Merge tag 'drm-intel-next-queued-2020-11-27' of git://anongit.freedesktop.org/drm...
[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/sizes.h>
196 #include <linux/uuid.h>
197
198 #include "gem/i915_gem_context.h"
199 #include "gt/intel_engine_pm.h"
200 #include "gt/intel_engine_user.h"
201 #include "gt/intel_gt.h"
202 #include "gt/intel_lrc_reg.h"
203 #include "gt/intel_ring.h"
204
205 #include "i915_drv.h"
206 #include "i915_perf.h"
207
208 /* HW requires this to be a power of two, between 128k and 16M, though driver
209  * is currently generally designed assuming the largest 16M size is used such
210  * that the overflow cases are unlikely in normal operation.
211  */
212 #define OA_BUFFER_SIZE          SZ_16M
213
214 #define OA_TAKEN(tail, head)    ((tail - head) & (OA_BUFFER_SIZE - 1))
215
216 /**
217  * DOC: OA Tail Pointer Race
218  *
219  * There's a HW race condition between OA unit tail pointer register updates and
220  * writes to memory whereby the tail pointer can sometimes get ahead of what's
221  * been written out to the OA buffer so far (in terms of what's visible to the
222  * CPU).
223  *
224  * Although this can be observed explicitly while copying reports to userspace
225  * by checking for a zeroed report-id field in tail reports, we want to account
226  * for this earlier, as part of the oa_buffer_check_unlocked to avoid lots of
227  * redundant read() attempts.
228  *
229  * We workaround this issue in oa_buffer_check_unlocked() by reading the reports
230  * in the OA buffer, starting from the tail reported by the HW until we find a
231  * report with its first 2 dwords not 0 meaning its previous report is
232  * completely in memory and ready to be read. Those dwords are also set to 0
233  * once read and the whole buffer is cleared upon OA buffer initialization. The
234  * first dword is the reason for this report while the second is the timestamp,
235  * making the chances of having those 2 fields at 0 fairly unlikely. A more
236  * detailed explanation is available in oa_buffer_check_unlocked().
237  *
238  * Most of the implementation details for this workaround are in
239  * oa_buffer_check_unlocked() and _append_oa_reports()
240  *
241  * Note for posterity: previously the driver used to define an effective tail
242  * pointer that lagged the real pointer by a 'tail margin' measured in bytes
243  * derived from %OA_TAIL_MARGIN_NSEC and the configured sampling frequency.
244  * This was flawed considering that the OA unit may also automatically generate
245  * non-periodic reports (such as on context switch) or the OA unit may be
246  * enabled without any periodic sampling.
247  */
248 #define OA_TAIL_MARGIN_NSEC     100000ULL
249 #define INVALID_TAIL_PTR        0xffffffff
250
251 /* The default frequency for checking whether the OA unit has written new
252  * reports to the circular OA buffer...
253  */
254 #define DEFAULT_POLL_FREQUENCY_HZ 200
255 #define DEFAULT_POLL_PERIOD_NS (NSEC_PER_SEC / DEFAULT_POLL_FREQUENCY_HZ)
256
257 /* for sysctl proc_dointvec_minmax of dev.i915.perf_stream_paranoid */
258 static u32 i915_perf_stream_paranoid = true;
259
260 /* The maximum exponent the hardware accepts is 63 (essentially it selects one
261  * of the 64bit timestamp bits to trigger reports from) but there's currently
262  * no known use case for sampling as infrequently as once per 47 thousand years.
263  *
264  * Since the timestamps included in OA reports are only 32bits it seems
265  * reasonable to limit the OA exponent where it's still possible to account for
266  * overflow in OA report timestamps.
267  */
268 #define OA_EXPONENT_MAX 31
269
270 #define INVALID_CTX_ID 0xffffffff
271
272 /* On Gen8+ automatically triggered OA reports include a 'reason' field... */
273 #define OAREPORT_REASON_MASK           0x3f
274 #define OAREPORT_REASON_MASK_EXTENDED  0x7f
275 #define OAREPORT_REASON_SHIFT          19
276 #define OAREPORT_REASON_TIMER          (1<<0)
277 #define OAREPORT_REASON_CTX_SWITCH     (1<<3)
278 #define OAREPORT_REASON_CLK_RATIO      (1<<5)
279
280
281 /* For sysctl proc_dointvec_minmax of i915_oa_max_sample_rate
282  *
283  * The highest sampling frequency we can theoretically program the OA unit
284  * with is always half the timestamp frequency: E.g. 6.25Mhz for Haswell.
285  *
286  * Initialized just before we register the sysctl parameter.
287  */
288 static int oa_sample_rate_hard_limit;
289
290 /* Theoretically we can program the OA unit to sample every 160ns but don't
291  * allow that by default unless root...
292  *
293  * The default threshold of 100000Hz is based on perf's similar
294  * kernel.perf_event_max_sample_rate sysctl parameter.
295  */
296 static u32 i915_oa_max_sample_rate = 100000;
297
298 /* XXX: beware if future OA HW adds new report formats that the current
299  * code assumes all reports have a power-of-two size and ~(size - 1) can
300  * be used as a mask to align the OA tail pointer.
301  */
302 static const struct i915_oa_format hsw_oa_formats[I915_OA_FORMAT_MAX] = {
303         [I915_OA_FORMAT_A13]        = { 0, 64 },
304         [I915_OA_FORMAT_A29]        = { 1, 128 },
305         [I915_OA_FORMAT_A13_B8_C8]  = { 2, 128 },
306         /* A29_B8_C8 Disallowed as 192 bytes doesn't factor into buffer size */
307         [I915_OA_FORMAT_B4_C8]      = { 4, 64 },
308         [I915_OA_FORMAT_A45_B8_C8]  = { 5, 256 },
309         [I915_OA_FORMAT_B4_C8_A16]  = { 6, 128 },
310         [I915_OA_FORMAT_C4_B8]      = { 7, 64 },
311 };
312
313 static const struct i915_oa_format gen8_plus_oa_formats[I915_OA_FORMAT_MAX] = {
314         [I915_OA_FORMAT_A12]                = { 0, 64 },
315         [I915_OA_FORMAT_A12_B8_C8]          = { 2, 128 },
316         [I915_OA_FORMAT_A32u40_A4u32_B8_C8] = { 5, 256 },
317         [I915_OA_FORMAT_C4_B8]              = { 7, 64 },
318 };
319
320 static const struct i915_oa_format gen12_oa_formats[I915_OA_FORMAT_MAX] = {
321         [I915_OA_FORMAT_A32u40_A4u32_B8_C8] = { 5, 256 },
322 };
323
324 #define SAMPLE_OA_REPORT      (1<<0)
325
326 /**
327  * struct perf_open_properties - for validated properties given to open a stream
328  * @sample_flags: `DRM_I915_PERF_PROP_SAMPLE_*` properties are tracked as flags
329  * @single_context: Whether a single or all gpu contexts should be monitored
330  * @hold_preemption: Whether the preemption is disabled for the filtered
331  *                   context
332  * @ctx_handle: A gem ctx handle for use with @single_context
333  * @metrics_set: An ID for an OA unit metric set advertised via sysfs
334  * @oa_format: An OA unit HW report format
335  * @oa_periodic: Whether to enable periodic OA unit sampling
336  * @oa_period_exponent: The OA unit sampling period is derived from this
337  * @engine: The engine (typically rcs0) being monitored by the OA unit
338  * @has_sseu: Whether @sseu was specified by userspace
339  * @sseu: internal SSEU configuration computed either from the userspace
340  *        specified configuration in the opening parameters or a default value
341  *        (see get_default_sseu_config())
342  * @poll_oa_period: The period in nanoseconds at which the CPU will check for OA
343  * data availability
344  *
345  * As read_properties_unlocked() enumerates and validates the properties given
346  * to open a stream of metrics the configuration is built up in the structure
347  * which starts out zero initialized.
348  */
349 struct perf_open_properties {
350         u32 sample_flags;
351
352         u64 single_context:1;
353         u64 hold_preemption:1;
354         u64 ctx_handle;
355
356         /* OA sampling state */
357         int metrics_set;
358         int oa_format;
359         bool oa_periodic;
360         int oa_period_exponent;
361
362         struct intel_engine_cs *engine;
363
364         bool has_sseu;
365         struct intel_sseu sseu;
366
367         u64 poll_oa_period;
368 };
369
370 struct i915_oa_config_bo {
371         struct llist_node node;
372
373         struct i915_oa_config *oa_config;
374         struct i915_vma *vma;
375 };
376
377 static struct ctl_table_header *sysctl_header;
378
379 static enum hrtimer_restart oa_poll_check_timer_cb(struct hrtimer *hrtimer);
380
381 void i915_oa_config_release(struct kref *ref)
382 {
383         struct i915_oa_config *oa_config =
384                 container_of(ref, typeof(*oa_config), ref);
385
386         kfree(oa_config->flex_regs);
387         kfree(oa_config->b_counter_regs);
388         kfree(oa_config->mux_regs);
389
390         kfree_rcu(oa_config, rcu);
391 }
392
393 struct i915_oa_config *
394 i915_perf_get_oa_config(struct i915_perf *perf, int metrics_set)
395 {
396         struct i915_oa_config *oa_config;
397
398         rcu_read_lock();
399         oa_config = idr_find(&perf->metrics_idr, metrics_set);
400         if (oa_config)
401                 oa_config = i915_oa_config_get(oa_config);
402         rcu_read_unlock();
403
404         return oa_config;
405 }
406
407 static void free_oa_config_bo(struct i915_oa_config_bo *oa_bo)
408 {
409         i915_oa_config_put(oa_bo->oa_config);
410         i915_vma_put(oa_bo->vma);
411         kfree(oa_bo);
412 }
413
414 static u32 gen12_oa_hw_tail_read(struct i915_perf_stream *stream)
415 {
416         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
417
418         return intel_uncore_read(uncore, GEN12_OAG_OATAILPTR) &
419                GEN12_OAG_OATAILPTR_MASK;
420 }
421
422 static u32 gen8_oa_hw_tail_read(struct i915_perf_stream *stream)
423 {
424         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
425
426         return intel_uncore_read(uncore, GEN8_OATAILPTR) & GEN8_OATAILPTR_MASK;
427 }
428
429 static u32 gen7_oa_hw_tail_read(struct i915_perf_stream *stream)
430 {
431         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
432         u32 oastatus1 = intel_uncore_read(uncore, GEN7_OASTATUS1);
433
434         return oastatus1 & GEN7_OASTATUS1_TAIL_MASK;
435 }
436
437 /**
438  * oa_buffer_check_unlocked - check for data and update tail ptr state
439  * @stream: i915 stream instance
440  *
441  * This is either called via fops (for blocking reads in user ctx) or the poll
442  * check hrtimer (atomic ctx) to check the OA buffer tail pointer and check
443  * if there is data available for userspace to read.
444  *
445  * This function is central to providing a workaround for the OA unit tail
446  * pointer having a race with respect to what data is visible to the CPU.
447  * It is responsible for reading tail pointers from the hardware and giving
448  * the pointers time to 'age' before they are made available for reading.
449  * (See description of OA_TAIL_MARGIN_NSEC above for further details.)
450  *
451  * Besides returning true when there is data available to read() this function
452  * also updates the tail, aging_tail and aging_timestamp in the oa_buffer
453  * object.
454  *
455  * Note: It's safe to read OA config state here unlocked, assuming that this is
456  * only called while the stream is enabled, while the global OA configuration
457  * can't be modified.
458  *
459  * Returns: %true if the OA buffer contains data, else %false
460  */
461 static bool oa_buffer_check_unlocked(struct i915_perf_stream *stream)
462 {
463         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
464         int report_size = stream->oa_buffer.format_size;
465         unsigned long flags;
466         bool pollin;
467         u32 hw_tail;
468         u64 now;
469
470         /* We have to consider the (unlikely) possibility that read() errors
471          * could result in an OA buffer reset which might reset the head and
472          * tail state.
473          */
474         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
475
476         hw_tail = stream->perf->ops.oa_hw_tail_read(stream);
477
478         /* The tail pointer increases in 64 byte increments,
479          * not in report_size steps...
480          */
481         hw_tail &= ~(report_size - 1);
482
483         now = ktime_get_mono_fast_ns();
484
485         if (hw_tail == stream->oa_buffer.aging_tail &&
486             (now - stream->oa_buffer.aging_timestamp) > OA_TAIL_MARGIN_NSEC) {
487                 /* If the HW tail hasn't move since the last check and the HW
488                  * tail has been aging for long enough, declare it the new
489                  * tail.
490                  */
491                 stream->oa_buffer.tail = stream->oa_buffer.aging_tail;
492         } else {
493                 u32 head, tail, aged_tail;
494
495                 /* NB: The head we observe here might effectively be a little
496                  * out of date. If a read() is in progress, the head could be
497                  * anywhere between this head and stream->oa_buffer.tail.
498                  */
499                 head = stream->oa_buffer.head - gtt_offset;
500                 aged_tail = stream->oa_buffer.tail - gtt_offset;
501
502                 hw_tail -= gtt_offset;
503                 tail = hw_tail;
504
505                 /* Walk the stream backward until we find a report with dword 0
506                  * & 1 not at 0. Since the circular buffer pointers progress by
507                  * increments of 64 bytes and that reports can be up to 256
508                  * bytes long, we can't tell whether a report has fully landed
509                  * in memory before the first 2 dwords of the following report
510                  * have effectively landed.
511                  *
512                  * This is assuming that the writes of the OA unit land in
513                  * memory in the order they were written to.
514                  * If not : (╯°□°)╯︵ ┻━┻
515                  */
516                 while (OA_TAKEN(tail, aged_tail) >= report_size) {
517                         u32 *report32 = (void *)(stream->oa_buffer.vaddr + tail);
518
519                         if (report32[0] != 0 || report32[1] != 0)
520                                 break;
521
522                         tail = (tail - report_size) & (OA_BUFFER_SIZE - 1);
523                 }
524
525                 if (OA_TAKEN(hw_tail, tail) > report_size &&
526                     __ratelimit(&stream->perf->tail_pointer_race))
527                         DRM_NOTE("unlanded report(s) head=0x%x "
528                                  "tail=0x%x hw_tail=0x%x\n",
529                                  head, tail, hw_tail);
530
531                 stream->oa_buffer.tail = gtt_offset + tail;
532                 stream->oa_buffer.aging_tail = gtt_offset + hw_tail;
533                 stream->oa_buffer.aging_timestamp = now;
534         }
535
536         pollin = OA_TAKEN(stream->oa_buffer.tail - gtt_offset,
537                           stream->oa_buffer.head - gtt_offset) >= report_size;
538
539         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
540
541         return pollin;
542 }
543
544 /**
545  * append_oa_status - Appends a status record to a userspace read() buffer.
546  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
547  * @buf: destination buffer given by userspace
548  * @count: the number of bytes userspace wants to read
549  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
550  * @type: The kind of status to report to userspace
551  *
552  * Writes a status record (such as `DRM_I915_PERF_RECORD_OA_REPORT_LOST`)
553  * into the userspace read() buffer.
554  *
555  * The @buf @offset will only be updated on success.
556  *
557  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
558  */
559 static int append_oa_status(struct i915_perf_stream *stream,
560                             char __user *buf,
561                             size_t count,
562                             size_t *offset,
563                             enum drm_i915_perf_record_type type)
564 {
565         struct drm_i915_perf_record_header header = { type, 0, sizeof(header) };
566
567         if ((count - *offset) < header.size)
568                 return -ENOSPC;
569
570         if (copy_to_user(buf + *offset, &header, sizeof(header)))
571                 return -EFAULT;
572
573         (*offset) += header.size;
574
575         return 0;
576 }
577
578 /**
579  * append_oa_sample - Copies single OA report into userspace read() buffer.
580  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
581  * @buf: destination buffer given by userspace
582  * @count: the number of bytes userspace wants to read
583  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
584  * @report: A single OA report to (optionally) include as part of the sample
585  *
586  * The contents of a sample are configured through `DRM_I915_PERF_PROP_SAMPLE_*`
587  * properties when opening a stream, tracked as `stream->sample_flags`. This
588  * function copies the requested components of a single sample to the given
589  * read() @buf.
590  *
591  * The @buf @offset will only be updated on success.
592  *
593  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
594  */
595 static int append_oa_sample(struct i915_perf_stream *stream,
596                             char __user *buf,
597                             size_t count,
598                             size_t *offset,
599                             const u8 *report)
600 {
601         int report_size = stream->oa_buffer.format_size;
602         struct drm_i915_perf_record_header header;
603         u32 sample_flags = stream->sample_flags;
604
605         header.type = DRM_I915_PERF_RECORD_SAMPLE;
606         header.pad = 0;
607         header.size = stream->sample_size;
608
609         if ((count - *offset) < header.size)
610                 return -ENOSPC;
611
612         buf += *offset;
613         if (copy_to_user(buf, &header, sizeof(header)))
614                 return -EFAULT;
615         buf += sizeof(header);
616
617         if (sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT) {
618                 if (copy_to_user(buf, report, report_size))
619                         return -EFAULT;
620         }
621
622         (*offset) += header.size;
623
624         return 0;
625 }
626
627 /**
628  * gen8_append_oa_reports - Copies all buffered OA reports into
629  *                          userspace read() buffer.
630  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
631  * @buf: destination buffer given by userspace
632  * @count: the number of bytes userspace wants to read
633  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
634  *
635  * Notably any error condition resulting in a short read (-%ENOSPC or
636  * -%EFAULT) will be returned even though one or more records may
637  * have been successfully copied. In this case it's up to the caller
638  * to decide if the error should be squashed before returning to
639  * userspace.
640  *
641  * Note: reports are consumed from the head, and appended to the
642  * tail, so the tail chases the head?... If you think that's mad
643  * and back-to-front you're not alone, but this follows the
644  * Gen PRM naming convention.
645  *
646  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
647  */
648 static int gen8_append_oa_reports(struct i915_perf_stream *stream,
649                                   char __user *buf,
650                                   size_t count,
651                                   size_t *offset)
652 {
653         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
654         int report_size = stream->oa_buffer.format_size;
655         u8 *oa_buf_base = stream->oa_buffer.vaddr;
656         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
657         u32 mask = (OA_BUFFER_SIZE - 1);
658         size_t start_offset = *offset;
659         unsigned long flags;
660         u32 head, tail;
661         u32 taken;
662         int ret = 0;
663
664         if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm, !stream->enabled))
665                 return -EIO;
666
667         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
668
669         head = stream->oa_buffer.head;
670         tail = stream->oa_buffer.tail;
671
672         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
673
674         /*
675          * NB: oa_buffer.head/tail include the gtt_offset which we don't want
676          * while indexing relative to oa_buf_base.
677          */
678         head -= gtt_offset;
679         tail -= gtt_offset;
680
681         /*
682          * An out of bounds or misaligned head or tail pointer implies a driver
683          * bug since we validate + align the tail pointers we read from the
684          * hardware and we are in full control of the head pointer which should
685          * only be incremented by multiples of the report size (notably also
686          * all a power of two).
687          */
688         if (drm_WARN_ONCE(&uncore->i915->drm,
689                           head > OA_BUFFER_SIZE || head % report_size ||
690                           tail > OA_BUFFER_SIZE || tail % report_size,
691                           "Inconsistent OA buffer pointers: head = %u, tail = %u\n",
692                           head, tail))
693                 return -EIO;
694
695
696         for (/* none */;
697              (taken = OA_TAKEN(tail, head));
698              head = (head + report_size) & mask) {
699                 u8 *report = oa_buf_base + head;
700                 u32 *report32 = (void *)report;
701                 u32 ctx_id;
702                 u32 reason;
703
704                 /*
705                  * All the report sizes factor neatly into the buffer
706                  * size so we never expect to see a report split
707                  * between the beginning and end of the buffer.
708                  *
709                  * Given the initial alignment check a misalignment
710                  * here would imply a driver bug that would result
711                  * in an overrun.
712                  */
713                 if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm,
714                                 (OA_BUFFER_SIZE - head) < report_size)) {
715                         drm_err(&uncore->i915->drm,
716                                 "Spurious OA head ptr: non-integral report offset\n");
717                         break;
718                 }
719
720                 /*
721                  * The reason field includes flags identifying what
722                  * triggered this specific report (mostly timer
723                  * triggered or e.g. due to a context switch).
