID %u for opening perf stream\n",
3881                                   ctx_handle);
3882                         ret = PTR_ERR(specific_ctx);
3883                         goto err;
3884                 }
3885         }
3886
3887         /*
3888          * On Haswell the OA unit supports clock gating off for a specific
3889          * context and in this mode there's no visibility of metrics for the
3890          * rest of the system, which we consider acceptable for a
3891          * non-privileged client.
3892          *
3893          * For Gen8->11 the OA unit no longer supports clock gating off for a
3894          * specific context and the kernel can't securely stop the counters
3895          * from updating as system-wide / global values. Even though we can
3896          * filter reports based on the included context ID we can't block
3897          * clients from seeing the raw / global counter values via
3898          * MI_REPORT_PERF_COUNT commands and so consider it a privileged op to
3899          * enable the OA unit by default.
3900          *
3901          * For Gen12+ we gain a new OAR unit that only monitors the RCS on a
3902          * per context basis. So we can relax requirements there if the user
3903          * doesn't request global stream access (i.e. query based sampling
3904          * using MI_RECORD_PERF_COUNT.
3905          */
3906         if (IS_HASWELL(perf->i915) && specific_ctx)
3907                 privileged_op = false;
3908         else if (GRAPHICS_VER(perf->i915) == 12 && specific_ctx &&
3909                  (props->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT) == 0)
3910                 privileged_op = false;
3911
3912         if (props->hold_preemption) {
3913                 if (!props->single_context) {
3914                         drm_dbg(&perf->i915->drm,
3915                                 "preemption disable with no context\n");
3916                         ret = -EINVAL;
3917                         goto err;
3918                 }
3919                 privileged_op = true;
3920         }
3921
3922         /*
3923          * Asking for SSEU configuration is a priviliged operation.
3924          */
3925         if (props->has_sseu)
3926                 privileged_op = true;
3927         else
3928                 get_default_sseu_config(&props->sseu, props->engine);
3929
3930         /* Similar to perf's kernel.perf_paranoid_cpu sysctl option
3931          * we check a dev.i915.perf_stream_paranoid sysctl option
3932          * to determine if it's ok to access system wide OA counters
3933          * without CAP_PERFMON or CAP_SYS_ADMIN privileges.
3934          */
3935         if (privileged_op &&
3936             i915_perf_stream_paranoid && !perfmon_capable()) {
3937                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
3938                         "Insufficient privileges to open i915 perf stream\n");
3939                 ret = -EACCES;
3940                 goto err_ctx;
3941         }
3942
3943         stream = kzalloc(sizeof(*stream), GFP_KERNEL);
3944         if (!stream) {
3945                 ret = -ENOMEM;
3946                 goto err_ctx;
3947         }
3948
3949         stream->perf = perf;
3950         stream->ctx = specific_ctx;
3951         stream->poll_oa_period = props->poll_oa_period;
3952
3953         ret = i915_oa_stream_init(stream, param, props);
3954         if (ret)
3955                 goto err_alloc;
3956
3957         /* we avoid simply assigning stream->sample_flags = props->sample_flags
3958          * to have _stream_init check the combination of sample flags more
3959          * thoroughly, but still this is the expected result at this point.
3960          */
3961         if (WARN_ON(stream->sample_flags != props->sample_flags)) {
3962                 ret = -ENODEV;
3963                 goto err_flags;
3964         }
3965
3966         if (param->flags & I915_PERF_FLAG_FD_CLOEXEC)
3967                 f_flags |= O_CLOEXEC;
3968         if (param->flags & I915_PERF_FLAG_FD_NONBLOCK)
3969                 f_flags |= O_NONBLOCK;
3970
3971         stream_fd = anon_inode_getfd("[i915_perf]", &fops, stream, f_flags);
3972         if (stream_fd < 0) {
3973                 ret = stream_fd;
3974                 goto err_flags;
3975         }
3976
3977         if (!(param->flags & I915_PERF_FLAG_DISABLED))
3978                 i915_perf_enable_locked(stream);
3979
3980         /* Take a reference on the driver that will be kept with stream_fd
3981          * until its release.
3982          */
3983         drm_dev_get(&perf->i915->drm);
3984
3985         return stream_fd;
3986
3987 err_flags:
3988         if (stream->ops->destroy)
3989                 stream->ops->destroy(stream);
3990 err_alloc:
3991         kfree(stream);
3992 err_ctx:
3993         if (specific_ctx)
3994                 i915_gem_context_put(specific_ctx);
3995 err:
3996         return ret;
3997 }
3998
3999 static u64 oa_exponent_to_ns(struct i915_perf *perf, int exponent)
4000 {
4001         u64 nom = (2ULL << exponent) * NSEC_PER_SEC;
4002         u32 den = i915_perf_oa_timestamp_frequency(perf->i915);
4003
4004         return div_u64(nom + den - 1, den);
4005 }
4006
4007 static __always_inline bool
4008 oa_format_valid(struct i915_perf *perf, enum drm_i915_oa_format format)
4009 {
4010         return test_bit(format, perf->format_mask);
4011 }
4012
4013 static __always_inline void
4014 oa_format_add(struct i915_perf *perf, enum drm_i915_oa_format format)
4015 {
4016         __set_bit(format, perf->format_mask);
4017 }
4018
4019 /**
4020  * read_properties_unlocked - validate + copy userspace stream open properties
4021  * @perf: i915 perf instance
4022  * @uprops: The array of u64 key value pairs given by userspace
4023  * @n_props: The number of key value pairs expected in @uprops
4024  * @props: The stream configuration built up while validating properties
4025  *
4026  * Note this function only validates properties in isolation it doesn't
4027  * validate that the combination of properties makes sense or that all
4028  * properties necessary for a particular kind of stream have been set.
4029  *
4030  * Note that there currently aren't any ordering requirements for properties so
4031  * we shouldn't validate or assume anything about ordering here. This doesn't
4032  * rule out defining new properties with ordering requirements in the future.
4033  */
4034 static int read_properties_unlocked(struct i915_perf *perf,
4035                                     u64 __user *uprops,
4036                                     u32 n_props,
4037                                     struct perf_open_properties *props)
4038 {
4039         struct drm_i915_gem_context_param_sseu user_sseu;
4040         const struct i915_oa_format *f;
4041         u64 __user *uprop = uprops;
4042         bool config_instance = false;
4043         bool config_class = false;
4044         bool config_sseu = false;
4045         u8 class, instance;
4046         u32 i;
4047         int ret;
4048
4049         memset(props, 0, sizeof(struct perf_open_properties));
4050         props->poll_oa_period = DEFAULT_POLL_PERIOD_NS;
4051
4052         /* Considering that ID = 0 is reserved and assuming that we don't
4053          * (currently) expect any configurations to ever specify duplicate
4054          * values for a particular property ID then the last _PROP_MAX value is
4055          * one greater than the maximum number of properties we expect to get
4056          * from userspace.
4057          */
4058         if (!n_props || n_props >= DRM_I915_PERF_PROP_MAX) {
4059                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4060                         "Invalid number of i915 perf properties given\n");
4061                 return -EINVAL;
4062         }
4063
4064         /* Defaults when class:instance is not passed */
4065         class = I915_ENGINE_CLASS_RENDER;
4066         instance = 0;
4067
4068         for (i = 0; i < n_props; i++) {
4069                 u64 oa_period, oa_freq_hz;
4070                 u64 id, value;
4071
4072                 ret = get_user(id, uprop);
4073                 if (ret)
4074                         return ret;
4075
4076                 ret = get_user(value, uprop + 1);
4077                 if (ret)
4078                         return ret;
4079
4080                 if (id == 0 || id >= DRM_I915_PERF_PROP_MAX) {
4081                         drm_dbg(&perf->i915->drm,
4082                                 "Unknown i915 perf property ID\n");
4083                         return -EINVAL;
4084                 }
4085
4086                 switch ((enum drm_i915_perf_property_id)id) {
4087                 case DRM_I915_PERF_PROP_CTX_HANDLE:
4088                         props->single_context = 1;
4089                         props->ctx_handle = value;
4090                         break;
4091                 case DRM_I915_PERF_PROP_SAMPLE_OA:
4092                         if (value)
4093                                 props->sample_flags |= SAMPLE_OA_REPORT;
4094                         break;
4095                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_METRICS_SET:
4096                         if (value == 0) {
4097                                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4098                                         "Unknown OA metric set ID\n");
4099                                 return -EINVAL;
4100                         }
4101                         props->metrics_set = value;
4102                         break;
4103                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_FORMAT:
4104                         if (value == 0 || value >= I915_OA_FORMAT_MAX) {
4105                                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4106                                         "Out-of-range OA report format %llu\n",
4107                                           value);
4108                                 return -EINVAL;
4109                         }
4110                         if (!oa_format_valid(perf, value)) {
4111                                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4112                                         "Unsupported OA report format %llu\n",
4113                                           value);
4114                                 return -EINVAL;
4115                         }
4116                         props->oa_format = value;
4117                         break;
4118                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_EXPONENT:
4119                         if (value > OA_EXPONENT_MAX) {
4120                                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4121                                         "OA timer exponent too high (> %u)\n",
4122                                          OA_EXPONENT_MAX);
4123                                 return -EINVAL;
4124                         }
4125
4126                         /* Theoretically we can program the OA unit to sample
4127                          * e.g. every 160ns for HSW, 167ns for BDW/SKL or 104ns
4128                          * for BXT. We don't allow such high sampling
4129                          * frequencies by default unless root.
4130                          */
4131
4132                         BUILD_BUG_ON(sizeof(oa_period) != 8);
4133                         oa_period = oa_exponent_to_ns(perf, value);
4134
4135                         /* This check is primarily to ensure that oa_period <=
4136                          * UINT32_MAX (before passing to do_div which only
4137                          * accepts a u32 denominator), but we can also skip
4138                          * checking anything < 1Hz which implicitly can't be
4139                          * limited via an integer oa_max_sample_rate.
4140                          */
4141                         if (oa_period <= NSEC_PER_SEC) {
4142                                 u64 tmp = NSEC_PER_SEC;
4143                                 do_div(tmp, oa_period);
4144                                 oa_freq_hz = tmp;
4145                         } else
4146                                 oa_freq_hz = 0;
4147
4148                         if (oa_freq_hz > i915_oa_max_sample_rate && !perfmon_capable()) {
4149                                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4150                                         "OA exponent would exceed the max sampling frequency (sysctl dev.i915.oa_max_sample_rate) %uHz without CAP_PERFMON or CAP_SYS_ADMIN privileges\n",
4151                                           i915_oa_max_sample_rate);
4152                                 return -EACCES;
4153                         }
4154
4155                         props->oa_periodic = true;
4156                         props->oa_period_exponent = value;
4157                         break;
4158                 case DRM_I915_PERF_PROP_HOLD_PREEMPTION:
4159                         props->hold_preemption = !!value;
4160                         break;
4161                 case DRM_I915_PERF_PROP_GLOBAL_SSEU: {
4162                         if (GRAPHICS_VER_FULL(perf->i915) >= IP_VER(12, 50)) {
4163                                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4164                                         "SSEU config not supported on gfx %x\n",
4165                                         GRAPHICS_VER_FULL(perf->i915));
4166                                 return -ENODEV;
4167                         }
4168
4169                         if (copy_from_user(&user_sseu,
4170                                            u64_to_user_ptr(value),
4171                                            sizeof(user_sseu))) {
4172                                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4173                                         "Unable to copy global sseu parameter\n");
4174                                 return -EFAULT;
4175                         }
4176                         config_sseu = true;
4177                         break;
4178                 }
4179                 case DRM_I915_PERF_PROP_POLL_OA_PERIOD:
4180                         if (value < 100000 /* 100us */) {
4181                                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4182                                         "OA availability timer too small (%lluns < 100us)\n",
4183                                           value);
4184                                 return -EINVAL;
4185                         }
4186                         props->poll_oa_period = value;
4187                         break;
4188                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_ENGINE_CLASS:
4189                         class = (u8)value;
4190                         config_class = true;
4191                         break;
4192                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_ENGINE_INSTANCE:
4193                         instance = (u8)value;
4194                         config_instance = true;
4195                         break;
4196                 default:
4197                         MISSING_CASE(id);
4198                         return -EINVAL;
4199                 }
4200
4201                 uprop += 2;
4202         }
4203
4204         if ((config_class && !config_instance) ||
4205             (config_instance && !config_class)) {
4206                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4207                         "OA engine-class and engine-instance parameters must be passed together\n");
4208                 return -EINVAL;
4209         }
4210
4211         props->engine = intel_engine_lookup_user(perf->i915, class, instance);
4212         if (!props->engine) {
4213                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4214                         "OA engine class and instance invalid %d:%d\n",
4215                         class, instance);
4216                 return -EINVAL;
4217         }
4218
4219         if (!engine_supports_oa(props->engine)) {
4220                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4221                         "Engine not supported by OA %d:%d\n",
4222                         class, instance);
4223                 return -EINVAL;
4224         }
4225
4226         i = array_index_nospec(props->oa_format, I915_OA_FORMAT_MAX);
4227         f = &perf->oa_formats[i];
4228         if (!engine_supports_oa_format(props->engine, f->type)) {
4229                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4230                         "Invalid OA format %d for class %d\n",
4231                         f->type, props->engine->class);
4232                 return -EINVAL;
4233         }
4234
4235         if (config_sseu) {
4236                 ret = get_sseu_config(&props->sseu, props->engine, &user_sseu);
4237                 if (ret) {
4238                         drm_dbg(&perf->i915->drm,
4239                                 "Invalid SSEU configuration\n");
4240                         return ret;
4241                 }
4242                 props->has_sseu = true;
4243         }
4244
4245         return 0;
4246 }
4247
4248 /**
4249  * i915_perf_open_ioctl - DRM ioctl() for userspace to open a stream FD
4250  * @dev: drm device
4251  * @data: ioctl data copied from userspace (unvalidated)
4252  * @file: drm file
4253  *
4254  * Validates the stream open parameters given by userspace including flags
4255  * and an array of u64 key, value pair properties.