724                  *
725                  * This field is never expected to be zero so we can
726                  * check that the report isn't invalid before copying
727                  * it to userspace...
728                  */
729                 reason = ((report32[0] >> OAREPORT_REASON_SHIFT) &
730                           (IS_GEN(stream->perf->i915, 12) ?
731                            OAREPORT_REASON_MASK_EXTENDED :
732                            OAREPORT_REASON_MASK));
733                 if (reason == 0) {
734                         if (__ratelimit(&stream->perf->spurious_report_rs))
735                                 DRM_NOTE("Skipping spurious, invalid OA report\n");
736                         continue;
737                 }
738
739                 ctx_id = report32[2] & stream->specific_ctx_id_mask;
740
741                 /*
742                  * Squash whatever is in the CTX_ID field if it's marked as
743                  * invalid to be sure we avoid false-positive, single-context
744                  * filtering below...
745                  *
746                  * Note: that we don't clear the valid_ctx_bit so userspace can
747                  * understand that the ID has been squashed by the kernel.
748                  */
749                 if (!(report32[0] & stream->perf->gen8_valid_ctx_bit) &&
750                     INTEL_GEN(stream->perf->i915) <= 11)
751                         ctx_id = report32[2] = INVALID_CTX_ID;
752
753                 /*
754                  * NB: For Gen 8 the OA unit no longer supports clock gating
755                  * off for a specific context and the kernel can't securely
756                  * stop the counters from updating as system-wide / global
757                  * values.
758                  *
759                  * Automatic reports now include a context ID so reports can be
760                  * filtered on the cpu but it's not worth trying to
761                  * automatically subtract/hide counter progress for other
762                  * contexts while filtering since we can't stop userspace
763                  * issuing MI_REPORT_PERF_COUNT commands which would still
764                  * provide a side-band view of the real values.
765                  *
766                  * To allow userspace (such as Mesa/GL_INTEL_performance_query)
767                  * to normalize counters for a single filtered context then it
768                  * needs be forwarded bookend context-switch reports so that it
769                  * can track switches in between MI_REPORT_PERF_COUNT commands
770                  * and can itself subtract/ignore the progress of counters
771                  * associated with other contexts. Note that the hardware
772                  * automatically triggers reports when switching to a new
773                  * context which are tagged with the ID of the newly active
774                  * context. To avoid the complexity (and likely fragility) of
775                  * reading ahead while parsing reports to try and minimize
776                  * forwarding redundant context switch reports (i.e. between
777                  * other, unrelated contexts) we simply elect to forward them
778                  * all.
779                  *
780                  * We don't rely solely on the reason field to identify context
781                  * switches since it's not-uncommon for periodic samples to
782                  * identify a switch before any 'context switch' report.
783                  */
784                 if (!stream->perf->exclusive_stream->ctx ||
785                     stream->specific_ctx_id == ctx_id ||
786                     stream->oa_buffer.last_ctx_id == stream->specific_ctx_id ||
787                     reason & OAREPORT_REASON_CTX_SWITCH) {
788
789                         /*
790                          * While filtering for a single context we avoid
791                          * leaking the IDs of other contexts.
792                          */
793                         if (stream->perf->exclusive_stream->ctx &&
794                             stream->specific_ctx_id != ctx_id) {
795                                 report32[2] = INVALID_CTX_ID;
796                         }
797
798                         ret = append_oa_sample(stream, buf, count, offset,
799                                                report);
800                         if (ret)
801                                 break;
802
803                         stream->oa_buffer.last_ctx_id = ctx_id;
804                 }
805
806                 /*
807                  * Clear out the first 2 dword as a mean to detect unlanded
808                  * reports.
809                  */
810                 report32[0] = 0;
811                 report32[1] = 0;
812         }
813
814         if (start_offset != *offset) {
815                 i915_reg_t oaheadptr;
816
817                 oaheadptr = IS_GEN(stream->perf->i915, 12) ?
818                             GEN12_OAG_OAHEADPTR : GEN8_OAHEADPTR;
819
820                 spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
821
822                 /*
823                  * We removed the gtt_offset for the copy loop above, indexing
824                  * relative to oa_buf_base so put back here...
825                  */
826                 head += gtt_offset;
827                 intel_uncore_write(uncore, oaheadptr,
828                                    head & GEN12_OAG_OAHEADPTR_MASK);
829                 stream->oa_buffer.head = head;
830
831                 spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
832         }
833
834         return ret;
835 }
836
837 /**
838  * gen8_oa_read - copy status records then buffered OA reports
839  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
840  * @buf: destination buffer given by userspace
841  * @count: the number of bytes userspace wants to read
842  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
843  *
844  * Checks OA unit status registers and if necessary appends corresponding
845  * status records for userspace (such as for a buffer full condition) and then
846  * initiate appending any buffered OA reports.
847  *
848  * Updates @offset according to the number of bytes successfully copied into
849  * the userspace buffer.
850  *
851  * NB: some data may be successfully copied to the userspace buffer
852  * even if an error is returned, and this is reflected in the
853  * updated @offset.
854  *
855  * Returns: zero on success or a negative error code
856  */
857 static int gen8_oa_read(struct i915_perf_stream *stream,
858                         char __user *buf,
859                         size_t count,
860                         size_t *offset)
861 {
862         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
863         u32 oastatus;
864         i915_reg_t oastatus_reg;
865         int ret;
866
867         if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm, !stream->oa_buffer.vaddr))
868                 return -EIO;
869
870         oastatus_reg = IS_GEN(stream->perf->i915, 12) ?
871                        GEN12_OAG_OASTATUS : GEN8_OASTATUS;
872
873         oastatus = intel_uncore_read(uncore, oastatus_reg);
874
875         /*
876          * We treat OABUFFER_OVERFLOW as a significant error:
877          *
878          * Although theoretically we could handle this more gracefully
879          * sometimes, some Gens don't correctly suppress certain
880          * automatically triggered reports in this condition and so we
881          * have to assume that old reports are now being trampled
882          * over.
883          *
884          * Considering how we don't currently give userspace control
885          * over the OA buffer size and always configure a large 16MB
886          * buffer, then a buffer overflow does anyway likely indicate
887          * that something has gone quite badly wrong.
888          */
889         if (oastatus & GEN8_OASTATUS_OABUFFER_OVERFLOW) {
890                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
891                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_BUFFER_LOST);
892                 if (ret)
893                         return ret;
894
895                 DRM_DEBUG("OA buffer overflow (exponent = %d): force restart\n",
896                           stream->period_exponent);
897
898                 stream->perf->ops.oa_disable(stream);
899                 stream->perf->ops.oa_enable(stream);
900
901                 /*
902                  * Note: .oa_enable() is expected to re-init the oabuffer and
903                  * reset GEN8_OASTATUS for us
904                  */
905                 oastatus = intel_uncore_read(uncore, oastatus_reg);
906         }
907
908         if (oastatus & GEN8_OASTATUS_REPORT_LOST) {
909                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
910                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_REPORT_LOST);
911                 if (ret)
912                         return ret;
913
914                 intel_uncore_rmw(uncore, oastatus_reg,
915                                  GEN8_OASTATUS_COUNTER_OVERFLOW |
916                                  GEN8_OASTATUS_REPORT_LOST,
917                                  IS_GEN_RANGE(uncore->i915, 8, 10) ?
918                                  (GEN8_OASTATUS_HEAD_POINTER_WRAP |
919                                   GEN8_OASTATUS_TAIL_POINTER_WRAP) : 0);
920         }
921
922         return gen8_append_oa_reports(stream, buf, count, offset);
923 }
924
925 /**
926  * gen7_append_oa_reports - Copies all buffered OA reports into
927  *                          userspace read() buffer.
928  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
929  * @buf: destination buffer given by userspace
930  * @count: the number of bytes userspace wants to read
931  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
932  *
933  * Notably any error condition resulting in a short read (-%ENOSPC or
934  * -%EFAULT) will be returned even though one or more records may
935  * have been successfully copied. In this case it's up to the caller
936  * to decide if the error should be squashed before returning to
937  * userspace.
938  *
939  * Note: reports are consumed from the head, and appended to the
940  * tail, so the tail chases the head?... If you think that's mad
941  * and back-to-front you're not alone, but this follows the
942  * Gen PRM naming convention.
943  *
944  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
945  */
946 static int gen7_append_oa_reports(struct i915_perf_stream *stream,
947                                   char __user *buf,
948                                   size_t count,
949                                   size_t *offset)
950 {
951         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
952         int report_size = stream->oa_buffer.format_size;
953         u8 *oa_buf_base = stream->oa_buffer.vaddr;
954         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
955         u32 mask = (OA_BUFFER_SIZE - 1);
956         size_t start_offset = *offset;
957         unsigned long flags;
958         u32 head, tail;
959         u32 taken;
960         int ret = 0;
961
962         if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm, !stream->enabled))
963                 return -EIO;
964
965         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
966
967         head = stream->oa_buffer.head;
968         tail = stream->oa_buffer.tail;
969
970         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
971
972         /* NB: oa_buffer.head/tail include the gtt_offset which we don't want
973          * while indexing relative to oa_buf_base.
974          */
975         head -= gtt_offset;
976         tail -= gtt_offset;
977
978         /* An out of bounds or misaligned head or tail pointer implies a driver
979          * bug since we validate + align the tail pointers we read from the
980          * hardware and we are in full control of the head pointer which should
981          * only be incremented by multiples of the report size (notably also
982          * all a power of two).
983          */
984         if (drm_WARN_ONCE(&uncore->i915->drm,
985                           head > OA_BUFFER_SIZE || head % report_size ||
986                           tail > OA_BUFFER_SIZE || tail % report_size,
987                           "Inconsistent OA buffer pointers: head = %u, tail = %u\n",
988                           head, tail))
989                 return -EIO;
990
991
992         for (/* none */;
993              (taken = OA_TAKEN(tail, head));
994              head = (head + report_size) & mask) {
995                 u8 *report = oa_buf_base + head;
996                 u32 *report32 = (void *)report;
997
998                 /* All the report sizes factor neatly into the buffer
999                  * size so we never expect to see a report split
1000                  * between the beginning and end of the buffer.
1001                  *
1002                  * Given the initial alignment check a misalignment
1003                  * here would imply a driver bug that would result
1004                  * in an overrun.
1005                  */
1006                 if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm,
1007                                 (OA_BUFFER_SIZE - head) < report_size)) {
1008                         drm_err(&uncore->i915->drm,
1009                                 "Spurious OA head ptr: non-integral report offset\n");
1010                         break;
1011                 }
1012
1013                 /* The report-ID field for periodic samples includes
1014                  * some undocumented flags related to what triggered
1015                  * the report and is never expected to be zero so we
1016                  * can check that the report isn't invalid before
1017                  * copying it to userspace...
1018                  */
1019                 if (report32[0] == 0) {
1020                         if (__ratelimit(&stream->perf->spurious_report_rs))
1021                                 DRM_NOTE("Skipping spurious, invalid OA report\n");
1022                         continue;
1023                 }
1024
1025                 ret = append_oa_sample(stream, buf, count, offset, report);
1026                 if (ret)
1027                         break;
1028
1029                 /* Clear out the first 2 dwords as a mean to detect unlanded
1030                  * reports.
1031                  */
1032                 report32[0] = 0;
1033                 report32[1] = 0;
1034         }
1035
1036         if (start_offset != *offset) {
1037                 spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1038
1039                 /* We removed the gtt_offset for the copy loop above, indexing
1040                  * relative to oa_buf_base so put back here...
1041                  */
1042                 head += gtt_offset;
1043
1044                 intel_uncore_write(uncore, GEN7_OASTATUS2,
1045                                    (head & GEN7_OASTATUS2_HEAD_MASK) |
1046                                    GEN7_OASTATUS2_MEM_SELECT_GGTT);
1047                 stream->oa_buffer.head = head;
1048
1049                 spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1050         }
1051
1052         return ret;
1053 }
1054
1055 /**
1056  * gen7_oa_read - copy status records then buffered OA reports
1057  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1058  * @buf: destination buffer given by userspace
1059  * @count: the number of bytes userspace wants to read
1060  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
1061  *
1062  * Checks Gen 7 specific OA unit status registers and if necessary appends
1063  * corresponding status records for userspace (such as for a buffer full
1064  * condition) and then initiate appending any buffered OA reports.
1065  *
1066  * Updates @offset according to the number of bytes successfully copied into
1067  * the userspace buffer.
1068  *
1069  * Returns: zero on success or a negative error code
1070  */
1071 static int gen7_oa_read(struct i915_perf_stream *stream,
1072                         char __user *buf,
1073                         size_t count,
1074                         size_t *offset)
1075 {
1076         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1077         u32 oastatus1;
1078         int ret;
1079
1080         if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm, !stream->oa_buffer.vaddr))
1081                 return -EIO;
1082
1083         oastatus1 = intel_uncore_read(uncore, GEN7_OASTATUS1);
1084
1085         /* XXX: On Haswell we don't have a safe way to clear oastatus1
1086          * bits while the OA unit is enabled (while the tail pointer
1087          * may be updated asynchronously) so we ignore status bits
1088          * that have already been reported to userspace.
1089          */
1090         oastatus1 &= ~stream->perf->gen7_latched_oastatus1;
1091
1092         /* We treat OABUFFER_OVERFLOW as a significant error:
1093          *
1094          * - The status can be interpreted to mean that the buffer is
1095          *   currently full (with a higher precedence than OA_TAKEN()
1096          *   which will start to report a near-empty buffer after an
1097          *   overflow) but it's awkward that we can't clear the status
1098          *   on Haswell, so without a reset we won't be able to catch
1099          *   the state again.
1100          *
1101          * - Since it also implies the HW has started overwriting old
1102          *   reports it may also affect our sanity checks for invalid
1103          *   reports when copying to userspace that assume new reports
1104          *   are being written to cleared memory.
1105          *
1106          * - In the future we may want to introduce a flight recorder
1107          *   mode where the driver will automatically maintain a safe
1108          *   guard band between head/tail, avoiding this overflow
1109          *   condition, but we avoid the added driver complexity for
1110          *   now.
1111          */
1112         if (unlikely(oastatus1 & GEN7_OASTATUS1_OABUFFER_OVERFLOW)) {
1113                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
1114                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_BUFFER_LOST);
1115                 if (ret)
1116                         return ret;
1117
1118                 DRM_DEBUG("OA buffer overflow (exponent = %d): force restart\n",
1119                           stream->period_exponent);
1120
1121                 stream->perf->ops.oa_disable(stream);
1122                 stream->perf->ops.oa_enable(stream);
1123
1124                 oastatus1 = intel_uncore_read(uncore, GEN7_OASTATUS1);
1125         }
1126
1127         if (unlikely(oastatus1 & GEN7_OASTATUS1_REPORT_LOST)) {
1128                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
1129                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_REPORT_LOST);
1130                 if (ret)
1131                         return ret;
1132                 stream->perf->gen7_latched_oastatus1 |=
1133                         GEN7_OASTATUS1_REPORT_LOST;
1134         }
1135
1136         return gen7_append_oa_reports(stream, buf, count, offset);
1137 }
1138
1139 /**
1140  * i915_oa_wait_unlocked - handles blocking IO until OA data available
1141  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1142  *
1143  * Called when userspace tries to read() from a blocking stream FD opened
1144  * for OA metrics. It waits until the hrtimer callback finds a non-empty
1145  * OA buffer and wakes us.
1146  *
1147  * Note: it's acceptable to have this return with some false positives
1148  * since any subsequent read handling will return -EAGAIN if there isn't
1149  * really data ready for userspace yet.
1150  *
1151  * Returns: zero on success or a negative error code
1152  */
1153 static int i915_oa_wait_unlocked(struct i915_perf_stream *stream)
1154 {
1155         /* We would wait indefinitely if periodic sampling is not enabled */
1156         if (!stream->periodic)
1157                 return -EIO;
1158
1159         return wait_event_interruptible(stream->poll_wq,
1160                                         oa_buffer_check_unlocked(stream));
1161 }
1162
1163 /**
1164  * i915_oa_poll_wait - call poll_wait() for an OA stream poll()
1165  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1166  * @file: An i915 perf stream file
1167  * @wait: poll() state table
1168  *
1169  * For handling userspace polling on an i915 perf stream opened for OA metrics,
1170  * this starts a poll_wait with the wait queue that our hrtimer callback wakes
1171  * when it sees data ready to read in the circular OA buffer.
1172  */
1173 static void i915_oa_poll_wait(struct i915_perf_stream *stream,
1174                               struct file *file,
1175                               poll_table *wait)
1176 {
1177         poll_wait(file, &stream->poll_wq, wait);
1178 }
1179
1180 /**
1181  * i915_oa_read - just calls through to &i915_oa_ops->read
1182  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1183  * @buf: destination buffer given by userspace
1184  * @count: the number of bytes userspace wants to read
1185  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
1186  *
1187  * Updates @offset according to the number of bytes successfully copied into
1188  * the userspace buffer.
1189  *
1190  * Returns: zero on success or a negative error code
1191  */
1192 static int i915_oa_read(struct i915_perf_stream *stream,
1193                         char __user *buf,
1194                         size_t count,
1195                         size_t *offset)
1196 {
1197         return stream->perf->ops.read(stream, buf, count, offset);
1198 }
1199
1200 static struct intel_context *oa_pin_context(struct i915_perf_stream *stream)
1201 {
1202         struct i915_gem_engines_iter it;
1203         struct i915_gem_context *ctx = stream->ctx;
1204         struct intel_context *ce;
1205         struct i915_gem_ww_ctx ww;
1206         int err = -ENODEV;
1207
1208         for_each_gem_engine(ce, i915_gem_context_lock_engines(ctx), it) {
1209                 if (ce->engine != stream->engine) /* first match! */
1210                         continue;
1211
1212                 err = 0;
1213                 break;
1214         }
1215         i915_gem_context_unlock_engines(ctx);
1216
1217         if (err)
1218                 return ERR_PTR(err);
1219
1220         i915_gem_ww_ctx_init(&ww, true);
1221 retry:
1222         /*
1223          * As the ID is the gtt offset of the context's vma we
1224          * pin the vma to ensure the ID remains fixed.
1225          */
1226         err = intel_context_pin_ww(ce, &ww);
1227         if (err == -EDEADLK) {
1228                 err = i915_gem_ww_ctx_backoff(&ww);
1229                 if (!err)
1230                         goto retry;
1231         }
1232         i915_gem_ww_ctx_fini(&ww);
1233
1234         if (err)
1235                 return ERR_PTR(err);
1236
1237         stream->pinned_ctx = ce;
1238         return stream->pinned_ctx;
1239 }
1240
1241 /**
1242  * oa_get_render_ctx_id - determine and hold ctx hw id
1243  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1244  *
1245  * Determine the render context hw id, and ensure it remains fixed for the
1246  * lifetime of the stream. This ensures that we don't have to worry about
1247  * updating the context ID in OACONTROL on the fly.
1248  *
1249  * Returns: zero on success or a negative error code
1250  */
1251 static int oa_get_render_ctx_id(struct i915_perf_stream *stream)
1252 {
1253         struct intel_context *ce;
1254
1255         ce = oa_pin_context(stream);
1256         if (IS_ERR(ce))
1257                 return PTR_ERR(ce);
1258
1259         switch (INTEL_GEN(ce->engine->i915)) {
1260         case 7: {
1261                 /*
1262                  * On Haswell we don't do any post processing of the reports
1263                  * and don't need to use the mask.
1264                  */
1265                 stream->specific_ctx_id = i915_ggtt_offset(ce->state);
1266                 stream->specific_ctx_id_mask = 0;
1267                 break;
1268         }
1269
1270         case 8:
1271         case 9:
1272         case 10:
1273                 if (intel_engine_in_execlists_submission_mode(ce->engine)) {
1274                         stream->specific_ctx_id_mask =
1275                                 (1U << GEN8_CTX_ID_WIDTH) - 1;
1276                         stream->specific_ctx_id = stream->specific_ctx_id_mask;
1277                 } else {
1278                         /*
1279                          * When using GuC, the context descriptor we write in
1280                          * i915 is read by GuC and rewritten before it's
1281                          * actually written into the hardware. The LRCA is
1282                          * what is put into the context id field of the
1283                          * context descriptor by GuC. Because it's aligned to
1284                          * a page, the lower 12bits are always at 0 and
1285                          * dropped by GuC. They won't be part of the context
1286                          * ID in the OA reports, so squash those lower bits.
1287                          */
1288                         stream->specific_ctx_id = ce->lrc.lrca >> 12;
1289
1290                         /*
1291                          * GuC uses the top bit to signal proxy submission, so
1292                          * ignore that bit.
1293                          */
1294                         stream->specific_ctx_id_mask =
1295                                 (1U << (GEN8_CTX_ID_WIDTH - 1)) - 1;
1296                 }
1297                 break;
1298
1299         case 11:
1300         case 12: {
1301                 stream->specific_ctx_id_mask =
1302                         ((1U << GEN11_SW_CTX_ID_WIDTH) - 1) << (GEN11_SW_CTX_ID_SHIFT - 32);
1303                 /*
1304                  * Pick an unused context id
1305                  * 0 - BITS_PER_LONG are used by other contexts
1306                  * GEN12_MAX_CONTEXT_HW_ID (0x7ff) is used by idle context
1307                  */
1308                 stream->specific_ctx_id = (GEN12_MAX_CONTEXT_HW_ID - 1) << (GEN11_SW_CTX_ID_SHIFT - 32);
1309                 break;
1310         }
1311
1312         default:
1313                 MISSING_CASE(INTEL_GEN(ce->engine->i915));
1314         }
1315
1316         ce->tag = stream->specific_ctx_id;
1317
1318         drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
1319                 "filtering on ctx_id=0x%x ctx_id_mask=0x%x\n",
1320                 stream->specific_ctx_id,
1321                 stream->specific_ctx_id_mask);
1322
1323         return 0;
1324 }
1325
1326 /**
1327  * oa_put_render_ctx_id - counterpart to oa_get_render_ctx_id releases hold
1328  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1329  *
1330  * In case anything needed doing to ensure the context HW ID would remain valid
1331  * for the lifetime of the stream, then that can be undone here.
1332  */
1333 static void oa_put_render_ctx_id(struct i915_perf_stream *stream)
1334 {
1335         struct intel_context *ce;
1336
1337         ce = fetch_and_zero(&stream->pinned_ctx);
1338         if (ce) {
1339                 ce->tag = 0; /* recomputed on next submission after parking */
1340                 intel_context_unpin(ce);
1341         }
1342
1343         stream->specific_ctx_id = INVALID_CTX_ID;
1344         stream->specific_ctx_id_mask = 0;
1345 }
1346
1347 static void
1348 free_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1349 {
1350         i915_vma_unpin_and_release(&stream->oa_buffer.vma,
1351                                    I915_VMA_RELEASE_MAP);
1352
1353         stream->oa_buffer.vaddr = NULL;
1354 }
1355
1356 static void
1357 free_oa_configs(struct i915_perf_stream *stream)
1358 {
1359         struct i915_oa_config_bo *oa_bo, *tmp;
1360
1361         i915_oa_config_put(stream->oa_config);
1362         llist_for_each_entry_safe(oa_bo, tmp, stream->oa_config_bos.first, node)
1363                 free_oa_config_bo(oa_bo);
1364 }
1365
1366 static void
1367 free_noa_wait(struct i915_perf_stream *stream)
1368 {
1369         i915_vma_unpin_and_release(&stream->noa_wait, 0);
1370 }
1371
1372 static void i915_oa_stream_destroy(struct i915_perf_stream *stream)
1373 {
1374         struct i915_perf *perf = stream->perf;
1375
1376         BUG_ON(stream != perf->exclusive_stream);
1377
1378         /*
1379          * Unset exclusive_stream first, it will be checked while disabling
1380          * the metric set on gen8+.
1381          *
1382          * See i915_oa_init_reg_state() and lrc_configure_all_contexts()
1383          */
1384         WRITE_ONCE(perf->exclusive_stream, NULL);
1385         perf->ops.disable_metric_set(stream);
1386
1387         free_oa_buffer(stream);
1388
1389         intel_uncore_forcewake_put(stream->uncore, FORCEWAKE_ALL);
1390         intel_engine_pm_put(stream->engine);
1391
1392         if (stream->ctx)
1393                 oa_put_render_ctx_id(stream);
1394
1395         free_oa_configs(stream);
1396         free_noa_wait(stream);
1397
1398         if (perf->spurious_report_rs.missed) {
1399                 DRM_NOTE("%d spurious OA report notices suppressed due to ratelimiting\n",
1400                          perf->spurious_report_rs.missed);
1401         }
1402 }
1403
1404 static void gen7_init_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1405 {
1406         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1407         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
1408         unsigned long flags;
1409
1410         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1411
1412         /* Pre-DevBDW: OABUFFER must be set with counters off,
1413          * before OASTATUS1, but after OASTATUS2
1414          */
1415         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OASTATUS2, /* head */
1416                            gtt_offset | GEN7_OASTATUS2_MEM_SELECT_GGTT);
1417         stream->oa_buffer.head = gtt_offset;
1418
1419         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OABUFFER, gtt_offset);
1420
1421         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OASTATUS1, /* tail */
1422                            gtt_offset | OABUFFER_SIZE_16M);
1423
1424         /* Mark that we need updated tail pointers to read from... */
1425         stream->oa_buffer.aging_tail = INVALID_TAIL_PTR;
1426         stream->oa_buffer.tail = gtt_offset;
1427
1428         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1429
1430         /* On Haswell we have to track which OASTATUS1 flags we've
1431          * already seen since they can't be cleared while periodic
1432          * sampling is enabled.
1433          */
1434         stream->perf->gen7_latched_oastatus1 = 0;
1435
1436         /* NB: although the OA buffer will initially be allocated
1437          * zeroed via shmfs (and so this memset is redundant when
1438          * first allocating), we may re-init the OA buffer, either
1439          * when re-enabling a stream or in error/reset paths.
1440          *
1441          * The reason we clear the buffer for each re-init is for the
1442          * sanity check in gen7_append_oa_reports() that looks at the
1443          * report-id field to make sure it's non-zero which relies on
1444          * the assumption that new reports are being written to zeroed
1445          * memory...
1446          */
1447         memset(stream->oa_buffer.vaddr, 0, OA_BUFFER_SIZE);
1448 }
1449
1450 static void gen8_init_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1451 {
1452         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1453         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
1454         unsigned long flags;
1455
1456         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1457
1458         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OASTATUS, 0);
1459         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OAHEADPTR, gtt_offset);
1460         stream->oa_buffer.head = gtt_offset;
1461
1462         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OABUFFER_UDW, 0);
1463
1464         /*
1465          * PRM says:
1466          *
1467          *  "This MMIO must be set before the OATAILPTR
1468          *  register and after the OAHEADPTR register. This is
1469          *  to enable proper functionality of the overflow
1470          *  bit."
1471          */
1472         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OABUFFER, gtt_offset |
1473                    OABUFFER_SIZE_16M | GEN8_OABUFFER_MEM_SELECT_GGTT);
1474         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OATAILPTR, gtt_offset & GEN8_OATAILPTR_MASK);
1475
1476         /* Mark that we need updated tail pointers to read from... */
1477         stream->oa_buffer.aging_tail = INVALID_TAIL_PTR;
1478         stream->oa_buffer.tail = gtt_offset;
1479
1480         /*
1481          * Reset state used to recognise context switches, affecting which
1482          * reports we will forward to userspace while filtering for a single
1483          * context.
1484          */
1485         stream->oa_buffer.last_ctx_id = INVALID_CTX_ID;
1486
1487         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1488
1489         /*
1490          * NB: although the OA buffer will initially be allocated
1491          * zeroed via shmfs (and so this memset is redundant when
1492          * first allocating), we may re-init the OA buffer, either
1493          * when re-enabling a stream or in error/reset paths.
1494          *
1495          * The reason we clear the buffer for each re-init is for the
1496          * sanity check in gen8_append_oa_reports() that looks at the
1497          * reason field to make sure it's non-zero which relies on
1498          * the assumption that new reports are being written to zeroed
1499          * memory...
1500          */
1501         memset(stream->oa_buffer.vaddr, 0, OA_BUFFER_SIZE);
1502 }
1503
1504 static void gen12_init_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1505 {
1506         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1507         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
1508         unsigned long flags;
1509
1510         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1511
1512         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OASTATUS, 0);
1513         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OAHEADPTR,
1514                            gtt_offset & GEN12_OAG_OAHEADPTR_MASK);
1515         stream->oa_buffer.head = gtt_offset;
1516
1517         /*
1518          * PRM says:
1519          *
1520          *  "This MMIO must be set before the OATAILPTR
1521          *  register and after the OAHEADPTR register. This is
1522          *  to enable proper functionality of the overflow
1523          *  bit."
1524          */
1525         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OABUFFER, gtt_offset |
1526                            OABUFFER_SIZE_16M | GEN8_OABUFFER_MEM_SELECT_GGTT);
1527         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OATAILPTR,
1528                            gtt_offset & GEN12_OAG_OATAILPTR_MASK);
1529
1530         /* Mark that we need updated tail pointers to read from... */
1531         stream->oa_buffer.aging_tail = INVALID_TAIL_PTR;
1532         stream->oa_buffer.tail = gtt_offset;
1533
1534         /*
1535          * Reset state used to recognise context switches, affecting which
1536          * reports we will forward to userspace while filtering for a single
1537          * context.
1538          */
1539         stream->oa_buffer.last_ctx_id = INVALID_CTX_ID;
1540
1541         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1542
1543         /*
1544          * NB: although the OA buffer will initially be allocated
1545          * zeroed via shmfs (and so this memset is redundant when
1546          * first allocating), we may re-init the OA buffer, either
1547          * when re-enabling a stream or in error/reset paths.
1548          *
1549          * The reason we clear the buffer for each re-init is for the
1550          * sanity check in gen8_append_oa_reports() that looks at the
1551          * reason field to make sure it's non-zero which relies on
1552          * the assumption that new reports are being written to zeroed
1553          * memory...
1554          */
1555         memset(stream->oa_buffer.vaddr, 0,
1556                stream->oa_buffer.vma->size);
1557 }
1558
1559 static int alloc_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1560 {
1561         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
1562         struct drm_i915_gem_object *bo;
1563         struct i915_vma *vma;
1564         int ret;
1565
1566         if (drm_WARN_ON(&i915->drm, stream->oa_buffer.vma))
1567                 return -ENODEV;
1568
1569         BUILD_BUG_ON_NOT_POWER_OF_2(OA_BUFFER_SIZE);
1570         BUILD_BUG_ON(OA_BUFFER_SIZE < SZ_128K || OA_BUFFER_SIZE > SZ_16M);
1571
1572         bo = i915_gem_object_create_shmem(stream->perf->i915, OA_BUFFER_SIZE);
1573         if (IS_ERR(bo)) {
1574                 drm_err(&i915->drm, "Failed to allocate OA buffer\n");
1575                 return PTR_ERR(bo);
1576         }
1577
1578         i915_gem_object_set_cache_coherency(bo, I915_CACHE_LLC);
1579
1580         /* PreHSW required 512K alignment, HSW requires 16M */
1581         vma = i915_gem_object_ggtt_pin(bo, NULL, 0, SZ_16M, 0);
1582         if (IS_ERR(vma)) {
1583                 ret = PTR_ERR(vma);
1584                 goto err_unref;
1585         }
1586         stream->oa_buffer.vma = vma;
1587
1588         stream->oa_buffer.vaddr =
1589                 i915_gem_object_pin_map(bo, I915_MAP_WB);
1590         if (IS_ERR(stream->oa_buffer.vaddr)) {
1591                 ret = PTR_ERR(stream->oa_buffer.vaddr);
1592                 goto err_unpin;
1593         }
1594
1595         return 0;
1596
1597 err_unpin:
1598         __i915_vma_unpin(vma);
1599
1600 err_unref:
1601         i915_gem_object_put(bo);
1602
1603         stream->oa_buffer.vaddr = NULL;
1604         stream->oa_buffer.vma = NULL;
1605
1606         return ret;
1607 }
1608
1609 static u32 *save_restore_register(struct i915_perf_stream *stream, u32 *cs,
1610                                   bool save, i915_reg_t reg, u32 offset,
1611                                   u32 dword_count)
1612 {
1613         u32 cmd;
1614         u32 d;
1615
1616         cmd = save ? MI_STORE_REGISTER_MEM : MI_LOAD_REGISTER_MEM;
1617         cmd |= MI_SRM_LRM_GLOBAL_GTT;
1618         if (INTEL_GEN(stream->perf->i915) >= 8)
1619                 cmd++;
1620
1621         for (d = 0; d < dword_count; d++) {
1622                 *cs++ = cmd;
1623                 *cs++ = i915_mmio_reg_offset(reg) + 4 * d;
1624                 *cs++ = intel_gt_scratch_offset(stream->engine->gt,
1625                                                 offset) + 4 * d;
1626                 *cs++ = 0;
1627         }
1628
1629         return cs;
1630 }
1631
1632 static int alloc_noa_wait(struct i915_perf_stream *stream)
1633 {
1634         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
1635         struct drm_i915_gem_object *bo;
1636         struct i915_vma *vma;
1637         const u64 delay_ticks = 0xffffffffffffffff -
1638                 i915_cs_timestamp_ns_to_ticks(i915, atomic64_read(&stream->perf->noa_programming_delay));
1639         const u32 base = stream->engine->mmio_base;
1640 #define CS_GPR(x) GEN8_RING_CS_GPR(base, x)
1641         u32 *batch, *ts0, *cs, *jump;
1642         int ret, i;
1643         enum {
1644                 START_TS,
1645                 NOW_TS,
1646                 DELTA_TS,
1647                 JUMP_PREDICATE,
1648                 DELTA_TARGET,
1649                 N_CS_GPR
1650         };
1651
1652         bo = i915_gem_object_create_internal(i915, 4096);
1653         if (IS_ERR(bo)) {
1654                 drm_err(&i915->drm,
1655                         "Failed to allocate NOA wait batchbuffer\n");
1656                 return PTR_ERR(bo);
1657         }
1658
1659         /*
1660          * We pin in GGTT because we jump into this buffer now because
1661          * multiple OA config BOs will have a jump to this address and it
1662          * needs to be fixed during the lifetime of the i915/perf stream.
1663          */
1664         vma = i915_gem_object_ggtt_pin(bo, NULL, 0, 0, PIN_HIGH);
1665         if (IS_ERR(vma)) {
1666                 ret = PTR_ERR(vma);
1667                 goto err_unref;
1668         }
1669
1670         batch = cs = i915_gem_object_pin_map(bo, I915_MAP_WB);
1671         if (IS_ERR(batch)) {
1672                 ret = PTR_ERR(batch);
1673                 goto err_unpin;
1674         }
1675
1676         /* Save registers. */
1677         for (i = 0; i < N_CS_GPR; i++)
1678                 cs = save_restore_register(
1679                         stream, cs, true /* save */, CS_GPR(i),
1680                         INTEL_GT_SCRATCH_FIELD_PERF_CS_GPR + 8 * i, 2);
1681         cs = save_restore_register(
1682                 stream, cs, true /* save */, MI_PREDICATE_RESULT_1,
1683                 INTEL_GT_SCRATCH_FIELD_PERF_PREDICATE_RESULT_1, 1);
1684
1685         /* First timestamp snapshot location. */
1686         ts0 = cs;
1687
1688         /*
1689          * Initial snapshot of the timestamp register to implement the wait.
1690          * We work with 32b values, so clear out the top 32b bits of the
1691          * register because the ALU works 64bits.
1692          */
1693         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(1);
1694         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(START_TS)) + 4;
1695         *cs++ = 0;
1696         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
1697         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(RING_TIMESTAMP(base));
1698         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(START_TS));
1699
1700         /*
1701          * This is the location we're going to jump back into until the
1702          * required amount of time has passed.
1703          */
1704         jump = cs;
1705
1706         /*
1707          * Take another snapshot of the timestamp register. Take care to clear
1708          * up the top 32bits of CS_GPR(1) as we're using it for other
1709          * operations below.
1710          */
1711         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(1);
1712         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(NOW_TS)) + 4;
1713         *cs++ = 0;
1714         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
1715         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(RING_TIMESTAMP(base));
1716         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(NOW_TS));
1717
1718         /*
1719          * Do a diff between the 2 timestamps and store the result back into
1720          * CS_GPR(1).
1721          */
1722         *cs++ = MI_MATH(5);
1723         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCA, MI_MATH_REG(NOW_TS));
1724         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCB, MI_MATH_REG(START_TS));
1725         *cs++ = MI_MATH_SUB;
1726         *cs++ = MI_MATH_STORE(MI_MATH_REG(DELTA_TS), MI_MATH_REG_ACCU);
1727         *cs++ = MI_MATH_STORE(MI_MATH_REG(JUMP_PREDICATE), MI_MATH_REG_CF);
1728
1729         /*
1730          * Transfer the carry flag (set to 1 if ts1 < ts0, meaning the
1731          * timestamp have rolled over the 32bits) into the predicate register
1732          * to be used for the predicated jump.
1733          */
1734         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
1735         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(JUMP_PREDICATE));
1736         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(MI_PREDICATE_RESULT_1);
1737
1738         /* Restart from the beginning if we had timestamps roll over. */
1739         *cs++ = (INTEL_GEN(i915) < 8 ?
1740                  MI_BATCH_BUFFER_START :
1741                  MI_BATCH_BUFFER_START_GEN8) |
1742                 MI_BATCH_PREDICATE;
1743         *cs++ = i915_ggtt_offset(vma) + (ts0 - batch) * 4;
1744         *cs++ = 0;
1745
1746         /*
1747          * Now add the diff between to previous timestamps and add it to :
1748          *      (((1 * << 64) - 1) - delay_ns)
1749          *
1750          * When the Carry Flag contains 1 this means the elapsed time is
1751          * longer than the expected delay, and we can exit the wait loop.
1752          */
1753         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(2);
1754         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(DELTA_TARGET));
1755         *cs++ = lower_32_bits(delay_ticks);
1756         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(DELTA_TARGET)) + 4;
1757         *cs++ = upper_32_bits(delay_ticks);
1758
1759         *cs++ = MI_MATH(4);
1760         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCA, MI_MATH_REG(DELTA_TS));
1761         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCB, MI_MATH_REG(DELTA_TARGET));
1762         *cs++ = MI_MATH_ADD;
1763         *cs++ = MI_MATH_STOREINV(MI_MATH_REG(JUMP_PREDICATE), MI_MATH_REG_CF);
1764
1765         *cs++ = MI_ARB_CHECK;
1766
1767         /*
1768          * Transfer the result into the predicate register to be used for the
1769          * predicated jump.
1770          */
1771         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
1772         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(JUMP_PREDICATE));
1773         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(MI_PREDICATE_RESULT_1);
1774
1775         /* Predicate the jump.  */
1776         *cs++ = (INTEL_GEN(i915) < 8 ?