4256  *
4257  * Very little is assumed up front about the nature of the stream being
4258  * opened (for instance we don't assume it's for periodic OA unit metrics). An
4259  * i915-perf stream is expected to be a suitable interface for other forms of
4260  * buffered data written by the GPU besides periodic OA metrics.
4261  *
4262  * Note we copy the properties from userspace outside of the i915 perf
4263  * mutex to avoid an awkward lockdep with mmap_lock.
4264  *
4265  * Most of the implementation details are handled by
4266  * i915_perf_open_ioctl_locked() after taking the &gt->perf.lock
4267  * mutex for serializing with any non-file-operation driver hooks.
4268  *
4269  * Return: A newly opened i915 Perf stream file descriptor or negative
4270  * error code on failure.
4271  */
4272 int i915_perf_open_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
4273                          struct drm_file *file)
4274 {
4275         struct i915_perf *perf = &to_i915(dev)->perf;
4276         struct drm_i915_perf_open_param *param = data;
4277         struct intel_gt *gt;
4278         struct perf_open_properties props;
4279         u32 known_open_flags;
4280         int ret;
4281
4282         if (!perf->i915) {
4283                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4284                         "i915 perf interface not available for this system\n");
4285                 return -ENOTSUPP;
4286         }
4287
4288         known_open_flags = I915_PERF_FLAG_FD_CLOEXEC |
4289                            I915_PERF_FLAG_FD_NONBLOCK |
4290                            I915_PERF_FLAG_DISABLED;
4291         if (param->flags & ~known_open_flags) {
4292                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4293                         "Unknown drm_i915_perf_open_param flag\n");
4294                 return -EINVAL;
4295         }
4296
4297         ret = read_properties_unlocked(perf,
4298                                        u64_to_user_ptr(param->properties_ptr),
4299                                        param->num_properties,
4300                                        &props);
4301         if (ret)
4302                 return ret;
4303
4304         gt = props.engine->gt;
4305
4306         mutex_lock(&gt->perf.lock);
4307         ret = i915_perf_open_ioctl_locked(perf, param, &props, file);
4308         mutex_unlock(&gt->perf.lock);
4309
4310         return ret;
4311 }
4312
4313 /**
4314  * i915_perf_register - exposes i915-perf to userspace
4315  * @i915: i915 device instance
4316  *
4317  * In particular OA metric sets are advertised under a sysfs metrics/
4318  * directory allowing userspace to enumerate valid IDs that can be
4319  * used to open an i915-perf stream.
4320  */
4321 void i915_perf_register(struct drm_i915_private *i915)
4322 {
4323         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
4324         struct intel_gt *gt = to_gt(i915);
4325
4326         if (!perf->i915)
4327                 return;
4328
4329         /* To be sure we're synchronized with an attempted
4330          * i915_perf_open_ioctl(); considering that we register after
4331          * being exposed to userspace.
4332          */
4333         mutex_lock(&gt->perf.lock);
4334
4335         perf->metrics_kobj =
4336                 kobject_create_and_add("metrics",
4337                                        &i915->drm.primary->kdev->kobj);
4338
4339         mutex_unlock(&gt->perf.lock);
4340 }
4341
4342 /**
4343  * i915_perf_unregister - hide i915-perf from userspace
4344  * @i915: i915 device instance
4345  *
4346  * i915-perf state cleanup is split up into an 'unregister' and
4347  * 'deinit' phase where the interface is first hidden from
4348  * userspace by i915_perf_unregister() before cleaning up
4349  * remaining state in i915_perf_fini().
4350  */
4351 void i915_perf_unregister(struct drm_i915_private *i915)
4352 {
4353         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
4354
4355         if (!perf->metrics_kobj)
4356                 return;
4357
4358         kobject_put(perf->metrics_kobj);
4359         perf->metrics_kobj = NULL;
4360 }
4361
4362 static bool gen8_is_valid_flex_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
4363 {
4364         static const i915_reg_t flex_eu_regs[] = {
4365                 EU_PERF_CNTL0,
4366                 EU_PERF_CNTL1,
4367                 EU_PERF_CNTL2,
4368                 EU_PERF_CNTL3,
4369                 EU_PERF_CNTL4,
4370                 EU_PERF_CNTL5,
4371                 EU_PERF_CNTL6,
4372         };
4373         int i;
4374
4375         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(flex_eu_regs); i++) {
4376                 if (i915_mmio_reg_offset(flex_eu_regs[i]) == addr)
4377                         return true;
4378         }
4379         return false;
4380 }
4381
4382 static bool reg_in_range_table(u32 addr, const struct i915_range *table)
4383 {
4384         while (table->start || table->end) {
4385                 if (addr >= table->start && addr <= table->end)
4386                         return true;
4387
4388                 table++;
4389         }
4390
4391         return false;
4392 }
4393
4394 #define REG_EQUAL(addr, mmio) \
4395         ((addr) == i915_mmio_reg_offset(mmio))
4396
4397 static const struct i915_range gen7_oa_b_counters[] = {
4398         { .start = 0x2710, .end = 0x272c },     /* OASTARTTRIG[1-8] */
4399         { .start = 0x2740, .end = 0x275c },     /* OAREPORTTRIG[1-8] */
4400         { .start = 0x2770, .end = 0x27ac },     /* OACEC[0-7][0-1] */
4401         {}
4402 };
4403
4404 static const struct i915_range gen12_oa_b_counters[] = {
4405         { .start = 0x2b2c, .end = 0x2b2c },     /* GEN12_OAG_OA_PESS */
4406         { .start = 0xd900, .end = 0xd91c },     /* GEN12_OAG_OASTARTTRIG[1-8] */
4407         { .start = 0xd920, .end = 0xd93c },     /* GEN12_OAG_OAREPORTTRIG1[1-8] */
4408         { .start = 0xd940, .end = 0xd97c },     /* GEN12_OAG_CEC[0-7][0-1] */
4409         { .start = 0xdc00, .end = 0xdc3c },     /* GEN12_OAG_SCEC[0-7][0-1] */
4410         { .start = 0xdc40, .end = 0xdc40 },     /* GEN12_OAG_SPCTR_CNF */
4411         { .start = 0xdc44, .end = 0xdc44 },     /* GEN12_OAA_DBG_REG */
4412         {}
4413 };
4414
4415 static const struct i915_range mtl_oam_b_counters[] = {
4416         { .start = 0x393000, .end = 0x39301c }, /* GEN12_OAM_STARTTRIG1[1-8] */
4417         { .start = 0x393020, .end = 0x39303c }, /* GEN12_OAM_REPORTTRIG1[1-8] */
4418         { .start = 0x393040, .end = 0x39307c }, /* GEN12_OAM_CEC[0-7][0-1] */
4419         { .start = 0x393200, .end = 0x39323C }, /* MPES[0-7] */
4420         {}
4421 };
4422
4423 static const struct i915_range xehp_oa_b_counters[] = {
4424         { .start = 0xdc48, .end = 0xdc48 },     /* OAA_ENABLE_REG */
4425         { .start = 0xdd00, .end = 0xdd48 },     /* OAG_LCE0_0 - OAA_LENABLE_REG */
4426 };
4427
4428 static const struct i915_range gen7_oa_mux_regs[] = {
4429         { .start = 0x91b8, .end = 0x91cc },     /* OA_PERFCNT[1-2], OA_PERFMATRIX */
4430         { .start = 0x9800, .end = 0x9888 },     /* MICRO_BP0_0 - NOA_WRITE */
4431         { .start = 0xe180, .end = 0xe180 },     /* HALF_SLICE_CHICKEN2 */
4432         {}
4433 };
4434
4435 static const struct i915_range hsw_oa_mux_regs[] = {
4436         { .start = 0x09e80, .end = 0x09ea4 }, /* HSW_MBVID2_NOA[0-9] */
4437         { .start = 0x09ec0, .end = 0x09ec0 }, /* HSW_MBVID2_MISR0 */
4438         { .start = 0x25100, .end = 0x2ff90 },
4439         {}
4440 };
4441
4442 static const struct i915_range chv_oa_mux_regs[] = {
4443         { .start = 0x182300, .end = 0x1823a4 },
4444         {}
4445 };
4446
4447 static const struct i915_range gen8_oa_mux_regs[] = {
4448         { .start = 0x0d00, .end = 0x0d2c },     /* RPM_CONFIG[0-1], NOA_CONFIG[0-8] */
4449         { .start = 0x20cc, .end = 0x20cc },     /* WAIT_FOR_RC6_EXIT */
4450         {}
4451 };
4452
4453 static const struct i915_range gen11_oa_mux_regs[] = {
4454         { .start = 0x91c8, .end = 0x91dc },     /* OA_PERFCNT[3-4] */
4455         {}
4456 };
4457
4458 static const struct i915_range gen12_oa_mux_regs[] = {
4459         { .start = 0x0d00, .end = 0x0d04 },     /* RPM_CONFIG[0-1] */
4460         { .start = 0x0d0c, .end = 0x0d2c },     /* NOA_CONFIG[0-8] */
4461         { .start = 0x9840, .end = 0x9840 },     /* GDT_CHICKEN_BITS */
4462         { .start = 0x9884, .end = 0x9888 },     /* NOA_WRITE */
4463         { .start = 0x20cc, .end = 0x20cc },     /* WAIT_FOR_RC6_EXIT */
4464         {}
4465 };
4466
4467 /*
4468  * Ref: 14010536224:
4469  * 0x20cc is repurposed on MTL, so use a separate array for MTL.
4470  */
4471 static const struct i915_range mtl_oa_mux_regs[] = {
4472         { .start = 0x0d00, .end = 0x0d04 },     /* RPM_CONFIG[0-1] */
4473         { .start = 0x0d0c, .end = 0x0d2c },     /* NOA_CONFIG[0-8] */
4474         { .start = 0x9840, .end = 0x9840 },     /* GDT_CHICKEN_BITS */
4475         { .start = 0x9884, .end = 0x9888 },     /* NOA_WRITE */
4476         { .start = 0x38d100, .end = 0x38d114},  /* VISACTL */
4477         {}
4478 };
4479
4480 static bool gen7_is_valid_b_counter_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
4481 {
4482         return reg_in_range_table(addr, gen7_oa_b_counters);
4483 }
4484
4485 static bool gen8_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
4486 {
4487         return reg_in_range_table(addr, gen7_oa_mux_regs) ||
4488                 reg_in_range_table(addr, gen8_oa_mux_regs);
4489 }
4490
4491 static bool gen11_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
4492 {
4493         return reg_in_range_table(addr, gen7_oa_mux_regs) ||
4494                 reg_in_range_table(addr, gen8_oa_mux_regs) ||
4495                 reg_in_range_table(addr, gen11_oa_mux_regs);
4496 }
4497
4498 static bool hsw_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
4499 {
4500         return reg_in_range_table(addr, gen7_oa_mux_regs) ||
4501                 reg_in_range_table(addr, hsw_oa_mux_regs);
4502 }
4503
4504 static bool chv_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
4505 {
4506         return reg_in_range_table(addr, gen7_oa_mux_regs) ||
4507                 reg_in_range_table(addr, chv_oa_mux_regs);
4508 }
4509
4510 static bool gen12_is_valid_b_counter_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
4511 {
4512         return reg_in_range_table(addr, gen12_oa_b_counters);
4513 }
4514
4515 static bool mtl_is_valid_oam_b_counter_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
4516 {
4517         if (HAS_OAM(perf->i915) &&
4518             GRAPHICS_VER_FULL(perf->i915) >= IP_VER(12, 70))
4519                 return reg_in_range_table(addr, mtl_oam_b_counters);
4520
4521         return false;
4522 }
4523
4524 static bool xehp_is_valid_b_counter_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
4525 {
4526         return reg_in_range_table(addr, xehp_oa_b_counters) ||
4527                 reg_in_range_table(addr, gen12_oa_b_counters) ||
4528                 mtl_is_valid_oam_b_counter_addr(perf, addr);
4529 }
4530
4531 static bool gen12_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
4532 {
4533         if (IS_METEORLAKE(perf->i915))
4534                 return reg_in_range_table(addr, mtl_oa_mux_regs);
4535         else
4536                 return reg_in_range_table(addr, gen12_oa_mux_regs);
4537 }
4538
4539 static u32 mask_reg_value(u32 reg, u32 val)
4540 {
4541         /* HALF_SLICE_CHICKEN2 is programmed with a the
4542          * WaDisableSTUnitPowerOptimization workaround. Make sure the value
4543          * programmed by userspace doesn't change this.
4544          */
4545         if (REG_EQUAL(reg, HALF_SLICE_CHICKEN2))
4546                 val = val & ~_MASKED_BIT_ENABLE(GEN8_ST_PO_DISABLE);
4547
4548         /* WAIT_FOR_RC6_EXIT has only one bit fullfilling the function
4549          * indicated by its name and a bunch of selection fields used by OA
4550          * configs.