1777                  MI_BATCH_BUFFER_START :
1778                  MI_BATCH_BUFFER_START_GEN8) |
1779                 MI_BATCH_PREDICATE;
1780         *cs++ = i915_ggtt_offset(vma) + (jump - batch) * 4;
1781         *cs++ = 0;
1782
1783         /* Restore registers. */
1784         for (i = 0; i < N_CS_GPR; i++)
1785                 cs = save_restore_register(
1786                         stream, cs, false /* restore */, CS_GPR(i),
1787                         INTEL_GT_SCRATCH_FIELD_PERF_CS_GPR + 8 * i, 2);
1788         cs = save_restore_register(
1789                 stream, cs, false /* restore */, MI_PREDICATE_RESULT_1,
1790                 INTEL_GT_SCRATCH_FIELD_PERF_PREDICATE_RESULT_1, 1);
1791
1792         /* And return to the ring. */
1793         *cs++ = MI_BATCH_BUFFER_END;
1794
1795         GEM_BUG_ON(cs - batch > PAGE_SIZE / sizeof(*batch));
1796
1797         i915_gem_object_flush_map(bo);
1798         __i915_gem_object_release_map(bo);
1799
1800         stream->noa_wait = vma;
1801         return 0;
1802
1803 err_unpin:
1804         i915_vma_unpin_and_release(&vma, 0);
1805 err_unref:
1806         i915_gem_object_put(bo);
1807         return ret;
1808 }
1809
1810 static u32 *write_cs_mi_lri(u32 *cs,
1811                             const struct i915_oa_reg *reg_data,
1812                             u32 n_regs)
1813 {
1814         u32 i;
1815
1816         for (i = 0; i < n_regs; i++) {
1817                 if ((i % MI_LOAD_REGISTER_IMM_MAX_REGS) == 0) {
1818                         u32 n_lri = min_t(u32,
1819                                           n_regs - i,
1820                                           MI_LOAD_REGISTER_IMM_MAX_REGS);
1821
1822                         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(n_lri);
1823                 }
1824                 *cs++ = i915_mmio_reg_offset(reg_data[i].addr);
1825                 *cs++ = reg_data[i].value;
1826         }
1827
1828         return cs;
1829 }
1830
1831 static int num_lri_dwords(int num_regs)
1832 {
1833         int count = 0;
1834
1835         if (num_regs > 0) {
1836                 count += DIV_ROUND_UP(num_regs, MI_LOAD_REGISTER_IMM_MAX_REGS);
1837                 count += num_regs * 2;
1838         }
1839
1840         return count;
1841 }
1842
1843 static struct i915_oa_config_bo *
1844 alloc_oa_config_buffer(struct i915_perf_stream *stream,
1845                        struct i915_oa_config *oa_config)
1846 {
1847         struct drm_i915_gem_object *obj;
1848         struct i915_oa_config_bo *oa_bo;
1849         size_t config_length = 0;
1850         u32 *cs;
1851         int err;
1852
1853         oa_bo = kzalloc(sizeof(*oa_bo), GFP_KERNEL);
1854         if (!oa_bo)
1855                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1856
1857         config_length += num_lri_dwords(oa_config->mux_regs_len);
1858         config_length += num_lri_dwords(oa_config->b_counter_regs_len);
1859         config_length += num_lri_dwords(oa_config->flex_regs_len);
1860         config_length += 3; /* MI_BATCH_BUFFER_START */
1861         config_length = ALIGN(sizeof(u32) * config_length, I915_GTT_PAGE_SIZE);
1862
1863         obj = i915_gem_object_create_shmem(stream->perf->i915, config_length);
1864         if (IS_ERR(obj)) {
1865                 err = PTR_ERR(obj);
1866                 goto err_free;
1867         }
1868
1869         cs = i915_gem_object_pin_map(obj, I915_MAP_WB);
1870         if (IS_ERR(cs)) {
1871                 err = PTR_ERR(cs);
1872                 goto err_oa_bo;
1873         }
1874
1875         cs = write_cs_mi_lri(cs,
1876                              oa_config->mux_regs,
1877                              oa_config->mux_regs_len);
1878         cs = write_cs_mi_lri(cs,
1879                              oa_config->b_counter_regs,
1880                              oa_config->b_counter_regs_len);
1881         cs = write_cs_mi_lri(cs,
1882                              oa_config->flex_regs,
1883                              oa_config->flex_regs_len);
1884
1885         /* Jump into the active wait. */
1886         *cs++ = (INTEL_GEN(stream->perf->i915) < 8 ?
1887                  MI_BATCH_BUFFER_START :
1888                  MI_BATCH_BUFFER_START_GEN8);
1889         *cs++ = i915_ggtt_offset(stream->noa_wait);
1890         *cs++ = 0;
1891
1892         i915_gem_object_flush_map(obj);
1893         __i915_gem_object_release_map(obj);
1894
1895         oa_bo->vma = i915_vma_instance(obj,
1896                                        &stream->engine->gt->ggtt->vm,
1897                                        NULL);
1898         if (IS_ERR(oa_bo->vma)) {
1899                 err = PTR_ERR(oa_bo->vma);
1900                 goto err_oa_bo;
1901         }
1902
1903         oa_bo->oa_config = i915_oa_config_get(oa_config);
1904         llist_add(&oa_bo->node, &stream->oa_config_bos);
1905
1906         return oa_bo;
1907
1908 err_oa_bo:
1909         i915_gem_object_put(obj);
1910 err_free:
1911         kfree(oa_bo);
1912         return ERR_PTR(err);
1913 }
1914
1915 static struct i915_vma *
1916 get_oa_vma(struct i915_perf_stream *stream, struct i915_oa_config *oa_config)
1917 {
1918         struct i915_oa_config_bo *oa_bo;
1919
1920         /*
1921          * Look for the buffer in the already allocated BOs attached
1922          * to the stream.
1923          */
1924         llist_for_each_entry(oa_bo, stream->oa_config_bos.first, node) {
1925                 if (oa_bo->oa_config == oa_config &&
1926                     memcmp(oa_bo->oa_config->uuid,
1927                            oa_config->uuid,
1928                            sizeof(oa_config->uuid)) == 0)
1929                         goto out;
1930         }
1931
1932         oa_bo = alloc_oa_config_buffer(stream, oa_config);
1933         if (IS_ERR(oa_bo))
1934                 return ERR_CAST(oa_bo);
1935
1936 out:
1937         return i915_vma_get(oa_bo->vma);
1938 }
1939
1940 static int
1941 emit_oa_config(struct i915_perf_stream *stream,
1942                struct i915_oa_config *oa_config,
1943                struct intel_context *ce,
1944                struct i915_active *active)
1945 {
1946         struct i915_request *rq;
1947         struct i915_vma *vma;
1948         struct i915_gem_ww_ctx ww;
1949         int err;
1950
1951         vma = get_oa_vma(stream, oa_config);
1952         if (IS_ERR(vma))
1953                 return PTR_ERR(vma);
1954
1955         i915_gem_ww_ctx_init(&ww, true);
1956 retry:
1957         err = i915_gem_object_lock(vma->obj, &ww);
1958         if (err)
1959                 goto err;
1960
1961         err = i915_vma_pin_ww(vma, &ww, 0, 0, PIN_GLOBAL | PIN_HIGH);
1962         if (err)
1963                 goto err;
1964
1965         intel_engine_pm_get(ce->engine);
1966         rq = i915_request_create(ce);
1967         intel_engine_pm_put(ce->engine);
1968         if (IS_ERR(rq)) {
1969                 err = PTR_ERR(rq);
1970                 goto err_vma_unpin;
1971         }
1972
1973         if (!IS_ERR_OR_NULL(active)) {
1974                 /* After all individual context modifications */
1975                 err = i915_request_await_active(rq, active,
1976                                                 I915_ACTIVE_AWAIT_ACTIVE);
1977                 if (err)
1978                         goto err_add_request;
1979
1980                 err = i915_active_add_request(active, rq);
1981                 if (err)
1982                         goto err_add_request;
1983         }
1984
1985         err = i915_request_await_object(rq, vma->obj, 0);
1986         if (!err)
1987                 err = i915_vma_move_to_active(vma, rq, 0);
1988         if (err)
1989                 goto err_add_request;
1990
1991         err = rq->engine->emit_bb_start(rq,
1992                                         vma->node.start, 0,
1993                                         I915_DISPATCH_SECURE);
1994         if (err)
1995                 goto err_add_request;
1996
1997 err_add_request:
1998         i915_request_add(rq);
1999 err_vma_unpin:
2000         i915_vma_unpin(vma);
2001 err:
2002         if (err == -EDEADLK) {
2003                 err = i915_gem_ww_ctx_backoff(&ww);
2004                 if (!err)
2005                         goto retry;
2006         }
2007
2008         i915_gem_ww_ctx_fini(&ww);
2009         i915_vma_put(vma);
2010         return err;
2011 }
2012
2013 static struct intel_context *oa_context(struct i915_perf_stream *stream)
2014 {
2015         return stream->pinned_ctx ?: stream->engine->kernel_context;
2016 }
2017
2018 static int
2019 hsw_enable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream,
2020                       struct i915_active *active)
2021 {
2022         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2023
2024         /*
2025          * PRM:
2026          *
2027          * OA unit is using “crclk” for its functionality. When trunk
2028          * level clock gating takes place, OA clock would be gated,
2029          * unable to count the events from non-render clock domain.
2030          * Render clock gating must be disabled when OA is enabled to
2031          * count the events from non-render domain. Unit level clock
2032          * gating for RCS should also be disabled.
2033          */
2034         intel_uncore_rmw(uncore, GEN7_MISCCPCTL,
2035                          GEN7_DOP_CLOCK_GATE_ENABLE, 0);
2036         intel_uncore_rmw(uncore, GEN6_UCGCTL1,
2037                          0, GEN6_CSUNIT_CLOCK_GATE_DISABLE);
2038
2039         return emit_oa_config(stream,
2040                               stream->oa_config, oa_context(stream),
2041                               active);
2042 }
2043
2044 static void hsw_disable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2045 {
2046         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2047
2048         intel_uncore_rmw(uncore, GEN6_UCGCTL1,
2049                          GEN6_CSUNIT_CLOCK_GATE_DISABLE, 0);
2050         intel_uncore_rmw(uncore, GEN7_MISCCPCTL,
2051                          0, GEN7_DOP_CLOCK_GATE_ENABLE);
2052
2053         intel_uncore_rmw(uncore, GDT_CHICKEN_BITS, GT_NOA_ENABLE, 0);
2054 }
2055
2056 static u32 oa_config_flex_reg(const struct i915_oa_config *oa_config,
2057                               i915_reg_t reg)
2058 {
2059         u32 mmio = i915_mmio_reg_offset(reg);
2060         int i;
2061
2062         /*
2063          * This arbitrary default will select the 'EU FPU0 Pipeline
2064          * Active' event. In the future it's anticipated that there
2065          * will be an explicit 'No Event' we can select, but not yet...
2066          */
2067         if (!oa_config)
2068                 return 0;
2069
2070         for (i = 0; i < oa_config->flex_regs_len; i++) {
2071                 if (i915_mmio_reg_offset(oa_config->flex_regs[i].addr) == mmio)
2072                         return oa_config->flex_regs[i].value;
2073         }
2074
2075         return 0;
2076 }
2077 /*
2078  * NB: It must always remain pointer safe to run this even if the OA unit
2079  * has been disabled.
2080  *
2081  * It's fine to put out-of-date values into these per-context registers
2082  * in the case that the OA unit has been disabled.
2083  */
2084 static void
2085 gen8_update_reg_state_unlocked(const struct intel_context *ce,
2086                                const struct i915_perf_stream *stream)
2087 {
2088         u32 ctx_oactxctrl = stream->perf->ctx_oactxctrl_offset;
2089         u32 ctx_flexeu0 = stream->perf->ctx_flexeu0_offset;
2090         /* The MMIO offsets for Flex EU registers aren't contiguous */
2091         i915_reg_t flex_regs[] = {
2092                 EU_PERF_CNTL0,
2093                 EU_PERF_CNTL1,
2094                 EU_PERF_CNTL2,
2095                 EU_PERF_CNTL3,
2096                 EU_PERF_CNTL4,
2097                 EU_PERF_CNTL5,
2098                 EU_PERF_CNTL6,
2099         };
2100         u32 *reg_state = ce->lrc_reg_state;
2101         int i;
2102
2103         reg_state[ctx_oactxctrl + 1] =
2104                 (stream->period_exponent << GEN8_OA_TIMER_PERIOD_SHIFT) |
2105                 (stream->periodic ? GEN8_OA_TIMER_ENABLE : 0) |
2106                 GEN8_OA_COUNTER_RESUME;
2107
2108         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(flex_regs); i++)
2109                 reg_state[ctx_flexeu0 + i * 2 + 1] =
2110                         oa_config_flex_reg(stream->oa_config, flex_regs[i]);
2111 }
2112
2113 struct flex {
2114         i915_reg_t reg;
2115         u32 offset;
2116         u32 value;
2117 };
2118
2119 static int
2120 gen8_store_flex(struct i915_request *rq,
2121                 struct intel_context *ce,
2122                 const struct flex *flex, unsigned int count)
2123 {
2124         u32 offset;
2125         u32 *cs;
2126
2127         cs = intel_ring_begin(rq, 4 * count);
2128         if (IS_ERR(cs))
2129                 return PTR_ERR(cs);
2130
2131         offset = i915_ggtt_offset(ce->state) + LRC_STATE_OFFSET;
2132         do {
2133                 *cs++ = MI_STORE_DWORD_IMM_GEN4 | MI_USE_GGTT;
2134                 *cs++ = offset + flex->offset * sizeof(u32);
2135                 *cs++ = 0;
2136                 *cs++ = flex->value;
2137         } while (flex++, --count);
2138
2139         intel_ring_advance(rq, cs);
2140
2141         return 0;
2142 }
2143
2144 static int
2145 gen8_load_flex(struct i915_request *rq,
2146                struct intel_context *ce,
2147                const struct flex *flex, unsigned int count)
2148 {
2149         u32 *cs;
2150
2151         GEM_BUG_ON(!count || count > 63);
2152
2153         cs = intel_ring_begin(rq, 2 * count + 2);
2154         if (IS_ERR(cs))
2155                 return PTR_ERR(cs);
2156
2157         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(count);
2158         do {
2159                 *cs++ = i915_mmio_reg_offset(flex->reg);
2160                 *cs++ = flex->value;
2161         } while (flex++, --count);
2162         *cs++ = MI_NOOP;
2163
2164         intel_ring_advance(rq, cs);
2165
2166         return 0;
2167 }
2168
2169 static int gen8_modify_context(struct intel_context *ce,
2170                                const struct flex *flex, unsigned int count)
2171 {
2172         struct i915_request *rq;
2173         int err;
2174
2175         rq = intel_engine_create_kernel_request(ce->engine);
2176         if (IS_ERR(rq))
2177                 return PTR_ERR(rq);
2178
2179         /* Serialise with the remote context */
2180         err = intel_context_prepare_remote_request(ce, rq);
2181         if (err == 0)
2182                 err = gen8_store_flex(rq, ce, flex, count);
2183
2184         i915_request_add(rq);
2185         return err;
2186 }
2187
2188 static int
2189 gen8_modify_self(struct intel_context *ce,
2190                  const struct flex *flex, unsigned int count,
2191                  struct i915_active *active)
2192 {
2193         struct i915_request *rq;
2194         int err;
2195
2196         intel_engine_pm_get(ce->engine);
2197         rq = i915_request_create(ce);
2198         intel_engine_pm_put(ce->engine);
2199         if (IS_ERR(rq))
2200                 return PTR_ERR(rq);
2201
2202         if (!IS_ERR_OR_NULL(active)) {
2203                 err = i915_active_add_request(active, rq);
2204                 if (err)
2205                         goto err_add_request;
2206         }
2207
2208         err = gen8_load_flex(rq, ce, flex, count);
2209         if (err)
2210                 goto err_add_request;
2211
2212 err_add_request:
2213         i915_request_add(rq);
2214         return err;
2215 }
2216
2217 static int gen8_configure_context(struct i915_gem_context *ctx,
2218                                   struct flex *flex, unsigned int count)
2219 {
2220         struct i915_gem_engines_iter it;
2221         struct intel_context *ce;
2222         int err = 0;
2223
2224         for_each_gem_engine(ce, i915_gem_context_lock_engines(ctx), it) {
2225                 GEM_BUG_ON(ce == ce->engine->kernel_context);
2226
2227                 if (ce->engine->class != RENDER_CLASS)
2228                         continue;
2229
2230                 /* Otherwise OA settings will be set upon first use */
2231                 if (!intel_context_pin_if_active(ce))
2232                         continue;
2233
2234                 flex->value = intel_sseu_make_rpcs(ce->engine->gt, &ce->sseu);
2235                 err = gen8_modify_context(ce, flex, count);
2236
2237                 intel_context_unpin(ce);
2238                 if (err)
2239                         break;
2240         }
2241         i915_gem_context_unlock_engines(ctx);
2242
2243         return err;
2244 }
2245
2246 static int gen12_configure_oar_context(struct i915_perf_stream *stream,
2247                                        struct i915_active *active)
2248 {
2249         int err;
2250         struct intel_context *ce = stream->pinned_ctx;
2251         u32 format = stream->oa_buffer.format;
2252         struct flex regs_context[] = {
2253                 {
2254                         GEN8_OACTXCONTROL,
2255                         stream->perf->ctx_oactxctrl_offset + 1,
2256                         active ? GEN8_OA_COUNTER_RESUME : 0,
2257                 },
2258         };
2259         /* Offsets in regs_lri are not used since this configuration is only
2260          * applied using LRI. Initialize the correct offsets for posterity.
2261          */
2262 #define GEN12_OAR_OACONTROL_OFFSET 0x5B0
2263         struct flex regs_lri[] = {
2264                 {
2265                         GEN12_OAR_OACONTROL,
2266                         GEN12_OAR_OACONTROL_OFFSET + 1,
2267                         (format << GEN12_OAR_OACONTROL_COUNTER_FORMAT_SHIFT) |
2268                         (active ? GEN12_OAR_OACONTROL_COUNTER_ENABLE : 0)
2269                 },
2270                 {
2271                         RING_CONTEXT_CONTROL(ce->engine->mmio_base),
2272                         CTX_CONTEXT_CONTROL,
2273                         _MASKED_FIELD(GEN12_CTX_CTRL_OAR_CONTEXT_ENABLE,
2274                                       active ?
2275                                       GEN12_CTX_CTRL_OAR_CONTEXT_ENABLE :
2276                                       0)
2277                 },
2278         };
2279
2280         /* Modify the context image of pinned context with regs_context*/
2281         err = intel_context_lock_pinned(ce);
2282         if (err)
2283                 return err;
2284
2285         err = gen8_modify_context(ce, regs_context, ARRAY_SIZE(regs_context));
2286         intel_context_unlock_pinned(ce);
2287         if (err)
2288                 return err;
2289
2290         /* Apply regs_lri using LRI with pinned context */
2291         return gen8_modify_self(ce, regs_lri, ARRAY_SIZE(regs_lri), active);
2292 }
2293
2294 /*
2295  * Manages updating the per-context aspects of the OA stream
2296  * configuration across all contexts.
2297  *
2298  * The awkward consideration here is that OACTXCONTROL controls the
2299  * exponent for periodic sampling which is primarily used for system
2300  * wide profiling where we'd like a consistent sampling period even in
2301  * the face of context switches.
2302  *
2303  * Our approach of updating the register state context (as opposed to
2304  * say using a workaround batch buffer) ensures that the hardware
2305  * won't automatically reload an out-of-date timer exponent even
2306  * transiently before a WA BB could be parsed.
2307  *
2308  * This function needs to:
2309  * - Ensure the currently running context's per-context OA state is
2310  *   updated
2311  * - Ensure that all existing contexts will have the correct per-context
2312  *   OA state if they are scheduled for use.
2313  * - Ensure any new contexts will be initialized with the correct
2314  *   per-context OA state.
2315  *
2316  * Note: it's only the RCS/Render context that has any OA state.
2317  * Note: the first flex register passed must always be R_PWR_CLK_STATE
2318  */
2319 static int
2320 oa_configure_all_contexts(struct i915_perf_stream *stream,
2321                           struct flex *regs,
2322                           size_t num_regs,
2323                           struct i915_active *active)
2324 {
2325         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
2326         struct intel_engine_cs *engine;
2327         struct i915_gem_context *ctx, *cn;
2328         int err;
2329
2330         lockdep_assert_held(&stream->perf->lock);
2331
2332         /*
2333          * The OA register config is setup through the context image. This image
2334          * might be written to by the GPU on context switch (in particular on
2335          * lite-restore). This means we can't safely update a context's image,
2336          * if this context is scheduled/submitted to run on the GPU.
2337          *
2338          * We could emit the OA register config through the batch buffer but
2339          * this might leave small interval of time where the OA unit is
2340          * configured at an invalid sampling period.
2341          *
2342          * Note that since we emit all requests from a single ring, there
2343          * is still an implicit global barrier here that may cause a high
2344          * priority context to wait for an otherwise independent low priority
2345          * context. Contexts idle at the time of reconfiguration are not
2346          * trapped behind the barrier.
2347          */
2348         spin_lock(&i915->gem.contexts.lock);
2349         list_for_each_entry_safe(ctx, cn, &i915->gem.contexts.list, link) {
2350                 if (!kref_get_unless_zero(&ctx->ref))
2351                         continue;
2352
2353                 spin_unlock(&i915->gem.contexts.lock);
2354
2355                 err = gen8_configure_context(ctx, regs, num_regs);
2356                 if (err) {
2357                         i915_gem_context_put(ctx);
2358                         return err;
2359                 }
2360
2361                 spin_lock(&i915->gem.contexts.lock);
2362                 list_safe_reset_next(ctx, cn, link);
2363                 i915_gem_context_put(ctx);
2364         }
2365         spin_unlock(&i915->gem.contexts.lock);
2366
2367         /*
2368          * After updating all other contexts, we need to modify ourselves.