4551          */
4552         if (REG_EQUAL(reg, WAIT_FOR_RC6_EXIT))
4553                 val = val & ~_MASKED_BIT_ENABLE(HSW_WAIT_FOR_RC6_EXIT_ENABLE);
4554
4555         return val;
4556 }
4557
4558 static struct i915_oa_reg *alloc_oa_regs(struct i915_perf *perf,
4559                                          bool (*is_valid)(struct i915_perf *perf, u32 addr),
4560                                          u32 __user *regs,
4561                                          u32 n_regs)
4562 {
4563         struct i915_oa_reg *oa_regs;
4564         int err;
4565         u32 i;
4566
4567         if (!n_regs)
4568                 return NULL;
4569
4570         /* No is_valid function means we're not allowing any register to be programmed. */
4571         GEM_BUG_ON(!is_valid);
4572         if (!is_valid)
4573                 return ERR_PTR(-EINVAL);
4574
4575         oa_regs = kmalloc_array(n_regs, sizeof(*oa_regs), GFP_KERNEL);
4576         if (!oa_regs)
4577                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
4578
4579         for (i = 0; i < n_regs; i++) {
4580                 u32 addr, value;
4581
4582                 err = get_user(addr, regs);
4583                 if (err)
4584                         goto addr_err;
4585
4586                 if (!is_valid(perf, addr)) {
4587                         drm_dbg(&perf->i915->drm,
4588                                 "Invalid oa_reg address: %X\n", addr);
4589                         err = -EINVAL;
4590                         goto addr_err;
4591                 }
4592
4593                 err = get_user(value, regs + 1);
4594                 if (err)
4595                         goto addr_err;
4596
4597                 oa_regs[i].addr = _MMIO(addr);
4598                 oa_regs[i].value = mask_reg_value(addr, value);
4599
4600                 regs += 2;
4601         }
4602
4603         return oa_regs;
4604
4605 addr_err:
4606         kfree(oa_regs);
4607         return ERR_PTR(err);
4608 }
4609
4610 static ssize_t show_dynamic_id(struct kobject *kobj,
4611                                struct kobj_attribute *attr,
4612                                char *buf)
4613 {
4614         struct i915_oa_config *oa_config =
4615                 container_of(attr, typeof(*oa_config), sysfs_metric_id);
4616
4617         return sprintf(buf, "%d\n", oa_config->id);
4618 }
4619
4620 static int create_dynamic_oa_sysfs_entry(struct i915_perf *perf,
4621                                          struct i915_oa_config *oa_config)
4622 {
4623         sysfs_attr_init(&oa_config->sysfs_metric_id.attr);
4624         oa_config->sysfs_metric_id.attr.name = "id";
4625         oa_config->sysfs_metric_id.attr.mode = S_IRUGO;
4626         oa_config->sysfs_metric_id.show = show_dynamic_id;
4627         oa_config->sysfs_metric_id.store = NULL;
4628
4629         oa_config->attrs[0] = &oa_config->sysfs_metric_id.attr;
4630         oa_config->attrs[1] = NULL;
4631
4632         oa_config->sysfs_metric.name = oa_config->uuid;
4633         oa_config->sysfs_metric.attrs = oa_config->attrs;
4634
4635         return sysfs_create_group(perf->metrics_kobj,
4636                                   &oa_config->sysfs_metric);
4637 }
4638
4639 /**
4640  * i915_perf_add_config_ioctl - DRM ioctl() for userspace to add a new OA config
4641  * @dev: drm device
4642  * @data: ioctl data (pointer to struct drm_i915_perf_oa_config) copied from
4643  *        userspace (unvalidated)
4644  * @file: drm file
4645  *
4646  * Validates the submitted OA register to be saved into a new OA config that
4647  * can then be used for programming the OA unit and its NOA network.
4648  *
4649  * Returns: A new allocated config number to be used with the perf open ioctl
4650  * or a negative error code on failure.
4651  */
4652 int i915_perf_add_config_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
4653                                struct drm_file *file)
4654 {
4655         struct i915_perf *perf = &to_i915(dev)->perf;
4656         struct drm_i915_perf_oa_config *args = data;
4657         struct i915_oa_config *oa_config, *tmp;
4658         struct i915_oa_reg *regs;
4659         int err, id;
4660
4661         if (!perf->i915) {
4662                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4663                         "i915 perf interface not available for this system\n");
4664                 return -ENOTSUPP;
4665         }
4666
4667         if (!perf->metrics_kobj) {
4668                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4669                         "OA metrics weren't advertised via sysfs\n");
4670                 return -EINVAL;
4671         }
4672
4673         if (i915_perf_stream_paranoid && !perfmon_capable()) {
4674                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4675                         "Insufficient privileges to add i915 OA config\n");
4676                 return -EACCES;
4677         }
4678
4679         if ((!args->mux_regs_ptr || !args->n_mux_regs) &&
4680             (!args->boolean_regs_ptr || !args->n_boolean_regs) &&
4681             (!args->flex_regs_ptr || !args->n_flex_regs)) {
4682                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4683                         "No OA registers given\n");
4684                 return -EINVAL;
4685         }
4686
4687         oa_config = kzalloc(sizeof(*oa_config), GFP_KERNEL);
4688         if (!oa_config) {
4689                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4690                         "Failed to allocate memory for the OA config\n");
4691                 return -ENOMEM;
4692         }
4693
4694         oa_config->perf = perf;
4695         kref_init(&oa_config->ref);
4696
4697         if (!uuid_is_valid(args->uuid)) {
4698                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4699                         "Invalid uuid format for OA config\n");
4700                 err = -EINVAL;
4701                 goto reg_err;
4702         }
4703
4704         /* Last character in oa_config->uuid will be 0 because oa_config is
4705          * kzalloc.
4706          */
4707         memcpy(oa_config->uuid, args->uuid, sizeof(args->uuid));
4708
4709         oa_config->mux_regs_len = args->n_mux_regs;
4710         regs = alloc_oa_regs(perf,
4711                              perf->ops.is_valid_mux_reg,
4712                              u64_to_user_ptr(args->mux_regs_ptr),
4713                              args->n_mux_regs);
4714
4715         if (IS_ERR(regs)) {
4716                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4717                         "Failed to create OA config for mux_regs\n");
4718                 err = PTR_ERR(regs);
4719                 goto reg_err;
4720         }
4721         oa_config->mux_regs = regs;
4722
4723         oa_config->b_counter_regs_len = args->n_boolean_regs;
4724         regs = alloc_oa_regs(perf,
4725                              perf->ops.is_valid_b_counter_reg,
4726                              u64_to_user_ptr(args->boolean_regs_ptr),
4727                              args->n_boolean_regs);
4728
4729         if (IS_ERR(regs)) {
4730                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4731                         "Failed to create OA config for b_counter_regs\n");
4732                 err = PTR_ERR(regs);
4733                 goto reg_err;
4734         }
4735         oa_config->b_counter_regs = regs;
4736
4737         if (GRAPHICS_VER(perf->i915) < 8) {
4738                 if (args->n_flex_regs != 0) {
4739                         err = -EINVAL;
4740                         goto reg_err;
4741                 }
4742         } else {
4743                 oa_config->flex_regs_len = args->n_flex_regs;
4744                 regs = alloc_oa_regs(perf,
4745                                      perf->ops.is_valid_flex_reg,
4746                                      u64_to_user_ptr(args->flex_regs_ptr),
4747                                      args->n_flex_regs);
4748
4749                 if (IS_ERR(regs)) {
4750                         drm_dbg(&perf->i915->drm,
4751                                 "Failed to create OA config for flex_regs\n");
4752                         err = PTR_ERR(regs);
4753                         goto reg_err;
4754                 }
4755                 oa_config->flex_regs = regs;
4756         }
4757
4758         err = mutex_lock_interruptible(&perf->metrics_lock);
4759         if (err)
4760                 goto reg_err;
4761
4762         /* We shouldn't have too many configs, so this iteration shouldn't be
4763          * too costly.