2369          * If we don't modify the kernel_context, we do not get events while
2370          * idle.
2371          */
2372         for_each_uabi_engine(engine, i915) {
2373                 struct intel_context *ce = engine->kernel_context;
2374
2375                 if (engine->class != RENDER_CLASS)
2376                         continue;
2377
2378                 regs[0].value = intel_sseu_make_rpcs(engine->gt, &ce->sseu);
2379
2380                 err = gen8_modify_self(ce, regs, num_regs, active);
2381                 if (err)
2382                         return err;
2383         }
2384
2385         return 0;
2386 }
2387
2388 static int
2389 gen12_configure_all_contexts(struct i915_perf_stream *stream,
2390                              const struct i915_oa_config *oa_config,
2391                              struct i915_active *active)
2392 {
2393         struct flex regs[] = {
2394                 {
2395                         GEN8_R_PWR_CLK_STATE,
2396                         CTX_R_PWR_CLK_STATE,
2397                 },
2398         };
2399
2400         return oa_configure_all_contexts(stream,
2401                                          regs, ARRAY_SIZE(regs),
2402                                          active);
2403 }
2404
2405 static int
2406 lrc_configure_all_contexts(struct i915_perf_stream *stream,
2407                            const struct i915_oa_config *oa_config,
2408                            struct i915_active *active)
2409 {
2410         /* The MMIO offsets for Flex EU registers aren't contiguous */
2411         const u32 ctx_flexeu0 = stream->perf->ctx_flexeu0_offset;
2412 #define ctx_flexeuN(N) (ctx_flexeu0 + 2 * (N) + 1)
2413         struct flex regs[] = {
2414                 {
2415                         GEN8_R_PWR_CLK_STATE,
2416                         CTX_R_PWR_CLK_STATE,
2417                 },
2418                 {
2419                         GEN8_OACTXCONTROL,
2420                         stream->perf->ctx_oactxctrl_offset + 1,
2421                 },
2422                 { EU_PERF_CNTL0, ctx_flexeuN(0) },
2423                 { EU_PERF_CNTL1, ctx_flexeuN(1) },
2424                 { EU_PERF_CNTL2, ctx_flexeuN(2) },
2425                 { EU_PERF_CNTL3, ctx_flexeuN(3) },
2426                 { EU_PERF_CNTL4, ctx_flexeuN(4) },
2427                 { EU_PERF_CNTL5, ctx_flexeuN(5) },
2428                 { EU_PERF_CNTL6, ctx_flexeuN(6) },
2429         };
2430 #undef ctx_flexeuN
2431         int i;
2432
2433         regs[1].value =
2434                 (stream->period_exponent << GEN8_OA_TIMER_PERIOD_SHIFT) |
2435                 (stream->periodic ? GEN8_OA_TIMER_ENABLE : 0) |
2436                 GEN8_OA_COUNTER_RESUME;
2437
2438         for (i = 2; i < ARRAY_SIZE(regs); i++)
2439                 regs[i].value = oa_config_flex_reg(oa_config, regs[i].reg);
2440
2441         return oa_configure_all_contexts(stream,
2442                                          regs, ARRAY_SIZE(regs),
2443                                          active);
2444 }
2445
2446 static int
2447 gen8_enable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream,
2448                        struct i915_active *active)
2449 {
2450         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2451         struct i915_oa_config *oa_config = stream->oa_config;
2452         int ret;
2453
2454         /*
2455          * We disable slice/unslice clock ratio change reports on SKL since
2456          * they are too noisy. The HW generates a lot of redundant reports
2457          * where the ratio hasn't really changed causing a lot of redundant
2458          * work to processes and increasing the chances we'll hit buffer
2459          * overruns.
2460          *
2461          * Although we don't currently use the 'disable overrun' OABUFFER
2462          * feature it's worth noting that clock ratio reports have to be
2463          * disabled before considering to use that feature since the HW doesn't
2464          * correctly block these reports.
2465          *
2466          * Currently none of the high-level metrics we have depend on knowing
2467          * this ratio to normalize.
2468          *
2469          * Note: This register is not power context saved and restored, but
2470          * that's OK considering that we disable RC6 while the OA unit is
2471          * enabled.
2472          *
2473          * The _INCLUDE_CLK_RATIO bit allows the slice/unslice frequency to
2474          * be read back from automatically triggered reports, as part of the
2475          * RPT_ID field.
2476          */
2477         if (IS_GEN_RANGE(stream->perf->i915, 9, 11)) {
2478                 intel_uncore_write(uncore, GEN8_OA_DEBUG,
2479                                    _MASKED_BIT_ENABLE(GEN9_OA_DEBUG_DISABLE_CLK_RATIO_REPORTS |
2480                                                       GEN9_OA_DEBUG_INCLUDE_CLK_RATIO));
2481         }
2482
2483         /*
2484          * Update all contexts prior writing the mux configurations as we need
2485          * to make sure all slices/subslices are ON before writing to NOA
2486          * registers.
2487          */
2488         ret = lrc_configure_all_contexts(stream, oa_config, active);
2489         if (ret)
2490                 return ret;
2491
2492         return emit_oa_config(stream,
2493                               stream->oa_config, oa_context(stream),
2494                               active);
2495 }
2496
2497 static u32 oag_report_ctx_switches(const struct i915_perf_stream *stream)
2498 {
2499         return _MASKED_FIELD(GEN12_OAG_OA_DEBUG_DISABLE_CTX_SWITCH_REPORTS,
2500                              (stream->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT) ?
2501                              0 : GEN12_OAG_OA_DEBUG_DISABLE_CTX_SWITCH_REPORTS);
2502 }
2503
2504 static int
2505 gen12_enable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream,
2506                         struct i915_active *active)
2507 {
2508         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2509         struct i915_oa_config *oa_config = stream->oa_config;
2510         bool periodic = stream->periodic;
2511         u32 period_exponent = stream->period_exponent;
2512         int ret;
2513
2514         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OA_DEBUG,
2515                            /* Disable clk ratio reports, like previous Gens. */
2516                            _MASKED_BIT_ENABLE(GEN12_OAG_OA_DEBUG_DISABLE_CLK_RATIO_REPORTS |
2517                                               GEN12_OAG_OA_DEBUG_INCLUDE_CLK_RATIO) |
2518                            /*
2519                             * If the user didn't require OA reports, instruct
2520                             * the hardware not to emit ctx switch reports.
2521                             */
2522                            oag_report_ctx_switches(stream));
2523
2524         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL, periodic ?
2525                            (GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL_COUNTER_RESUME |
2526                             GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL_TIMER_ENABLE |
2527                             (period_exponent << GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL_TIMER_PERIOD_SHIFT))
2528                             : 0);
2529
2530         /*
2531          * Update all contexts prior writing the mux configurations as we need
2532          * to make sure all slices/subslices are ON before writing to NOA
2533          * registers.
2534          */
2535         ret = gen12_configure_all_contexts(stream, oa_config, active);
2536         if (ret)
2537                 return ret;
2538
2539         /*
2540          * For Gen12, performance counters are context
2541          * saved/restored. Only enable it for the context that
2542          * requested this.
2543          */
2544         if (stream->ctx) {
2545                 ret = gen12_configure_oar_context(stream, active);
2546                 if (ret)
2547                         return ret;
2548         }
2549
2550         return emit_oa_config(stream,
2551                               stream->oa_config, oa_context(stream),
2552                               active);
2553 }
2554
2555 static void gen8_disable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2556 {
2557         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2558
2559         /* Reset all contexts' slices/subslices configurations. */
2560         lrc_configure_all_contexts(stream, NULL, NULL);
2561
2562         intel_uncore_rmw(uncore, GDT_CHICKEN_BITS, GT_NOA_ENABLE, 0);
2563 }
2564
2565 static void gen10_disable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2566 {
2567         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2568
2569         /* Reset all contexts' slices/subslices configurations. */
2570         lrc_configure_all_contexts(stream, NULL, NULL);
2571
2572         /* Make sure we disable noa to save power. */
2573         intel_uncore_rmw(uncore, RPM_CONFIG1, GEN10_GT_NOA_ENABLE, 0);
2574 }
2575
2576 static void gen12_disable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2577 {
2578         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2579
2580         /* Reset all contexts' slices/subslices configurations. */
2581         gen12_configure_all_contexts(stream, NULL, NULL);
2582
2583         /* disable the context save/restore or OAR counters */
2584         if (stream->ctx)
2585                 gen12_configure_oar_context(stream, NULL);
2586
2587         /* Make sure we disable noa to save power. */
2588         intel_uncore_rmw(uncore, RPM_CONFIG1, GEN10_GT_NOA_ENABLE, 0);
2589 }
2590
2591 static void gen7_oa_enable(struct i915_perf_stream *stream)
2592 {
2593         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2594         struct i915_gem_context *ctx = stream->ctx;
2595         u32 ctx_id = stream->specific_ctx_id;
2596         bool periodic = stream->periodic;
2597         u32 period_exponent = stream->period_exponent;
2598         u32 report_format = stream->oa_buffer.format;
2599
2600         /*
2601          * Reset buf pointers so we don't forward reports from before now.
2602          *
2603          * Think carefully if considering trying to avoid this, since it
2604          * also ensures status flags and the buffer itself are cleared
2605          * in error paths, and we have checks for invalid reports based
2606          * on the assumption that certain fields are written to zeroed
2607          * memory which this helps maintains.
2608          */
2609         gen7_init_oa_buffer(stream);
2610
2611         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OACONTROL,
2612                            (ctx_id & GEN7_OACONTROL_CTX_MASK) |
2613                            (period_exponent <<
2614                             GEN7_OACONTROL_TIMER_PERIOD_SHIFT) |
2615                            (periodic ? GEN7_OACONTROL_TIMER_ENABLE : 0) |
2616                            (report_format << GEN7_OACONTROL_FORMAT_SHIFT) |
2617                            (ctx ? GEN7_OACONTROL_PER_CTX_ENABLE : 0) |
2618                            GEN7_OACONTROL_ENABLE);
2619 }
2620
2621 static void gen8_oa_enable(struct i915_perf_stream *stream)
2622 {
2623         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2624         u32 report_format = stream->oa_buffer.format;
2625
2626         /*
2627          * Reset buf pointers so we don't forward reports from before now.
2628          *
2629          * Think carefully if considering trying to avoid this, since it
2630          * also ensures status flags and the buffer itself are cleared
2631          * in error paths, and we have checks for invalid reports based
2632          * on the assumption that certain fields are written to zeroed
2633          * memory which this helps maintains.
2634          */
2635         gen8_init_oa_buffer(stream);
2636
2637         /*
2638          * Note: we don't rely on the hardware to perform single context
2639          * filtering and instead filter on the cpu based on the context-id
2640          * field of reports
2641          */
2642         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OACONTROL,
2643                            (report_format << GEN8_OA_REPORT_FORMAT_SHIFT) |
2644                            GEN8_OA_COUNTER_ENABLE);
2645 }
2646
2647 static void gen12_oa_enable(struct i915_perf_stream *stream)
2648 {
2649         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2650         u32 report_format = stream->oa_buffer.format;
2651
2652         /*
2653          * If we don't want OA reports from the OA buffer, then we don't even
2654          * need to program the OAG unit.
2655          */
2656         if (!(stream->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT))
2657                 return;
2658
2659         gen12_init_oa_buffer(stream);
2660
2661         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OACONTROL,
2662                            (report_format << GEN12_OAG_OACONTROL_OA_COUNTER_FORMAT_SHIFT) |
2663                            GEN12_OAG_OACONTROL_OA_COUNTER_ENABLE);
2664 }
2665
2666 /**
2667  * i915_oa_stream_enable - handle `I915_PERF_IOCTL_ENABLE` for OA stream
2668  * @stream: An i915 perf stream opened for OA metrics
2669  *
2670  * [Re]enables hardware periodic sampling according to the period configured
2671  * when opening the stream. This also starts a hrtimer that will periodically
2672  * check for data in the circular OA buffer for notifying userspace (e.g.
2673  * during a read() or poll()).
2674  */
2675 static void i915_oa_stream_enable(struct i915_perf_stream *stream)
2676 {
2677         stream->pollin = false;
2678
2679         stream->perf->ops.oa_enable(stream);
2680
2681         if (stream->periodic)
2682                 hrtimer_start(&stream->poll_check_timer,
2683                               ns_to_ktime(stream->poll_oa_period),
2684                               HRTIMER_MODE_REL_PINNED);
2685 }
2686
2687 static void gen7_oa_disable(struct i915_perf_stream *stream)
2688 {
2689         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2690
2691         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OACONTROL, 0);
2692         if (intel_wait_for_register(uncore,
2693                                     GEN7_OACONTROL, GEN7_OACONTROL_ENABLE, 0,
2694                                     50))
2695                 drm_err(&stream->perf->i915->drm,
2696                         "wait for OA to be disabled timed out\n");
2697 }
2698
2699 static void gen8_oa_disable(struct i915_perf_stream *stream)
2700 {
2701         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2702
2703         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OACONTROL, 0);
2704         if (intel_wait_for_register(uncore,
2705                                     GEN8_OACONTROL, GEN8_OA_COUNTER_ENABLE, 0,
2706                                     50))
2707                 drm_err(&stream->perf->i915->drm,
2708                         "wait for OA to be disabled timed out\n");
2709 }
2710
2711 static void gen12_oa_disable(struct i915_perf_stream *stream)
2712 {
2713         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2714
2715         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OACONTROL, 0);
2716         if (intel_wait_for_register(uncore,
2717                                     GEN12_OAG_OACONTROL,
2718                                     GEN12_OAG_OACONTROL_OA_COUNTER_ENABLE, 0,
2719                                     50))
2720                 drm_err(&stream->perf->i915->drm,
2721                         "wait for OA to be disabled timed out\n");
2722
2723         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OA_TLB_INV_CR, 1);
2724         if (intel_wait_for_register(uncore,
2725                                     GEN12_OA_TLB_INV_CR,
2726                                     1, 0,
2727                                     50))
2728                 drm_err(&stream->perf->i915->drm,
2729                         "wait for OA tlb invalidate timed out\n");
2730 }
2731
2732 /**
2733  * i915_oa_stream_disable - handle `I915_PERF_IOCTL_DISABLE` for OA stream
2734  * @stream: An i915 perf stream opened for OA metrics
2735  *
2736  * Stops the OA unit from periodically writing counter reports into the
2737  * circular OA buffer. This also stops the hrtimer that periodically checks for
2738  * data in the circular OA buffer, for notifying userspace.
2739  */
2740 static void i915_oa_stream_disable(struct i915_perf_stream *stream)
2741 {
2742         stream->perf->ops.oa_disable(stream);
2743
2744         if (stream->periodic)
2745                 hrtimer_cancel(&stream->poll_check_timer);
2746 }
2747
2748 static const struct i915_perf_stream_ops i915_oa_stream_ops = {
2749         .destroy = i915_oa_stream_destroy,
2750         .enable = i915_oa_stream_enable,
2751         .disable = i915_oa_stream_disable,
2752         .wait_unlocked = i915_oa_wait_unlocked,
2753         .poll_wait = i915_oa_poll_wait,
2754         .read = i915_oa_read,
2755 };
2756
2757 static int i915_perf_stream_enable_sync(struct i915_perf_stream *stream)
2758 {
2759         struct i915_active *active;
2760         int err;
2761
2762         active = i915_active_create();
2763         if (!active)
2764                 return -ENOMEM;
2765
2766         err = stream->perf->ops.enable_metric_set(stream, active);
2767         if (err == 0)
2768                 __i915_active_wait(active, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
2769
2770         i915_active_put(active);
2771         return err;
2772 }
2773
2774 static void
2775 get_default_sseu_config(struct intel_sseu *out_sseu,
2776                         struct intel_engine_cs *engine)
2777 {
2778         const struct sseu_dev_info *devinfo_sseu = &engine->gt->info.sseu;
2779
2780         *out_sseu = intel_sseu_from_device_info(devinfo_sseu);
2781
2782         if (IS_GEN(engine->i915, 11)) {
2783                 /*
2784                  * We only need subslice count so it doesn't matter which ones
2785                  * we select - just turn off low bits in the amount of half of
2786                  * all available subslices per slice.
2787                  */
2788                 out_sseu->subslice_mask =
2789                         ~(~0 << (hweight8(out_sseu->subslice_mask) / 2));
2790                 out_sseu->slice_mask = 0x1;
2791         }
2792 }
2793
2794 static int
2795 get_sseu_config(struct intel_sseu *out_sseu,
2796                 struct intel_engine_cs *engine,
2797                 const struct drm_i915_gem_context_param_sseu *drm_sseu)
2798 {
2799         if (drm_sseu->engine.engine_class != engine->uabi_class ||
2800             drm_sseu->engine.engine_instance != engine->uabi_instance)
2801                 return -EINVAL;
2802
2803         return i915_gem_user_to_context_sseu(engine->gt, drm_sseu, out_sseu);
2804 }
2805
2806 /**
2807  * i915_oa_stream_init - validate combined props for OA stream and init
2808  * @stream: An i915 perf stream
2809  * @param: The open parameters passed to `DRM_I915_PERF_OPEN`
2810  * @props: The property state that configures stream (individually validated)
2811  *
2812  * While read_properties_unlocked() validates properties in isolation it
2813  * doesn't ensure that the combination necessarily makes sense.
2814  *
2815  * At this point it has been determined that userspace wants a stream of
2816  * OA metrics, but still we need to further validate the combined
2817  * properties are OK.
2818  *
2819  * If the configuration makes sense then we can allocate memory for
2820  * a circular OA buffer and apply the requested metric set configuration.
2821  *
2822  * Returns: zero on success or a negative error code.
2823  */
2824 static int i915_oa_stream_init(struct i915_perf_stream *stream,
2825                                struct drm_i915_perf_open_param *param,
2826                                struct perf_open_properties *props)
2827 {
2828         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
2829         struct i915_perf *perf = stream->perf;
2830         int format_size;
2831         int ret;
2832
2833         if (!props->engine) {
2834                 DRM_DEBUG("OA engine not specified\n");
2835                 return -EINVAL;
2836         }
2837
2838         /*
2839          * If the sysfs metrics/ directory wasn't registered for some
2840          * reason then don't let userspace try their luck with config
2841          * IDs
2842          */
2843         if (!perf->metrics_kobj) {
2844                 DRM_DEBUG("OA metrics weren't advertised via sysfs\n");
2845                 return -EINVAL;
2846         }
2847
2848         if (!(props->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT) &&
2849             (INTEL_GEN(perf->i915) < 12 || !stream->ctx)) {
2850                 DRM_DEBUG("Only OA report sampling supported\n");
2851                 return -EINVAL;
2852         }
2853
2854         if (!perf->ops.enable_metric_set) {
2855                 DRM_DEBUG("OA unit not supported\n");
2856                 return -ENODEV;
2857         }
2858
2859         /*
2860          * To avoid the complexity of having to accurately filter
2861          * counter reports and marshal to the appropriate client
2862          * we currently only allow exclusive access
2863          */
2864         if (perf->exclusive_stream) {
2865                 DRM_DEBUG("OA unit already in use\n");
2866                 return -EBUSY;
2867         }
2868
2869         if (!props->oa_format) {
2870                 DRM_DEBUG("OA report format not specified\n");
2871                 return -EINVAL;
2872         }
2873
2874         stream->engine = props->engine;
2875         stream->uncore = stream->engine->gt->uncore;
2876
2877         stream->sample_size = sizeof(struct drm_i915_perf_record_header);
2878
2879         format_size = perf->oa_formats[props->oa_format].size;
2880
2881         stream->sample_flags = props->sample_flags;
2882         stream->sample_size += format_size;
2883
2884         stream->oa_buffer.format_size = format_size;
2885         if (drm_WARN_ON(&i915->drm, stream->oa_buffer.format_size == 0))
2886                 return -EINVAL;
2887
2888         stream->hold_preemption = props->hold_preemption;
2889
2890         stream->oa_buffer.format =
2891                 perf->oa_formats[props->oa_format].format;
2892
2893         stream->periodic = props->oa_periodic;
2894         if (stream->periodic)
2895                 stream->period_exponent = props->oa_period_exponent;
2896
2897         if (stream->ctx) {
2898                 ret = oa_get_render_ctx_id(stream);
2899                 if (ret) {
2900                         DRM_DEBUG("Invalid context id to filter with\n");
2901                         return ret;
2902                 }
2903         }
2904
2905         ret = alloc_noa_wait(stream);
2906         if (ret) {
2907                 DRM_DEBUG("Unable to allocate NOA wait batch buffer\n");
2908                 goto err_noa_wait_alloc;
2909         }
2910
2911         stream->oa_config = i915_perf_get_oa_config(perf, props->metrics_set);
2912         if (!stream->oa_config) {
2913                 DRM_DEBUG("Invalid OA config id=%i\n", props->metrics_set);
2914                 ret = -EINVAL;
2915                 goto err_config;
2916         }
2917
2918         /* PRM - observability performance counters:
2919          *
2920          *   OACONTROL, performance counter enable, note:
2921          *
2922          *   "When this bit is set, in order to have coherent counts,
2923          *   RC6 power state and trunk clock gating must be disabled.
2924          *   This can be achieved by programming MMIO registers as
2925          *   0xA094=0 and 0xA090[31]=1"
2926          *
2927          *   In our case we are expecting that taking pm + FORCEWAKE
2928          *   references will effectively disable RC6.
2929          */
2930         intel_engine_pm_get(stream->engine);
2931         intel_uncore_forcewake_get(stream->uncore, FORCEWAKE_ALL);
2932
2933         ret = alloc_oa_buffer(stream);
2934         if (ret)
2935                 goto err_oa_buf_alloc;
2936
2937         stream->ops = &i915_oa_stream_ops;
2938
2939         perf->sseu = props->sseu;
2940         WRITE_ONCE(perf->exclusive_stream, stream);
2941
2942         ret = i915_perf_stream_enable_sync(stream);
2943         if (ret) {
2944                 DRM_DEBUG("Unable to enable metric set\n");
2945                 goto err_enable;
2946         }
2947
2948         DRM_DEBUG("opening stream oa config uuid=%s\n",
2949                   stream->oa_config->uuid);
2950
2951         hrtimer_init(&stream->poll_check_timer,
2952                      CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
2953         stream->poll_check_timer.function = oa_poll_check_timer_cb;
2954         init_waitqueue_head(&stream->poll_wq);
2955         spin_lock_init(&stream->oa_buffer.ptr_lock);
2956
2957         return 0;
2958
2959 err_enable:
2960         WRITE_ONCE(perf->exclusive_stream, NULL);
2961         perf->ops.disable_metric_set(stream);
2962
2963         free_oa_buffer(stream);
2964
2965 err_oa_buf_alloc:
2966         free_oa_configs(stream);
2967
2968         intel_uncore_forcewake_put(stream->uncore, FORCEWAKE_ALL);
2969         intel_engine_pm_put(stream->engine);
2970
2971 err_config:
2972         free_noa_wait(stream);
2973
2974 err_noa_wait_alloc:
2975         if (stream->ctx)
2976                 oa_put_render_ctx_id(stream);
2977
2978         return ret;
2979 }
2980
2981 void i915_oa_init_reg_state(const struct intel_context *ce,
2982                             const struct intel_engine_cs *engine)
2983 {
2984         struct i915_perf_stream *stream;
2985
2986         if (engine->class != RENDER_CLASS)
2987                 return;
2988
2989         /* perf.exclusive_stream serialised by lrc_configure_all_contexts() */
2990         stream = READ_ONCE(engine->i915->perf.exclusive_stream);
2991         if (stream && INTEL_GEN(stream->perf->i915) < 12)
2992                 gen8_update_reg_state_unlocked(ce, stream);
2993 }
2994
2995 /**
2996  * i915_perf_read - handles read() FOP for i915 perf stream FDs
2997  * @file: An i915 perf stream file
2998  * @buf: destination buffer given by userspace
2999  * @count: the number of bytes userspace wants to read
3000  * @ppos: (inout) file seek position (unused)
3001  *
3002  * The entry point for handling a read() on a stream file descriptor from
3003  * userspace. Most of the work is left to the i915_perf_read_locked() and
3004  * &i915_perf_stream_ops->read but to save having stream implementations (of
3005  * which we might have multiple later) we handle blocking read here.
3006  *
3007  * We can also consistently treat trying to read from a disabled stream
3008  * as an IO error so implementations can assume the stream is enabled
3009  * while reading.
3010  *
3011  * Returns: The number of bytes copied or a negative error code on failure.
3012  */
3013 static ssize_t i915_perf_read(struct file *file,
3014                               char __user *buf,
3015                               size_t count,
3016                               loff_t *ppos)
3017 {
3018         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
3019         struct i915_perf *perf = stream->perf;
3020         size_t offset = 0;
3021         int ret;
3022
3023         /* To ensure it's handled consistently we simply treat all reads of a
3024          * disabled stream as an error. In particular it might otherwise lead
3025          * to a deadlock for blocking file descriptors...
3026          */
3027         if (!stream->enabled)
3028                 return -EIO;
3029
3030         if (!(file->f_flags & O_NONBLOCK)) {
3031                 /* There's the small chance of false positives from
3032                  * stream->ops->wait_unlocked.
3033                  *
3034                  * E.g. with single context filtering since we only wait until
3035                  * oabuffer has >= 1 report we don't immediately know whether
3036                  * any reports really belong to the current context
3037                  */
3038                 do {
3039                         ret = stream->ops->wait_unlocked(stream);
3040                         if (ret)
3041                                 return ret;
3042
3043                         mutex_lock(&perf->lock);
3044                         ret = stream->ops->read(stream, buf, count, &offset);
3045                         mutex_unlock(&perf->lock);
3046                 } while (!offset && !ret);
3047         } else {
3048                 mutex_lock(&perf->lock);
3049                 ret = stream->ops->read(stream, buf, count, &offset);
3050                 mutex_unlock(&perf->lock);
3051         }
3052
3053         /* We allow the poll checking to sometimes report false positive EPOLLIN
3054          * events where we might actually report EAGAIN on read() if there's
3055          * not really any data available. In this situation though we don't
3056          * want to enter a busy loop between poll() reporting a EPOLLIN event
3057          * and read() returning -EAGAIN. Clearing the oa.pollin state here
3058          * effectively ensures we back off until the next hrtimer callback
3059          * before reporting another EPOLLIN event.
3060          * The exception to this is if ops->read() returned -ENOSPC which means
3061          * that more OA data is available than could fit in the user provided
3062          * buffer. In this case we want the next poll() call to not block.
3063          */
3064         if (ret != -ENOSPC)
3065                 stream->pollin = false;
3066
3067         /* Possible values for ret are 0, -EFAULT, -ENOSPC, -EIO, ... */
3068         return offset ?: (ret ?: -EAGAIN);
3069 }
3070
3071 static enum hrtimer_restart oa_poll_check_timer_cb(struct hrtimer *hrtimer)
3072 {
3073         struct i915_perf_stream *stream =
3074                 container_of(hrtimer, typeof(*stream), poll_check_timer);
3075
3076         if (oa_buffer_check_unlocked(stream)) {
3077                 stream->pollin = true;
3078                 wake_up(&stream->poll_wq);
3079         }
3080
3081         hrtimer_forward_now(hrtimer,
3082                             ns_to_ktime(stream->poll_oa_period));
3083
3084         return HRTIMER_RESTART;
3085 }
3086
3087 /**
3088  * i915_perf_poll_locked - poll_wait() with a suitable wait queue for stream
3089  * @stream: An i915 perf stream
3090  * @file: An i915 perf stream file
3091  * @wait: poll() state table
3092  *
3093  * For handling userspace polling on an i915 perf stream, this calls through to
3094  * &i915_perf_stream_ops->poll_wait to call poll_wait() with a wait queue that
3095  * will be woken for new stream data.
3096  *
3097  * Note: The &perf->lock mutex has been taken to serialize
3098  * with any non-file-operation driver hooks.
3099  *
3100  * Returns: any poll events that are ready without sleeping
3101  */
3102 static __poll_t i915_perf_poll_locked(struct i915_perf_stream *stream,
3103                                       struct file *file,
3104                                       poll_table *wait)
3105 {
3106         __poll_t events = 0;
3107
3108         stream->ops->poll_wait(stream, file, wait);
3109
3110         /* Note: we don't explicitly check whether there's something to read
3111          * here since this path may be very hot depending on what else
3112          * userspace is polling, or on the timeout in use. We rely solely on
3113          * the hrtimer/oa_poll_check_timer_cb to notify us when there are
3114          * samples to read.
3115          */
3116         if (stream->pollin)
3117                 events |= EPOLLIN;
3118
3119         return events;
3120 }
3121
3122 /**
3123  * i915_perf_poll - call poll_wait() with a suitable wait queue for stream
3124  * @file: An i915 perf stream file
3125  * @wait: poll() state table
3126  *
3127  * For handling userspace polling on an i915 perf stream, this ensures
3128  * poll_wait() gets called with a wait queue that will be woken for new stream
3129  * data.
3130  *
3131  * Note: Implementation deferred to i915_perf_poll_locked()
3132  *
3133  * Returns: any poll events that are ready without sleeping
3134  */
3135 static __poll_t i915_perf_poll(struct file *file, poll_table *wait)
3136 {
3137         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
3138         struct i915_perf *perf = stream->perf;
3139         __poll_t ret;
3140
3141         mutex_lock(&perf->lock);
3142         ret = i915_perf_poll_locked(stream, file, wait);
3143         mutex_unlock(&perf->lock);
3144
3145         return ret;
3146 }
3147
3148 /**
3149  * i915_perf_enable_locked - handle `I915_PERF_IOCTL_ENABLE` ioctl
3150  * @stream: A disabled i915 perf stream
3151  *
3152  * [Re]enables the associated capture of data for this stream.
3153  *
3154  * If a stream was previously enabled then there's currently no intention
3155  * to provide userspace any guarantee about the preservation of previously
3156  * buffered data.
3157  */
3158 static void i915_perf_enable_locked(struct i915_perf_stream *stream)
3159 {
3160         if (stream->enabled)
3161                 return;
3162
3163         /* Allow stream->ops->enable() to refer to this */
3164         stream->enabled = true;
3165
3166         if (stream->ops->enable)
3167                 stream->ops->enable(stream);
3168
3169         if (stream->hold_preemption)
3170                 intel_context_set_nopreempt(stream->pinned_ctx);
3171 }
3172
3173 /**
3174  * i915_perf_disable_locked - handle `I915_PERF_IOCTL_DISABLE` ioctl
3175  * @stream: An enabled i915 perf stream
3176  *
3177  * Disables the associated capture of data for this stream.
3178  *
3179  * The intention is that disabling an re-enabling a stream will ideally be
3180  * cheaper than destroying and re-opening a stream with the same configuration,
3181  * though there are no formal guarantees about what state or buffered data
3182  * must be retained between disabling and re-enabling a stream.
3183  *
3184  * Note: while a stream is disabled it's considered an error for userspace
3185  * to attempt to read from the stream (-EIO).
3186  */
3187 static void i915_perf_disable_locked(struct i915_perf_stream *stream)
3188 {
3189         if (!stream->enabled)
3190                 return;
3191
3192         /* Allow stream->ops->disable() to refer to this */
3193         stream->enabled = false;
3194
3195         if (stream->hold_preemption)
3196                 intel_context_clear_nopreempt(stream->pinned_ctx);
3197
3198         if (stream->ops->disable)
3199                 stream->ops->disable(stream);
3200 }
3201
3202 static long i915_perf_config_locked(struct i915_perf_stream *stream,
3203                                     unsigned long metrics_set)
3204 {
3205         struct i915_oa_config *config;
3206         long ret = stream->oa_config->id;
3207
3208         config = i915_perf_get_oa_config(stream->perf, metrics_set);
3209         if (!config)
3210                 return -EINVAL;
3211
3212         if (config != stream->oa_config) {
3213                 int err;
3214
3215                 /*
3216                  * If OA is bound to a specific context, emit the
3217                  * reconfiguration inline from that context. The update
3218                  * will then be ordered with respect to submission on that
3219                  * context.
3220                  *
3221                  * When set globally, we use a low priority kernel context,
3222                  * so it will effectively take effect when idle.
3223                  */
3224                 err = emit_oa_config(stream, config, oa_context(stream), NULL);
3225                 if (!err)
3226                         config = xchg(&stream->oa_config, config);
3227                 else
3228                         ret = err;
3229         }
3230
3231         i915_oa_config_put(config);
3232
3233         return ret;
3234 }
3235
3236 /**
3237  * i915_perf_ioctl_locked - support ioctl() usage with i915 perf stream FDs
3238  * @stream: An i915 perf stream
3239  * @cmd: the ioctl request
3240  * @arg: the ioctl data
3241  *
3242  * Note: The &perf->lock mutex has been taken to serialize
3243  * with any non-file-operation driver hooks.
3244  *
3245  * Returns: zero on success or a negative error code. Returns -EINVAL for
3246  * an unknown ioctl request.
3247  */
3248 static long i915_perf_ioctl_locked(struct i915_perf_stream *stream,
3249                                    unsigned int cmd,
3250                                    unsigned long arg)
3251 {
3252         switch (cmd) {
3253         case I915_PERF_IOCTL_ENABLE:
3254                 i915_perf_enable_locked(stream);
3255                 return 0;
3256         case I915_PERF_IOCTL_DISABLE:
3257                 i915_perf_disable_locked(stream);
3258                 return 0;
3259         case I915_PERF_IOCTL_CONFIG:
3260                 return i915_perf_config_locked(stream, arg);
3261         }
3262
3263         return -EINVAL;
3264 }
3265
3266 /**
3267  * i915_perf_ioctl - support ioctl() usage with i915 perf stream FDs
3268  * @file: An i915 perf stream file
3269  * @cmd: the ioctl request
3270  * @arg: the ioctl data
3271  *
3272  * Implementation deferred to i915_perf_ioctl_locked().
3273  *
3274  * Returns: zero on success or a negative error code. Returns -EINVAL for
3275  * an unknown ioctl request.
3276  */
3277 static long i915_perf_ioctl(struct file *file,
3278                             unsigned int cmd,
3279                             unsigned long arg)
3280 {
3281         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
3282         struct i915_perf *perf = stream->perf;
3283         long ret;
3284
3285         mutex_lock(&perf->lock);
3286         ret = i915_perf_ioctl_locked(stream, cmd, arg);
3287         mutex_unlock(&perf->lock);
3288
3289         return ret;
3290 }
3291
3292 /**
3293  * i915_perf_destroy_locked - destroy an i915 perf stream
3294  * @stream: An i915 perf stream
3295  *
3296  * Frees all resources associated with the given i915 perf @stream, disabling
3297  * any associated data capture in the process.
3298  *
3299  * Note: The &perf->lock mutex has been taken to serialize
3300  * with any non-file-operation driver hooks.
3301  */
3302 static void i915_perf_destroy_locked(struct i915_perf_stream *stream)
3303 {
3304         if (stream->enabled)
3305                 i915_perf_disable_locked(stream);
3306
3307         if (stream->ops->destroy)
3308                 stream->ops->destroy(stream);
3309
3310         if (stream->ctx)
3311                 i915_gem_context_put(stream->ctx);
3312
3313         kfree(stream);
3314 }
3315
3316 /**
3317  * i915_perf_release - handles userspace close() of a stream file
3318  * @inode: anonymous inode associated with file
3319  * @file: An i915 perf stream file
3320  *
3321  * Cleans up any resources associated with an open i915 perf stream file.
3322  *
3323  * NB: close() can't really fail from the userspace point of view.
3324  *
3325  * Returns: zero on success or a negative error code.
3326  */
3327 static int i915_perf_release(struct inode *inode, struct file *file)
3328 {
3329         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
3330         struct i915_perf *perf = stream->perf;
3331
3332         mutex_lock(&perf->lock);
3333         i915_perf_destroy_locked(stream);
3334         mutex_unlock(&perf->lock);
3335
3336         /* Release the reference the perf stream kept on the driver. */
3337         drm_dev_put(&perf->i915->drm);
3338
3339         return 0;
3340 }
3341
3342
3343 static const struct file_operations fops = {
3344         .owner          = THIS_MODULE,
3345         .llseek         = no_llseek,
3346         .release        = i915_perf_release,
3347         .poll           = i915_perf_poll,
3348         .read           = i915_perf_read,
3349         .unlocked_ioctl = i915_perf_ioctl,
3350         /* Our ioctl have no arguments, so it's safe to use the same function
3351          * to handle 32bits compatibility.
3352          */
3353         .compat_ioctl   = i915_perf_ioctl,
3354 };
3355
3356
3357 /**
3358  * i915_perf_open_ioctl_locked - DRM ioctl() for userspace to open a stream FD
3359  * @perf: i915 perf instance
3360  * @param: The open parameters passed to 'DRM_I915_PERF_OPEN`
3361  * @props: individually validated u64 property value pairs
3362  * @file: drm file
3363  *
3364  * See i915_perf_ioctl_open() for interface details.
3365  *
3366  * Implements further stream config validation and stream initialization on
3367  * behalf of i915_perf_open_ioctl() with the &perf->lock mutex
3368  * taken to serialize with any non-file-operation driver hooks.
3369  *
3370  * Note: at this point the @props have only been validated in isolation and
3371  * it's still necessary to validate that the combination of properties makes
3372  * sense.
3373  *
3374  * In the case where userspace is interested in OA unit metrics then further
3375  * config validation and stream initialization details will be handled by
3376  * i915_oa_stream_init(). The code here should only validate config state that
3377  * will be relevant to all stream types / backends.
3378  *
3379  * Returns: zero on success or a negative error code.
3380  */
3381 static int
3382 i915_perf_open_ioctl_locked(struct i915_perf *perf,
3383                             struct drm_i915_perf_open_param *param,
3384                             struct perf_open_properties *props,
3385                             struct drm_file *file)
3386 {
3387         struct i915_gem_context *specific_ctx = NULL;
3388         struct i915_perf_stream *stream = NULL;
3389         unsigned long f_flags = 0;
3390         bool privileged_op = true;
3391         int stream_fd;
3392         int ret;
3393
3394         if (props->single_context) {
3395                 u32 ctx_handle = props->ctx_handle;
3396                 struct drm_i915_file_private *file_priv = file->driver_priv;
3397
3398                 specific_ctx = i915_gem_context_lookup(file_priv, ctx_handle);
3399                 if (!specific_ctx) {
3400                         DRM_DEBUG("Failed to look up context with ID %u for opening perf stream\n",
3401                                   ctx_handle);
3402                         ret = -ENOENT;
3403                         goto err;
3404                 }
3405         }
3406
3407         /*
3408          * On Haswell the OA unit supports clock gating off for a specific
3409          * context and in this mode there's no visibility of metrics for the
3410          * rest of the system, which we consider acceptable for a
3411          * non-privileged client.
3412          *
3413          * For Gen8->11 the OA unit no longer supports clock gating off for a
3414          * specific context and the kernel can't securely stop the counters
3415          * from updating as system-wide / global values. Even though we can
3416          * filter reports based on the included context ID we can't block
3417          * clients from seeing the raw / global counter values via
3418          * MI_REPORT_PERF_COUNT commands and so consider it a privileged op to
3419          * enable the OA unit by default.
3420          *
3421          * For Gen12+ we gain a new OAR unit that only monitors the RCS on a
3422          * per context basis. So we can relax requirements there if the user
3423          * doesn't request global stream access (i.e. query based sampling
3424          * using MI_RECORD_PERF_COUNT.
3425          */
3426         if (IS_HASWELL(perf->i915) && specific_ctx)
3427                 privileged_op = false;
3428         else if (IS_GEN(perf->i915, 12) && specific_ctx &&
3429                  (props->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT) == 0)
3430                 privileged_op = false;
3431
3432         if (props->hold_preemption) {
3433                 if (!props->single_context) {
3434                         DRM_DEBUG("preemption disable with no context\n");
3435                         ret = -EINVAL;
3436                         goto err;
3437                 }
3438                 privileged_op = true;
3439         }
3440
3441         /*
3442          * Asking for SSEU configuration is a priviliged operation.
3443          */
3444         if (props->has_sseu)
3445                 privileged_op = true;
3446         else
3447                 get_default_sseu_config(&props->sseu, props->engine);
3448
3449         /* Similar to perf's kernel.perf_paranoid_cpu sysctl option
3450          * we check a dev.i915.perf_stream_paranoid sysctl option
3451          * to determine if it's ok to access system wide OA counters
3452          * without CAP_PERFMON or CAP_SYS_ADMIN privileges.