4764          */
4765         idr_for_each_entry(&perf->metrics_idr, tmp, id) {
4766                 if (!strcmp(tmp->uuid, oa_config->uuid)) {
4767                         drm_dbg(&perf->i915->drm,
4768                                 "OA config already exists with this uuid\n");
4769                         err = -EADDRINUSE;
4770                         goto sysfs_err;
4771                 }
4772         }
4773
4774         err = create_dynamic_oa_sysfs_entry(perf, oa_config);
4775         if (err) {
4776                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4777                         "Failed to create sysfs entry for OA config\n");
4778                 goto sysfs_err;
4779         }
4780
4781         /* Config id 0 is invalid, id 1 for kernel stored test config. */
4782         oa_config->id = idr_alloc(&perf->metrics_idr,
4783                                   oa_config, 2,
4784                                   0, GFP_KERNEL);
4785         if (oa_config->id < 0) {
4786                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4787                         "Failed to create sysfs entry for OA config\n");
4788                 err = oa_config->id;
4789                 goto sysfs_err;
4790         }
4791
4792         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4793
4794         drm_dbg(&perf->i915->drm,
4795                 "Added config %s id=%i\n", oa_config->uuid, oa_config->id);
4796
4797         return oa_config->id;
4798
4799 sysfs_err:
4800         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4801 reg_err:
4802         i915_oa_config_put(oa_config);
4803         drm_dbg(&perf->i915->drm,
4804                 "Failed to add new OA config\n");
4805         return err;
4806 }
4807
4808 /**
4809  * i915_perf_remove_config_ioctl - DRM ioctl() for userspace to remove an OA config
4810  * @dev: drm device
4811  * @data: ioctl data (pointer to u64 integer) copied from userspace
4812  * @file: drm file
4813  *
4814  * Configs can be removed while being used, the will stop appearing in sysfs
4815  * and their content will be freed when the stream using the config is closed.
4816  *
4817  * Returns: 0 on success or a negative error code on failure.
4818  */
4819 int i915_perf_remove_config_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
4820                                   struct drm_file *file)
4821 {
4822         struct i915_perf *perf = &to_i915(dev)->perf;
4823         u64 *arg = data;
4824         struct i915_oa_config *oa_config;
4825         int ret;
4826
4827         if (!perf->i915) {
4828                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4829                         "i915 perf interface not available for this system\n");
4830                 return -ENOTSUPP;
4831         }
4832
4833         if (i915_perf_stream_paranoid && !perfmon_capable()) {
4834                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4835                         "Insufficient privileges to remove i915 OA config\n");
4836                 return -EACCES;
4837         }
4838
4839         ret = mutex_lock_interruptible(&perf->metrics_lock);
4840         if (ret)
4841                 return ret;
4842
4843         oa_config = idr_find(&perf->metrics_idr, *arg);
4844         if (!oa_config) {
4845                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4846                         "Failed to remove unknown OA config\n");
4847                 ret = -ENOENT;
4848                 goto err_unlock;
4849         }
4850
4851         GEM_BUG_ON(*arg != oa_config->id);
4852
4853         sysfs_remove_group(perf->metrics_kobj, &oa_config->sysfs_metric);
4854
4855         idr_remove(&perf->metrics_idr, *arg);
4856
4857         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4858
4859         drm_dbg(&perf->i915->drm,
4860                 "Removed config %s id=%i\n", oa_config->uuid, oa_config->id);
4861
4862         i915_oa_config_put(oa_config);
4863
4864         return 0;
4865
4866 err_unlock:
4867         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4868         return ret;
4869 }
4870
4871 static struct ctl_table oa_table[] = {
4872         {
4873          .procname = "perf_stream_paranoid",
4874          .data = &i915_perf_stream_paranoid,
4875          .maxlen = sizeof(i915_perf_stream_paranoid),
4876          .mode = 0644,
4877          .proc_handler = proc_dointvec_minmax,
4878          .extra1 = SYSCTL_ZERO,
4879          .extra2 = SYSCTL_ONE,
4880          },
4881         {
4882          .procname = "oa_max_sample_rate",
4883          .data = &i915_oa_max_sample_rate,
4884          .maxlen = sizeof(i915_oa_max_sample_rate),
4885          .mode = 0644,
4886          .proc_handler = proc_dointvec_minmax,
4887          .extra1 = SYSCTL_ZERO,
4888          .extra2 = &oa_sample_rate_hard_limit,
4889          },
4890         {}
4891 };
4892
4893 static u32 num_perf_groups_per_gt(struct intel_gt *gt)
4894 {
4895         return 1;
4896 }
4897
4898 static u32 __oam_engine_group(struct intel_engine_cs *engine)
4899 {
4900         if (GRAPHICS_VER_FULL(engine->i915) >= IP_VER(12, 70)) {
4901                 /*
4902                  * There's 1 SAMEDIA gt and 1 OAM per SAMEDIA gt. All media slices
4903                  * within the gt use the same OAM. All MTL SKUs list 1 SA MEDIA.
4904                  */
4905                 drm_WARN_ON(&engine->i915->drm,
4906                             engine->gt->type != GT_MEDIA);
4907
4908                 return PERF_GROUP_OAM_SAMEDIA_0;
4909         }
4910
4911         return PERF_GROUP_INVALID;
4912 }
4913
4914 static u32 __oa_engine_group(struct intel_engine_cs *engine)
4915 {
4916         switch (engine->class) {
4917         case RENDER_CLASS:
4918                 return PERF_GROUP_OAG;
4919
4920         case VIDEO_DECODE_CLASS:
4921         case VIDEO_ENHANCEMENT_CLASS:
4922                 return __oam_engine_group(engine);
4923
4924         default:
4925                 return PERF_GROUP_INVALID;
4926         }
4927 }
4928
4929 static struct i915_perf_regs __oam_regs(u32 base)
4930 {
4931         return (struct i915_perf_regs) {
4932                 base,
4933                 GEN12_OAM_HEAD_POINTER(base),
4934                 GEN12_OAM_TAIL_POINTER(base),
4935                 GEN12_OAM_BUFFER(base),
4936                 GEN12_OAM_CONTEXT_CONTROL(base),
4937                 GEN12_OAM_CONTROL(base),
4938                 GEN12_OAM_DEBUG(base),
4939                 GEN12_OAM_STATUS(base),
4940                 GEN12_OAM_CONTROL_COUNTER_FORMAT_SHIFT,
4941         };
4942 }
4943
4944 static struct i915_perf_regs __oag_regs(void)
4945 {
4946         return (struct i915_perf_regs) {
4947                 0,
4948                 GEN12_OAG_OAHEADPTR,
4949                 GEN12_OAG_OATAILPTR,
4950                 GEN12_OAG_OABUFFER,
4951                 GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL,
4952                 GEN12_OAG_OACONTROL,
4953                 GEN12_OAG_OA_DEBUG,
4954                 GEN12_OAG_OASTATUS,
4955                 GEN12_OAG_OACONTROL_OA_COUNTER_FORMAT_SHIFT,
4956         };
4957 }
4958
4959 static void oa_init_groups(struct intel_gt *gt)
4960 {
4961         int i, num_groups = gt->perf.num_perf_groups;
4962
4963         for (i = 0; i < num_groups; i++) {
4964                 struct i915_perf_group *g = &gt->perf.group[i];