3453          */
3454         if (privileged_op &&
3455             i915_perf_stream_paranoid && !perfmon_capable()) {
3456                 DRM_DEBUG("Insufficient privileges to open i915 perf stream\n");
3457                 ret = -EACCES;
3458                 goto err_ctx;
3459         }
3460
3461         stream = kzalloc(sizeof(*stream), GFP_KERNEL);
3462         if (!stream) {
3463                 ret = -ENOMEM;
3464                 goto err_ctx;
3465         }
3466
3467         stream->perf = perf;
3468         stream->ctx = specific_ctx;
3469         stream->poll_oa_period = props->poll_oa_period;
3470
3471         ret = i915_oa_stream_init(stream, param, props);
3472         if (ret)
3473                 goto err_alloc;
3474
3475         /* we avoid simply assigning stream->sample_flags = props->sample_flags
3476          * to have _stream_init check the combination of sample flags more
3477          * thoroughly, but still this is the expected result at this point.
3478          */
3479         if (WARN_ON(stream->sample_flags != props->sample_flags)) {
3480                 ret = -ENODEV;
3481                 goto err_flags;
3482         }
3483
3484         if (param->flags & I915_PERF_FLAG_FD_CLOEXEC)
3485                 f_flags |= O_CLOEXEC;
3486         if (param->flags & I915_PERF_FLAG_FD_NONBLOCK)
3487                 f_flags |= O_NONBLOCK;
3488
3489         stream_fd = anon_inode_getfd("[i915_perf]", &fops, stream, f_flags);
3490         if (stream_fd < 0) {
3491                 ret = stream_fd;
3492                 goto err_flags;
3493         }
3494
3495         if (!(param->flags & I915_PERF_FLAG_DISABLED))
3496                 i915_perf_enable_locked(stream);
3497
3498         /* Take a reference on the driver that will be kept with stream_fd
3499          * until its release.
3500          */
3501         drm_dev_get(&perf->i915->drm);
3502
3503         return stream_fd;
3504
3505 err_flags:
3506         if (stream->ops->destroy)
3507                 stream->ops->destroy(stream);
3508 err_alloc:
3509         kfree(stream);
3510 err_ctx:
3511         if (specific_ctx)
3512                 i915_gem_context_put(specific_ctx);
3513 err:
3514         return ret;
3515 }
3516
3517 static u64 oa_exponent_to_ns(struct i915_perf *perf, int exponent)
3518 {
3519         return i915_cs_timestamp_ticks_to_ns(perf->i915, 2ULL << exponent);
3520 }
3521
3522 /**
3523  * read_properties_unlocked - validate + copy userspace stream open properties
3524  * @perf: i915 perf instance
3525  * @uprops: The array of u64 key value pairs given by userspace
3526  * @n_props: The number of key value pairs expected in @uprops
3527  * @props: The stream configuration built up while validating properties
3528  *
3529  * Note this function only validates properties in isolation it doesn't
3530  * validate that the combination of properties makes sense or that all
3531  * properties necessary for a particular kind of stream have been set.
3532  *
3533  * Note that there currently aren't any ordering requirements for properties so
3534  * we shouldn't validate or assume anything about ordering here. This doesn't
3535  * rule out defining new properties with ordering requirements in the future.
3536  */
3537 static int read_properties_unlocked(struct i915_perf *perf,
3538                                     u64 __user *uprops,
3539                                     u32 n_props,
3540                                     struct perf_open_properties *props)
3541 {
3542         u64 __user *uprop = uprops;
3543         u32 i;
3544         int ret;
3545
3546         memset(props, 0, sizeof(struct perf_open_properties));
3547         props->poll_oa_period = DEFAULT_POLL_PERIOD_NS;
3548
3549         if (!n_props) {
3550                 DRM_DEBUG("No i915 perf properties given\n");
3551                 return -EINVAL;
3552         }
3553
3554         /* At the moment we only support using i915-perf on the RCS. */
3555         props->engine = intel_engine_lookup_user(perf->i915,
3556                                                  I915_ENGINE_CLASS_RENDER,
3557                                                  0);
3558         if (!props->engine) {
3559                 DRM_DEBUG("No RENDER-capable engines\n");
3560                 return -EINVAL;
3561         }
3562
3563         /* Considering that ID = 0 is reserved and assuming that we don't
3564          * (currently) expect any configurations to ever specify duplicate
3565          * values for a particular property ID then the last _PROP_MAX value is
3566          * one greater than the maximum number of properties we expect to get
3567          * from userspace.
3568          */
3569         if (n_props >= DRM_I915_PERF_PROP_MAX) {
3570                 DRM_DEBUG("More i915 perf properties specified than exist\n");
3571                 return -EINVAL;
3572         }
3573
3574         for (i = 0; i < n_props; i++) {
3575                 u64 oa_period, oa_freq_hz;
3576                 u64 id, value;
3577
3578                 ret = get_user(id, uprop);
3579                 if (ret)
3580                         return ret;
3581
3582                 ret = get_user(value, uprop + 1);
3583                 if (ret)
3584                         return ret;
3585
3586                 if (id == 0 || id >= DRM_I915_PERF_PROP_MAX) {
3587                         DRM_DEBUG("Unknown i915 perf property ID\n");
3588                         return -EINVAL;
3589                 }
3590
3591                 switch ((enum drm_i915_perf_property_id)id) {
3592                 case DRM_I915_PERF_PROP_CTX_HANDLE:
3593                         props->single_context = 1;
3594                         props->ctx_handle = value;
3595                         break;
3596                 case DRM_I915_PERF_PROP_SAMPLE_OA:
3597                         if (value)
3598                                 props->sample_flags |= SAMPLE_OA_REPORT;
3599                         break;
3600                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_METRICS_SET:
3601                         if (value == 0) {
3602                                 DRM_DEBUG("Unknown OA metric set ID\n");
3603                                 return -EINVAL;
3604                         }
3605                         props->metrics_set = value;
3606                         break;
3607                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_FORMAT:
3608                         if (value == 0 || value >= I915_OA_FORMAT_MAX) {
3609                                 DRM_DEBUG("Out-of-range OA report format %llu\n",
3610                                           value);
3611                                 return -EINVAL;
3612                         }
3613                         if (!perf->oa_formats[value].size) {
3614                                 DRM_DEBUG("Unsupported OA report format %llu\n",
3615                                           value);
3616                                 return -EINVAL;
3617                         }
3618                         props->oa_format = value;
3619                         break;
3620                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_EXPONENT:
3621                         if (value > OA_EXPONENT_MAX) {
3622                                 DRM_DEBUG("OA timer exponent too high (> %u)\n",
3623                                          OA_EXPONENT_MAX);
3624                                 return -EINVAL;
3625                         }
3626
3627                         /* Theoretically we can program the OA unit to sample
3628                          * e.g. every 160ns for HSW, 167ns for BDW/SKL or 104ns
3629                          * for BXT. We don't allow such high sampling
3630                          * frequencies by default unless root.
3631                          */
3632
3633                         BUILD_BUG_ON(sizeof(oa_period) != 8);
3634                         oa_period = oa_exponent_to_ns(perf, value);
3635
3636                         /* This check is primarily to ensure that oa_period <=
3637                          * UINT32_MAX (before passing to do_div which only
3638                          * accepts a u32 denominator), but we can also skip
3639                          * checking anything < 1Hz which implicitly can't be
3640                          * limited via an integer oa_max_sample_rate.
3641                          */
3642                         if (oa_period <= NSEC_PER_SEC) {
3643                                 u64 tmp = NSEC_PER_SEC;
3644                                 do_div(tmp, oa_period);
3645                                 oa_freq_hz = tmp;
3646                         } else
3647                                 oa_freq_hz = 0;
3648
3649                         if (oa_freq_hz > i915_oa_max_sample_rate && !perfmon_capable()) {
3650                                 DRM_DEBUG("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",
3651                                           i915_oa_max_sample_rate);
3652                                 return -EACCES;
3653                         }
3654
3655                         props->oa_periodic = true;
3656                         props->oa_period_exponent = value;
3657                         break;
3658                 case DRM_I915_PERF_PROP_HOLD_PREEMPTION:
3659                         props->hold_preemption = !!value;
3660                         break;
3661                 case DRM_I915_PERF_PROP_GLOBAL_SSEU: {
3662                         struct drm_i915_gem_context_param_sseu user_sseu;
3663
3664                         if (copy_from_user(&user_sseu,
3665                                            u64_to_user_ptr(value),
3666                                            sizeof(user_sseu))) {
3667                                 DRM_DEBUG("Unable to copy global sseu parameter\n");
3668                                 return -EFAULT;
3669                         }
3670
3671                         ret = get_sseu_config(&props->sseu, props->engine, &user_sseu);
3672                         if (ret) {
3673                                 DRM_DEBUG("Invalid SSEU configuration\n");
3674                                 return ret;
3675                         }
3676                         props->has_sseu = true;
3677                         break;
3678                 }
3679                 case DRM_I915_PERF_PROP_POLL_OA_PERIOD:
3680                         if (value < 100000 /* 100us */) {
3681                                 DRM_DEBUG("OA availability timer too small (%lluns < 100us)\n",
3682                                           value);
3683                                 return -EINVAL;
3684                         }
3685                         props->poll_oa_period = value;
3686                         break;
3687                 case DRM_I915_PERF_PROP_MAX:
3688                         MISSING_CASE(id);
3689                         return -EINVAL;
3690                 }
3691
3692                 uprop += 2;
3693         }
3694
3695         return 0;
3696 }
3697
3698 /**
3699  * i915_perf_open_ioctl - DRM ioctl() for userspace to open a stream FD
3700  * @dev: drm device
3701  * @data: ioctl data copied from userspace (unvalidated)
3702  * @file: drm file
3703  *
3704  * Validates the stream open parameters given by userspace including flags
3705  * and an array of u64 key, value pair properties.
3706  *
3707  * Very little is assumed up front about the nature of the stream being
3708  * opened (for instance we don't assume it's for periodic OA unit metrics). An
3709  * i915-perf stream is expected to be a suitable interface for other forms of
3710  * buffered data written by the GPU besides periodic OA metrics.
3711  *
3712  * Note we copy the properties from userspace outside of the i915 perf
3713  * mutex to avoid an awkward lockdep with mmap_lock.
3714  *
3715  * Most of the implementation details are handled by
3716  * i915_perf_open_ioctl_locked() after taking the &perf->lock
3717  * mutex for serializing with any non-file-operation driver hooks.
3718  *
3719  * Return: A newly opened i915 Perf stream file descriptor or negative
3720  * error code on failure.
3721  */
3722 int i915_perf_open_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
3723                          struct drm_file *file)
3724 {
3725         struct i915_perf *perf = &to_i915(dev)->perf;
3726         struct drm_i915_perf_open_param *param = data;
3727         struct perf_open_properties props;
3728         u32 known_open_flags;
3729         int ret;
3730
3731         if (!perf->i915) {
3732                 DRM_DEBUG("i915 perf interface not available for this system\n");
3733                 return -ENOTSUPP;
3734         }
3735
3736         known_open_flags = I915_PERF_FLAG_FD_CLOEXEC |
3737                            I915_PERF_FLAG_FD_NONBLOCK |
3738                            I915_PERF_FLAG_DISABLED;
3739         if (param->flags & ~known_open_flags) {
3740                 DRM_DEBUG("Unknown drm_i915_perf_open_param flag\n");
3741                 return -EINVAL;
3742         }
3743
3744         ret = read_properties_unlocked(perf,
3745                                        u64_to_user_ptr(param->properties_ptr),
3746                                        param->num_properties,
3747                                        &props);
3748         if (ret)
3749                 return ret;
3750
3751         mutex_lock(&perf->lock);
3752         ret = i915_perf_open_ioctl_locked(perf, param, &props, file);
3753         mutex_unlock(&perf->lock);
3754
3755         return ret;
3756 }
3757
3758 /**
3759  * i915_perf_register - exposes i915-perf to userspace
3760  * @i915: i915 device instance
3761  *
3762  * In particular OA metric sets are advertised under a sysfs metrics/
3763  * directory allowing userspace to enumerate valid IDs that can be
3764  * used to open an i915-perf stream.
3765  */
3766 void i915_perf_register(struct drm_i915_private *i915)
3767 {
3768         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
3769
3770         if (!perf->i915)
3771                 return;
3772
3773         /* To be sure we're synchronized with an attempted
3774          * i915_perf_open_ioctl(); considering that we register after
3775          * being exposed to userspace.
3776          */
3777         mutex_lock(&perf->lock);
3778
3779         perf->metrics_kobj =
3780                 kobject_create_and_add("metrics",
3781                                        &i915->drm.primary->kdev->kobj);
3782
3783         mutex_unlock(&perf->lock);
3784 }
3785
3786 /**
3787  * i915_perf_unregister - hide i915-perf from userspace
3788  * @i915: i915 device instance
3789  *
3790  * i915-perf state cleanup is split up into an 'unregister' and
3791  * 'deinit' phase where the interface is first hidden from
3792  * userspace by i915_perf_unregister() before cleaning up
3793  * remaining state in i915_perf_fini().
3794  */
3795 void i915_perf_unregister(struct drm_i915_private *i915)
3796 {
3797         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
3798
3799         if (!perf->metrics_kobj)
3800                 return;
3801
3802         kobject_put(perf->metrics_kobj);
3803         perf->metrics_kobj = NULL;
3804 }
3805
3806 static bool gen8_is_valid_flex_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3807 {
3808         static const i915_reg_t flex_eu_regs[] = {
3809                 EU_PERF_CNTL0,
3810                 EU_PERF_CNTL1,
3811                 EU_PERF_CNTL2,
3812                 EU_PERF_CNTL3,
3813                 EU_PERF_CNTL4,
3814                 EU_PERF_CNTL5,
3815                 EU_PERF_CNTL6,
3816         };
3817         int i;
3818
3819         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(flex_eu_regs); i++) {
3820                 if (i915_mmio_reg_offset(flex_eu_regs[i]) == addr)
3821                         return true;
3822         }
3823         return false;
3824 }
3825
3826 #define ADDR_IN_RANGE(addr, start, end) \
3827         ((addr) >= (start) && \
3828          (addr) <= (end))
3829
3830 #define REG_IN_RANGE(addr, start, end) \
3831         ((addr) >= i915_mmio_reg_offset(start) && \
3832          (addr) <= i915_mmio_reg_offset(end))
3833
3834 #define REG_EQUAL(addr, mmio) \
3835         ((addr) == i915_mmio_reg_offset(mmio))
3836
3837 static bool gen7_is_valid_b_counter_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3838 {
3839         return REG_IN_RANGE(addr, OASTARTTRIG1, OASTARTTRIG8) ||
3840                REG_IN_RANGE(addr, OAREPORTTRIG1, OAREPORTTRIG8) ||
3841                REG_IN_RANGE(addr, OACEC0_0, OACEC7_1);
3842 }
3843
3844 static bool gen7_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3845 {
3846         return REG_EQUAL(addr, HALF_SLICE_CHICKEN2) ||
3847                REG_IN_RANGE(addr, MICRO_BP0_0, NOA_WRITE) ||
3848                REG_IN_RANGE(addr, OA_PERFCNT1_LO, OA_PERFCNT2_HI) ||
3849                REG_IN_RANGE(addr, OA_PERFMATRIX_LO, OA_PERFMATRIX_HI);
3850 }
3851
3852 static bool gen8_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3853 {
3854         return gen7_is_valid_mux_addr(perf, addr) ||
3855                REG_EQUAL(addr, WAIT_FOR_RC6_EXIT) ||
3856                REG_IN_RANGE(addr, RPM_CONFIG0, NOA_CONFIG(8));
3857 }
3858
3859 static bool gen10_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3860 {
3861         return gen8_is_valid_mux_addr(perf, addr) ||
3862                REG_EQUAL(addr, GEN10_NOA_WRITE_HIGH) ||
3863                REG_IN_RANGE(addr, OA_PERFCNT3_LO, OA_PERFCNT4_HI);
3864 }
3865
3866 static bool hsw_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3867 {
3868         return gen7_is_valid_mux_addr(perf, addr) ||
3869                ADDR_IN_RANGE(addr, 0x25100, 0x2FF90) ||
3870                REG_IN_RANGE(addr, HSW_MBVID2_NOA0, HSW_MBVID2_NOA9) ||
3871                REG_EQUAL(addr, HSW_MBVID2_MISR0);
3872 }
3873
3874 static bool chv_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3875 {
3876         return gen7_is_valid_mux_addr(perf, addr) ||
3877                ADDR_IN_RANGE(addr, 0x182300, 0x1823A4);
3878 }
3879
3880 static bool gen12_is_valid_b_counter_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3881 {
3882         return REG_IN_RANGE(addr, GEN12_OAG_OASTARTTRIG1, GEN12_OAG_OASTARTTRIG8) ||
3883                REG_IN_RANGE(addr, GEN12_OAG_OAREPORTTRIG1, GEN12_OAG_OAREPORTTRIG8) ||
3884                REG_IN_RANGE(addr, GEN12_OAG_CEC0_0, GEN12_OAG_CEC7_1) ||
3885                REG_IN_RANGE(addr, GEN12_OAG_SCEC0_0, GEN12_OAG_SCEC7_1) ||
3886                REG_EQUAL(addr, GEN12_OAA_DBG_REG) ||
3887                REG_EQUAL(addr, GEN12_OAG_OA_PESS) ||
3888                REG_EQUAL(addr, GEN12_OAG_SPCTR_CNF);
3889 }
3890
3891 static bool gen12_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3892 {
3893         return REG_EQUAL(addr, NOA_WRITE) ||
3894                REG_EQUAL(addr, GEN10_NOA_WRITE_HIGH) ||
3895                REG_EQUAL(addr, GDT_CHICKEN_BITS) ||
3896                REG_EQUAL(addr, WAIT_FOR_RC6_EXIT) ||
3897                REG_EQUAL(addr, RPM_CONFIG0) ||
3898                REG_EQUAL(addr, RPM_CONFIG1) ||
3899                REG_IN_RANGE(addr, NOA_CONFIG(0), NOA_CONFIG(8));
3900 }
3901
3902 static u32 mask_reg_value(u32 reg, u32 val)
3903 {
3904         /* HALF_SLICE_CHICKEN2 is programmed with a the
3905          * WaDisableSTUnitPowerOptimization workaround. Make sure the value
3906          * programmed by userspace doesn't change this.
3907          */
3908         if (REG_EQUAL(reg, HALF_SLICE_CHICKEN2))
3909                 val = val & ~_MASKED_BIT_ENABLE(GEN8_ST_PO_DISABLE);
3910
3911         /* WAIT_FOR_RC6_EXIT has only one bit fullfilling the function
3912          * indicated by its name and a bunch of selection fields used by OA
3913          * configs.