4965
4966                 /* Fused off engines can result in a group with num_engines == 0 */
4967                 if (g->num_engines == 0)
4968                         continue;
4969
4970                 if (i == PERF_GROUP_OAG && gt->type != GT_MEDIA) {
4971                         g->regs = __oag_regs();
4972                         g->type = TYPE_OAG;
4973                 } else if (GRAPHICS_VER_FULL(gt->i915) >= IP_VER(12, 70)) {
4974                         g->regs = __oam_regs(mtl_oa_base[i]);
4975                         g->type = TYPE_OAM;
4976                 }
4977         }
4978 }
4979
4980 static int oa_init_gt(struct intel_gt *gt)
4981 {
4982         u32 num_groups = num_perf_groups_per_gt(gt);
4983         struct intel_engine_cs *engine;
4984         struct i915_perf_group *g;
4985         intel_engine_mask_t tmp;
4986
4987         g = kcalloc(num_groups, sizeof(*g), GFP_KERNEL);
4988         if (!g)
4989                 return -ENOMEM;
4990
4991         for_each_engine_masked(engine, gt, ALL_ENGINES, tmp) {
4992                 u32 index = __oa_engine_group(engine);
4993
4994                 engine->oa_group = NULL;
4995                 if (index < num_groups) {
4996                         g[index].num_engines++;
4997                         engine->oa_group = &g[index];
4998                 }
4999         }
5000
5001         gt->perf.num_perf_groups = num_groups;
5002         gt->perf.group = g;
5003
5004         oa_init_groups(gt);
5005
5006         return 0;
5007 }
5008
5009 static int oa_init_engine_groups(struct i915_perf *perf)
5010 {
5011         struct intel_gt *gt;
5012         int i, ret;
5013
5014         for_each_gt(gt, perf->i915, i) {
5015                 ret = oa_init_gt(gt);
5016                 if (ret)
5017                         return ret;
5018         }
5019
5020         return 0;
5021 }
5022
5023 static void oa_init_supported_formats(struct i915_perf *perf)
5024 {
5025         struct drm_i915_private *i915 = perf->i915;
5026         enum intel_platform platform = INTEL_INFO(i915)->platform;
5027
5028         switch (platform) {
5029         case INTEL_HASWELL:
5030                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A13);
5031                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A13);
5032                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A29);
5033                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A13_B8_C8);
5034                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_B4_C8);
5035                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A45_B8_C8);
5036                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_B4_C8_A16);
5037                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_C4_B8);
5038                 break;
5039
5040         case INTEL_BROADWELL:
5041         case INTEL_CHERRYVIEW:
5042         case INTEL_SKYLAKE:
5043         case INTEL_BROXTON:
5044         case INTEL_KABYLAKE:
5045         case INTEL_GEMINILAKE:
5046         case INTEL_COFFEELAKE:
5047         case INTEL_COMETLAKE:
5048         case INTEL_ICELAKE:
5049         case INTEL_ELKHARTLAKE:
5050         case INTEL_JASPERLAKE:
5051         case INTEL_TIGERLAKE:
5052         case INTEL_ROCKETLAKE:
5053         case INTEL_DG1:
5054         case INTEL_ALDERLAKE_S:
5055         case INTEL_ALDERLAKE_P:
5056                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A12);
5057                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A12_B8_C8);
5058                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A32u40_A4u32_B8_C8);
5059                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_C4_B8);
5060                 break;
5061
5062         case INTEL_DG2:
5063                 oa_format_add(perf, I915_OAR_FORMAT_A32u40_A4u32_B8_C8);
5064                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A24u40_A14u32_B8_C8);
5065                 break;
5066
5067         case INTEL_METEORLAKE:
5068                 oa_format_add(perf, I915_OAR_FORMAT_A32u40_A4u32_B8_C8);
5069                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A24u40_A14u32_B8_C8);
5070                 oa_format_add(perf, I915_OAM_FORMAT_MPEC8u64_B8_C8);
5071                 oa_format_add(perf, I915_OAM_FORMAT_MPEC8u32_B8_C8);
5072                 break;
5073
5074         default:
5075                 MISSING_CASE(platform);
5076         }
5077 }
5078
5079 static void i915_perf_init_info(struct drm_i915_private *i915)
5080 {
5081         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
5082
5083         switch (GRAPHICS_VER(i915)) {
5084         case 8:
5085                 perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x120;
5086                 perf->ctx_flexeu0_offset = 0x2ce;
5087                 perf->gen8_valid_ctx_bit = BIT(25);
5088                 break;
5089         case 9:
5090                 perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x128;
5091                 perf->ctx_flexeu0_offset = 0x3de;
5092                 perf->gen8_valid_ctx_bit = BIT(16);
5093                 break;
5094         case 11:
5095                 perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x124;
5096                 perf->ctx_flexeu0_offset = 0x78e;
5097                 perf->gen8_valid_ctx_bit = BIT(16);
5098                 break;
5099         case 12:
5100                 /*
5101                  * Calculate offset at runtime in oa_pin_context for gen12 and
5102                  * cache the value in perf->ctx_oactxctrl_offset.
5103                  */
5104                 break;
5105         default:
5106                 MISSING_CASE(GRAPHICS_VER(i915));
5107         }
5108 }
5109
5110 /**
5111  * i915_perf_init - initialize i915-perf state on module bind
5112  * @i915: i915 device instance
5113  *
5114  * Initializes i915-perf state without exposing anything to userspace.
5115  *
5116  * Note: i915-perf initialization is split into an 'init' and 'register'
5117  * phase with the i915_perf_register() exposing state to userspace.
5118  */
5119 int i915_perf_init(struct drm_i915_private *i915)
5120 {
5121         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
5122
5123         perf->oa_formats = oa_formats;
5124         if (IS_HASWELL(i915)) {
5125                 perf->ops.is_valid_b_counter_reg = gen7_is_valid_b_counter_addr;
5126                 perf->ops.is_valid_mux_reg = hsw_is_valid_mux_addr;
5127                 perf->ops.is_valid_flex_reg = NULL;
5128                 perf->ops.enable_metric_set = hsw_enable_metric_set;
5129                 perf->ops.disable_metric_set = hsw_disable_metric_set;
5130                 perf->ops.oa_enable = gen7_oa_enable;
5131                 perf->ops.oa_disable = gen7_oa_disable;
5132                 perf->ops.read = gen7_oa_read;
5133                 perf->ops.oa_hw_tail_read = gen7_oa_hw_tail_read;
5134         } else if (HAS_LOGICAL_RING_CONTEXTS(i915)) {
5135                 /* Note: that although we could theoretically also support the
5136                  * legacy ringbuffer mode on BDW (and earlier iterations of
5137                  * this driver, before upstreaming did this) it didn't seem
5138                  * worth the complexity to maintain now that BDW+ enable
5139                  * execlist mode by default.