3914          */
3915         if (REG_EQUAL(reg, WAIT_FOR_RC6_EXIT))
3916                 val = val & ~_MASKED_BIT_ENABLE(HSW_WAIT_FOR_RC6_EXIT_ENABLE);
3917
3918         return val;
3919 }
3920
3921 static struct i915_oa_reg *alloc_oa_regs(struct i915_perf *perf,
3922                                          bool (*is_valid)(struct i915_perf *perf, u32 addr),
3923                                          u32 __user *regs,
3924                                          u32 n_regs)
3925 {
3926         struct i915_oa_reg *oa_regs;
3927         int err;
3928         u32 i;
3929
3930         if (!n_regs)
3931                 return NULL;
3932
3933         /* No is_valid function means we're not allowing any register to be programmed. */
3934         GEM_BUG_ON(!is_valid);
3935         if (!is_valid)
3936                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3937
3938         oa_regs = kmalloc_array(n_regs, sizeof(*oa_regs), GFP_KERNEL);
3939         if (!oa_regs)
3940                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
3941
3942         for (i = 0; i < n_regs; i++) {
3943                 u32 addr, value;
3944
3945                 err = get_user(addr, regs);
3946                 if (err)
3947                         goto addr_err;
3948
3949                 if (!is_valid(perf, addr)) {
3950                         DRM_DEBUG("Invalid oa_reg address: %X\n", addr);
3951                         err = -EINVAL;
3952                         goto addr_err;
3953                 }
3954
3955                 err = get_user(value, regs + 1);
3956                 if (err)
3957                         goto addr_err;
3958
3959                 oa_regs[i].addr = _MMIO(addr);
3960                 oa_regs[i].value = mask_reg_value(addr, value);
3961
3962                 regs += 2;
3963         }
3964
3965         return oa_regs;
3966
3967 addr_err:
3968         kfree(oa_regs);
3969         return ERR_PTR(err);
3970 }
3971
3972 static ssize_t show_dynamic_id(struct device *dev,
3973                                struct device_attribute *attr,
3974                                char *buf)
3975 {
3976         struct i915_oa_config *oa_config =
3977                 container_of(attr, typeof(*oa_config), sysfs_metric_id);
3978
3979         return sprintf(buf, "%d\n", oa_config->id);
3980 }
3981
3982 static int create_dynamic_oa_sysfs_entry(struct i915_perf *perf,
3983                                          struct i915_oa_config *oa_config)
3984 {
3985         sysfs_attr_init(&oa_config->sysfs_metric_id.attr);
3986         oa_config->sysfs_metric_id.attr.name = "id";
3987         oa_config->sysfs_metric_id.attr.mode = S_IRUGO;
3988         oa_config->sysfs_metric_id.show = show_dynamic_id;
3989         oa_config->sysfs_metric_id.store = NULL;
3990
3991         oa_config->attrs[0] = &oa_config->sysfs_metric_id.attr;
3992         oa_config->attrs[1] = NULL;
3993
3994         oa_config->sysfs_metric.name = oa_config->uuid;
3995         oa_config->sysfs_metric.attrs = oa_config->attrs;
3996
3997         return sysfs_create_group(perf->metrics_kobj,
3998                                   &oa_config->sysfs_metric);
3999 }
4000
4001 /**
4002  * i915_perf_add_config_ioctl - DRM ioctl() for userspace to add a new OA config
4003  * @dev: drm device
4004  * @data: ioctl data (pointer to struct drm_i915_perf_oa_config) copied from
4005  *        userspace (unvalidated)
4006  * @file: drm file
4007  *
4008  * Validates the submitted OA register to be saved into a new OA config that
4009  * can then be used for programming the OA unit and its NOA network.
4010  *
4011  * Returns: A new allocated config number to be used with the perf open ioctl
4012  * or a negative error code on failure.
4013  */
4014 int i915_perf_add_config_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
4015                                struct drm_file *file)
4016 {
4017         struct i915_perf *perf = &to_i915(dev)->perf;
4018         struct drm_i915_perf_oa_config *args = data;
4019         struct i915_oa_config *oa_config, *tmp;
4020         struct i915_oa_reg *regs;
4021         int err, id;
4022
4023         if (!perf->i915) {
4024                 DRM_DEBUG("i915 perf interface not available for this system\n");
4025                 return -ENOTSUPP;
4026         }
4027
4028         if (!perf->metrics_kobj) {
4029                 DRM_DEBUG("OA metrics weren't advertised via sysfs\n");
4030                 return -EINVAL;
4031         }
4032
4033         if (i915_perf_stream_paranoid && !perfmon_capable()) {
4034                 DRM_DEBUG("Insufficient privileges to add i915 OA config\n");
4035                 return -EACCES;
4036         }
4037
4038         if ((!args->mux_regs_ptr || !args->n_mux_regs) &&
4039             (!args->boolean_regs_ptr || !args->n_boolean_regs) &&
4040             (!args->flex_regs_ptr || !args->n_flex_regs)) {
4041                 DRM_DEBUG("No OA registers given\n");
4042                 return -EINVAL;
4043         }
4044
4045         oa_config = kzalloc(sizeof(*oa_config), GFP_KERNEL);
4046         if (!oa_config) {
4047                 DRM_DEBUG("Failed to allocate memory for the OA config\n");
4048                 return -ENOMEM;
4049         }
4050
4051         oa_config->perf = perf;
4052         kref_init(&oa_config->ref);
4053
4054         if (!uuid_is_valid(args->uuid)) {
4055                 DRM_DEBUG("Invalid uuid format for OA config\n");
4056                 err = -EINVAL;
4057                 goto reg_err;
4058         }
4059
4060         /* Last character in oa_config->uuid will be 0 because oa_config is
4061          * kzalloc.
4062          */
4063         memcpy(oa_config->uuid, args->uuid, sizeof(args->uuid));
4064
4065         oa_config->mux_regs_len = args->n_mux_regs;
4066         regs = alloc_oa_regs(perf,
4067                              perf->ops.is_valid_mux_reg,
4068                              u64_to_user_ptr(args->mux_regs_ptr),
4069                              args->n_mux_regs);
4070
4071         if (IS_ERR(regs)) {
4072                 DRM_DEBUG("Failed to create OA config for mux_regs\n");
4073                 err = PTR_ERR(regs);
4074                 goto reg_err;
4075         }
4076         oa_config->mux_regs = regs;
4077
4078         oa_config->b_counter_regs_len = args->n_boolean_regs;
4079         regs = alloc_oa_regs(perf,
4080                              perf->ops.is_valid_b_counter_reg,
4081                              u64_to_user_ptr(args->boolean_regs_ptr),
4082                              args->n_boolean_regs);
4083
4084         if (IS_ERR(regs)) {
4085                 DRM_DEBUG("Failed to create OA config for b_counter_regs\n");
4086                 err = PTR_ERR(regs);
4087                 goto reg_err;
4088         }
4089         oa_config->b_counter_regs = regs;
4090
4091         if (INTEL_GEN(perf->i915) < 8) {
4092                 if (args->n_flex_regs != 0) {
4093                         err = -EINVAL;
4094                         goto reg_err;
4095                 }
4096         } else {
4097                 oa_config->flex_regs_len = args->n_flex_regs;
4098                 regs = alloc_oa_regs(perf,
4099                                      perf->ops.is_valid_flex_reg,
4100                                      u64_to_user_ptr(args->flex_regs_ptr),
4101                                      args->n_flex_regs);
4102
4103                 if (IS_ERR(regs)) {
4104                         DRM_DEBUG("Failed to create OA config for flex_regs\n");
4105                         err = PTR_ERR(regs);
4106                         goto reg_err;
4107                 }
4108                 oa_config->flex_regs = regs;
4109         }
4110
4111         err = mutex_lock_interruptible(&perf->metrics_lock);
4112         if (err)
4113                 goto reg_err;
4114
4115         /* We shouldn't have too many configs, so this iteration shouldn't be
4116          * too costly.
4117          */
4118         idr_for_each_entry(&perf->metrics_idr, tmp, id) {
4119                 if (!strcmp(tmp->uuid, oa_config->uuid)) {
4120                         DRM_DEBUG("OA config already exists with this uuid\n");
4121                         err = -EADDRINUSE;
4122                         goto sysfs_err;
4123                 }
4124         }
4125
4126         err = create_dynamic_oa_sysfs_entry(perf, oa_config);
4127         if (err) {
4128                 DRM_DEBUG("Failed to create sysfs entry for OA config\n");
4129                 goto sysfs_err;
4130         }
4131
4132         /* Config id 0 is invalid, id 1 for kernel stored test config. */
4133         oa_config->id = idr_alloc(&perf->metrics_idr,
4134                                   oa_config, 2,
4135                                   0, GFP_KERNEL);
4136         if (oa_config->id < 0) {
4137                 DRM_DEBUG("Failed to create sysfs entry for OA config\n");
4138                 err = oa_config->id;
4139                 goto sysfs_err;
4140         }
4141
4142         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4143
4144         DRM_DEBUG("Added config %s id=%i\n", oa_config->uuid, oa_config->id);
4145
4146         return oa_config->id;
4147
4148 sysfs_err:
4149         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4150 reg_err:
4151         i915_oa_config_put(oa_config);
4152         DRM_DEBUG("Failed to add new OA config\n");
4153         return err;
4154 }
4155
4156 /**
4157  * i915_perf_remove_config_ioctl - DRM ioctl() for userspace to remove an OA config
4158  * @dev: drm device
4159  * @data: ioctl data (pointer to u64 integer) copied from userspace
4160  * @file: drm file
4161  *
4162  * Configs can be removed while being used, the will stop appearing in sysfs
4163  * and their content will be freed when the stream using the config is closed.
4164  *
4165  * Returns: 0 on success or a negative error code on failure.
4166  */
4167 int i915_perf_remove_config_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
4168                                   struct drm_file *file)
4169 {
4170         struct i915_perf *perf = &to_i915(dev)->perf;
4171         u64 *arg = data;
4172         struct i915_oa_config *oa_config;
4173         int ret;
4174
4175         if (!perf->i915) {
4176                 DRM_DEBUG("i915 perf interface not available for this system\n");
4177                 return -ENOTSUPP;
4178         }
4179
4180         if (i915_perf_stream_paranoid && !perfmon_capable()) {
4181                 DRM_DEBUG("Insufficient privileges to remove i915 OA config\n");
4182                 return -EACCES;
4183         }
4184
4185         ret = mutex_lock_interruptible(&perf->metrics_lock);
4186         if (ret)
4187                 return ret;
4188
4189         oa_config = idr_find(&perf->metrics_idr, *arg);
4190         if (!oa_config) {
4191                 DRM_DEBUG("Failed to remove unknown OA config\n");
4192                 ret = -ENOENT;
4193                 goto err_unlock;
4194         }
4195
4196         GEM_BUG_ON(*arg != oa_config->id);
4197
4198         sysfs_remove_group(perf->metrics_kobj, &oa_config->sysfs_metric);
4199
4200         idr_remove(&perf->metrics_idr, *arg);
4201
4202         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4203
4204         DRM_DEBUG("Removed config %s id=%i\n", oa_config->uuid, oa_config->id);
4205
4206         i915_oa_config_put(oa_config);
4207
4208         return 0;
4209
4210 err_unlock:
4211         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4212         return ret;
4213 }
4214
4215 static struct ctl_table oa_table[] = {
4216         {
4217          .procname = "perf_stream_paranoid",
4218          .data = &i915_perf_stream_paranoid,
4219          .maxlen = sizeof(i915_perf_stream_paranoid),
4220          .mode = 0644,
4221          .proc_handler = proc_dointvec_minmax,
4222          .extra1 = SYSCTL_ZERO,
4223          .extra2 = SYSCTL_ONE,
4224          },
4225         {
4226          .procname = "oa_max_sample_rate",
4227          .data = &i915_oa_max_sample_rate,
4228          .maxlen = sizeof(i915_oa_max_sample_rate),
4229          .mode = 0644,
4230          .proc_handler = proc_dointvec_minmax,
4231          .extra1 = SYSCTL_ZERO,
4232          .extra2 = &oa_sample_rate_hard_limit,
4233          },
4234         {}
4235 };
4236
4237 static struct ctl_table i915_root[] = {
4238         {
4239          .procname = "i915",
4240          .maxlen = 0,
4241          .mode = 0555,
4242          .child = oa_table,
4243          },
4244         {}
4245 };
4246
4247 static struct ctl_table dev_root[] = {
4248         {
4249          .procname = "dev",
4250          .maxlen = 0,
4251          .mode = 0555,
4252          .child = i915_root,
4253          },
4254         {}
4255 };
4256
4257 /**
4258  * i915_perf_init - initialize i915-perf state on module bind
4259  * @i915: i915 device instance
4260  *
4261  * Initializes i915-perf state without exposing anything to userspace.
4262  *
4263  * Note: i915-perf initialization is split into an 'init' and 'register'
4264  * phase with the i915_perf_register() exposing state to userspace.
4265  */
4266 void i915_perf_init(struct drm_i915_private *i915)
4267 {
4268         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
4269
4270         /* XXX const struct i915_perf_ops! */
4271
4272         if (IS_HASWELL(i915)) {
4273                 perf->ops.is_valid_b_counter_reg = gen7_is_valid_b_counter_addr;
4274                 perf->ops.is_valid_mux_reg = hsw_is_valid_mux_addr;
4275                 perf->ops.is_valid_flex_reg = NULL;
4276                 perf->ops.enable_metric_set = hsw_enable_metric_set;
4277                 perf->ops.disable_metric_set = hsw_disable_metric_set;
4278                 perf->ops.oa_enable = gen7_oa_enable;
4279                 perf->ops.oa_disable = gen7_oa_disable;
4280                 perf->ops.read = gen7_oa_read;
4281                 perf->ops.oa_hw_tail_read = gen7_oa_hw_tail_read;
4282
4283                 perf->oa_formats = hsw_oa_formats;
4284         } else if (HAS_LOGICAL_RING_CONTEXTS(i915)) {
4285                 /* Note: that although we could theoretically also support the
4286                  * legacy ringbuffer mode on BDW (and earlier iterations of
4287                  * this driver, before upstreaming did this) it didn't seem
4288                  * worth the complexity to maintain now that BDW+ enable
4289                  * execlist mode by default.
4290                  */
4291                 perf->ops.read = gen8_oa_read;
4292
4293                 if (IS_GEN_RANGE(i915, 8, 9)) {
4294                         perf->oa_formats = gen8_plus_oa_formats;
4295
4296                         perf->ops.is_valid_b_counter_reg =
4297                                 gen7_is_valid_b_counter_addr;
4298                         perf->ops.is_valid_mux_reg =
4299                                 gen8_is_valid_mux_addr;
4300                         perf->ops.is_valid_flex_reg =
4301                                 gen8_is_valid_flex_addr;
4302
4303                         if (IS_CHERRYVIEW(i915)) {
4304                                 perf->ops.is_valid_mux_reg =
4305                                         chv_is_valid_mux_addr;
4306                         }
4307
4308                         perf->ops.oa_enable = gen8_oa_enable;
4309                         perf->ops.oa_disable = gen8_oa_disable;
4310                         perf->ops.enable_metric_set = gen8_enable_metric_set;
4311                         perf->ops.disable_metric_set = gen8_disable_metric_set;
4312                         perf->ops.oa_hw_tail_read = gen8_oa_hw_tail_read;
4313
4314                         if (IS_GEN(i915, 8)) {
4315                                 perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x120;
4316                                 perf->ctx_flexeu0_offset = 0x2ce;
4317
4318                                 perf->gen8_valid_ctx_bit = BIT(25);
4319                         } else {
4320                                 perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x128;
4321                                 perf->ctx_flexeu0_offset = 0x3de;
4322
4323                                 perf->gen8_valid_ctx_bit = BIT(16);
4324                         }
4325                 } else if (IS_GEN_RANGE(i915, 10, 11)) {
4326                         perf->oa_formats = gen8_plus_oa_formats;
4327
4328                         perf->ops.is_valid_b_counter_reg =
4329                                 gen7_is_valid_b_counter_addr;
4330                         perf->ops.is_valid_mux_reg =
4331                                 gen10_is_valid_mux_addr;
4332                         perf->ops.is_valid_flex_reg =
4333                                 gen8_is_valid_flex_addr;
4334
4335                         perf->ops.oa_enable = gen8_oa_enable;
4336                         perf->ops.oa_disable = gen8_oa_disable;
4337                         perf->ops.enable_metric_set = gen8_enable_metric_set;
4338                         perf->ops.disable_metric_set = gen10_disable_metric_set;
4339                         perf->ops.oa_hw_tail_read = gen8_oa_hw_tail_read;
4340
4341                         if (IS_GEN(i915, 10)) {
4342                                 perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x128;
4343                                 perf->ctx_flexeu0_offset = 0x3de;
4344                         } else {
4345                                 perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x124;
4346                                 perf->ctx_flexeu0_offset = 0x78e;
4347                         }
4348                         perf->gen8_valid_ctx_bit = BIT(16);
4349                 } else if (IS_GEN(i915, 12)) {
4350                         perf->oa_formats = gen12_oa_formats;
4351
4352                         perf->ops.is_valid_b_counter_reg =
4353                                 gen12_is_valid_b_counter_addr;
4354                         perf->ops.is_valid_mux_reg =
4355                                 gen12_is_valid_mux_addr;
4356                         perf->ops.is_valid_flex_reg =
4357                                 gen8_is_valid_flex_addr;
4358
4359                         perf->ops.oa_enable = gen12_oa_enable;
4360                         perf->ops.oa_disable = gen12_oa_disable;
4361                         perf->ops.enable_metric_set = gen12_enable_metric_set;
4362                         perf->ops.disable_metric_set = gen12_disable_metric_set;
4363                         perf->ops.oa_hw_tail_read = gen12_oa_hw_tail_read;
4364
4365                         perf->ctx_flexeu0_offset = 0;
4366                         perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x144;
4367                 }
4368         }
4369
4370         if (perf->ops.enable_metric_set) {
4371                 mutex_init(&perf->lock);
4372
4373                 oa_sample_rate_hard_limit =
4374                         RUNTIME_INFO(i915)->cs_timestamp_frequency_hz / 2;
4375
4376                 mutex_init(&perf->metrics_lock);
4377                 idr_init(&perf->metrics_idr);
4378
4379                 /* We set up some ratelimit state to potentially throttle any
4380                  * _NOTES about spurious, invalid OA reports which we don't
4381                  * forward to userspace.
4382                  *
4383                  * We print a _NOTE about any throttling when closing the
4384                  * stream instead of waiting until driver _fini which no one
4385                  * would ever see.
4386                  *
4387                  * Using the same limiting factors as printk_ratelimit()
4388                  */
4389                 ratelimit_state_init(&perf->spurious_report_rs, 5 * HZ, 10);
4390                 /* Since we use a DRM_NOTE for spurious reports it would be
4391                  * inconsistent to let __ratelimit() automatically print a
4392                  * warning for throttling.
4393                  */
4394                 ratelimit_set_flags(&perf->spurious_report_rs,
4395                                     RATELIMIT_MSG_ON_RELEASE);
4396
4397                 ratelimit_state_init(&perf->tail_pointer_race,
4398                                      5 * HZ, 10);
4399                 ratelimit_set_flags(&perf->tail_pointer_race,
4400                                     RATELIMIT_MSG_ON_RELEASE);
4401
4402                 atomic64_set(&perf->noa_programming_delay,
4403                              500 * 1000 /* 500us */);
4404
4405                 perf->i915 = i915;
4406         }
4407 }
4408
4409 static int destroy_config(int id, void *p, void *data)
4410 {
4411         i915_oa_config_put(p);
4412         return 0;
4413 }
4414
4415 void i915_perf_sysctl_register(void)
4416 {
4417         sysctl_header = register_sysctl_table(dev_root);
4418 }
4419
4420 void i915_perf_sysctl_unregister(void)
4421 {
4422         unregister_sysctl_table(sysctl_header);
4423 }
4424
4425 /**
4426  * i915_perf_fini - Counter part to i915_perf_init()
4427  * @i915: i915 device instance
4428  */
4429 void i915_perf_fini(struct drm_i915_private *i915)
4430 {
4431         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
4432
4433         if (!perf->i915)
4434                 return;
4435
4436         idr_for_each(&perf->metrics_idr, destroy_config, perf);
4437         idr_destroy(&perf->metrics_idr);
4438
4439         memset(&perf->ops, 0, sizeof(perf->ops));
4440         perf->i915 = NULL;
4441 }
4442
4443 /**
4444  * i915_perf_ioctl_version - Version of the i915-perf subsystem
4445  *
4446  * This version number is used by userspace to detect available features.
4447  */
4448 int i915_perf_ioctl_version(void)
4449 {
4450         /*
4451          * 1: Initial version
4452          *   I915_PERF_IOCTL_ENABLE
4453          *   I915_PERF_IOCTL_DISABLE
4454          *
4455          * 2: Added runtime modification of OA config.
4456          *   I915_PERF_IOCTL_CONFIG
4457          *
4458          * 3: Add DRM_I915_PERF_PROP_HOLD_PREEMPTION parameter to hold
4459          *    preemption on a particular context so that performance data is
4460          *    accessible from a delta of MI_RPC reports without looking at the
4461          *    OA buffer.
4462          *
4463          * 4: Add DRM_I915_PERF_PROP_ALLOWED_SSEU to limit what contexts can
4464          *    be run for the duration of the performance recording based on
4465          *    their SSEU configuration.
4466          *
4467          * 5: Add DRM_I915_PERF_PROP_POLL_OA_PERIOD parameter that controls the
4468          *    interval for the hrtimer used to check for OA data.
4469          */
4470         return 5;
4471 }
4472
4473 #if IS_ENABLED(CONFIG_DRM_I915_SELFTEST)
4474 #include "selftests/i915_perf.c"
4475 #endif