5140                  */
5141                 perf->ops.read = gen8_oa_read;
5142                 i915_perf_init_info(i915);
5143
5144                 if (IS_GRAPHICS_VER(i915, 8, 9)) {
5145                         perf->ops.is_valid_b_counter_reg =
5146                                 gen7_is_valid_b_counter_addr;
5147                         perf->ops.is_valid_mux_reg =
5148                                 gen8_is_valid_mux_addr;
5149                         perf->ops.is_valid_flex_reg =
5150                                 gen8_is_valid_flex_addr;
5151
5152                         if (IS_CHERRYVIEW(i915)) {
5153                                 perf->ops.is_valid_mux_reg =
5154                                         chv_is_valid_mux_addr;
5155                         }
5156
5157                         perf->ops.oa_enable = gen8_oa_enable;
5158                         perf->ops.oa_disable = gen8_oa_disable;
5159                         perf->ops.enable_metric_set = gen8_enable_metric_set;
5160                         perf->ops.disable_metric_set = gen8_disable_metric_set;
5161                         perf->ops.oa_hw_tail_read = gen8_oa_hw_tail_read;
5162                 } else if (GRAPHICS_VER(i915) == 11) {
5163                         perf->ops.is_valid_b_counter_reg =
5164                                 gen7_is_valid_b_counter_addr;
5165                         perf->ops.is_valid_mux_reg =
5166                                 gen11_is_valid_mux_addr;
5167                         perf->ops.is_valid_flex_reg =
5168                                 gen8_is_valid_flex_addr;
5169
5170                         perf->ops.oa_enable = gen8_oa_enable;
5171                         perf->ops.oa_disable = gen8_oa_disable;
5172                         perf->ops.enable_metric_set = gen8_enable_metric_set;
5173                         perf->ops.disable_metric_set = gen11_disable_metric_set;
5174                         perf->ops.oa_hw_tail_read = gen8_oa_hw_tail_read;
5175                 } else if (GRAPHICS_VER(i915) == 12) {
5176                         perf->ops.is_valid_b_counter_reg =
5177                                 HAS_OA_SLICE_CONTRIB_LIMITS(i915) ?
5178                                 xehp_is_valid_b_counter_addr :
5179                                 gen12_is_valid_b_counter_addr;
5180                         perf->ops.is_valid_mux_reg =
5181                                 gen12_is_valid_mux_addr;
5182                         perf->ops.is_valid_flex_reg =
5183                                 gen8_is_valid_flex_addr;
5184
5185                         perf->ops.oa_enable = gen12_oa_enable;
5186                         perf->ops.oa_disable = gen12_oa_disable;
5187                         perf->ops.enable_metric_set = gen12_enable_metric_set;
5188                         perf->ops.disable_metric_set = gen12_disable_metric_set;
5189                         perf->ops.oa_hw_tail_read = gen12_oa_hw_tail_read;
5190                 }
5191         }
5192
5193         if (perf->ops.enable_metric_set) {
5194                 struct intel_gt *gt;
5195                 int i, ret;
5196
5197                 for_each_gt(gt, i915, i)
5198                         mutex_init(&gt->perf.lock);
5199
5200                 /* Choose a representative limit */
5201                 oa_sample_rate_hard_limit = to_gt(i915)->clock_frequency / 2;
5202
5203                 mutex_init(&perf->metrics_lock);
5204                 idr_init_base(&perf->metrics_idr, 1);
5205
5206                 /* We set up some ratelimit state to potentially throttle any
5207                  * _NOTES about spurious, invalid OA reports which we don't
5208                  * forward to userspace.
5209                  *
5210                  * We print a _NOTE about any throttling when closing the
5211                  * stream instead of waiting until driver _fini which no one
5212                  * would ever see.
5213                  *
5214                  * Using the same limiting factors as printk_ratelimit()
5215                  */
5216                 ratelimit_state_init(&perf->spurious_report_rs, 5 * HZ, 10);
5217                 /* Since we use a DRM_NOTE for spurious reports it would be
5218                  * inconsistent to let __ratelimit() automatically print a
5219                  * warning for throttling.
5220                  */
5221                 ratelimit_set_flags(&perf->spurious_report_rs,
5222                                     RATELIMIT_MSG_ON_RELEASE);
5223
5224                 ratelimit_state_init(&perf->tail_pointer_race,
5225                                      5 * HZ, 10);
5226                 ratelimit_set_flags(&perf->tail_pointer_race,
5227                                     RATELIMIT_MSG_ON_RELEASE);
5228
5229                 atomic64_set(&perf->noa_programming_delay,
5230                              500 * 1000 /* 500us */);
5231
5232                 perf->i915 = i915;
5233
5234                 ret = oa_init_engine_groups(perf);
5235                 if (ret) {
5236                         drm_err(&i915->drm,
5237                                 "OA initialization failed %d\n", ret);
5238                         return ret;
5239                 }
5240
5241                 oa_init_supported_formats(perf);
5242         }
5243
5244         return 0;
5245 }
5246
5247 static int destroy_config(int id, void *p, void *data)
5248 {
5249         i915_oa_config_put(p);
5250         return 0;
5251 }
5252
5253 int i915_perf_sysctl_register(void)
5254 {
5255         sysctl_header = register_sysctl("dev/i915", oa_table);
5256         return 0;
5257 }
5258
5259 void i915_perf_sysctl_unregister(void)
5260 {
5261         unregister_sysctl_table(sysctl_header);
5262 }
5263
5264 /**
5265  * i915_perf_fini - Counter part to i915_perf_init()
5266  * @i915: i915 device instance
5267  */
5268 void i915_perf_fini(struct drm_i915_private *i915)
5269 {
5270         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
5271         struct intel_gt *gt;
5272         int i;
5273
5274         if (!perf->i915)
5275                 return;
5276
5277         for_each_gt(gt, perf->i915, i)
5278                 kfree(gt->perf.group);
5279
5280         idr_for_each(&perf->metrics_idr, destroy_config, perf);
5281         idr_destroy(&perf->metrics_idr);
5282
5283         memset(&perf->ops, 0, sizeof(perf->ops));
5284         perf->i915 = NULL;
5285 }
5286
5287 /**
5288  * i915_perf_ioctl_version - Version of the i915-perf subsystem
5289  *
5290  * This version number is used by userspace to detect available features.
5291  */
5292 int i915_perf_ioctl_version(void)
5293 {
5294         /*
5295          * 1: Initial version
5296          *   I915_PERF_IOCTL_ENABLE
5297          *   I915_PERF_IOCTL_DISABLE
5298          *
5299          * 2: Added runtime modification of OA config.
5300          *   I915_PERF_IOCTL_CONFIG
5301          *
5302          * 3: Add DRM_I915_PERF_PROP_HOLD_PREEMPTION parameter to hold
5303          *    preemption on a particular context so that performance data is
5304          *    accessible from a delta of MI_RPC reports without looking at the
5305          *    OA buffer.
5306          *
5307          * 4: Add DRM_I915_PERF_PROP_ALLOWED_SSEU to limit what contexts can
5308          *    be run for the duration of the performance recording based on
5309          *    their SSEU configuration.
5310          *
5311          * 5: Add DRM_I915_PERF_PROP_POLL_OA_PERIOD parameter that controls the
5312          *    interval for the hrtimer used to check for OA data.
5313          *
5314          * 6: Add DRM_I915_PERF_PROP_OA_ENGINE_CLASS and
5315          *    DRM_I915_PERF_PROP_OA_ENGINE_INSTANCE
5316          *
5317          * 7: Add support for video decode and enhancement classes.
5318          */
5319         return 7;
5320 }
5321
5322 #if IS_ENABLED(CONFIG_DRM_I915_SELFTEST)
5323 #include "selftests/i915_perf.c"
5324 #endif