drm/i915: Release shortlived maps of longlived objects
[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  * Copies all buffered OA reports into userspace read() buffer.
629  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
630  * @buf: destination buffer given by userspace
631  * @count: the number of bytes userspace wants to read
632  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
633  *
634  * Notably any error condition resulting in a short read (-%ENOSPC or
635  * -%EFAULT) will be returned even though one or more records may
636  * have been successfully copied. In this case it's up to the caller
637  * to decide if the error should be squashed before returning to
638  * userspace.
639  *
640  * Note: reports are consumed from the head, and appended to the
641  * tail, so the tail chases the head?... If you think that's mad
642  * and back-to-front you're not alone, but this follows the
643  * Gen PRM naming convention.
644  *
645  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
646  */
647 static int gen8_append_oa_reports(struct i915_perf_stream *stream,
648                                   char __user *buf,
649                                   size_t count,
650                                   size_t *offset)
651 {
652         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
653         int report_size = stream->oa_buffer.format_size;
654         u8 *oa_buf_base = stream->oa_buffer.vaddr;
655         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
656         u32 mask = (OA_BUFFER_SIZE - 1);
657         size_t start_offset = *offset;
658         unsigned long flags;
659         u32 head, tail;
660         u32 taken;
661         int ret = 0;
662
663         if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm, !stream->enabled))
664                 return -EIO;
665
666         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
667
668         head = stream->oa_buffer.head;
669         tail = stream->oa_buffer.tail;
670
671         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
672
673         /*
674          * NB: oa_buffer.head/tail include the gtt_offset which we don't want
675          * while indexing relative to oa_buf_base.
676          */
677         head -= gtt_offset;
678         tail -= gtt_offset;
679
680         /*
681          * An out of bounds or misaligned head or tail pointer implies a driver
682          * bug since we validate + align the tail pointers we read from the
683          * hardware and we are in full control of the head pointer which should
684          * only be incremented by multiples of the report size (notably also
685          * all a power of two).
686          */
687         if (drm_WARN_ONCE(&uncore->i915->drm,
688                           head > OA_BUFFER_SIZE || head % report_size ||
689                           tail > OA_BUFFER_SIZE || tail % report_size,
690                           "Inconsistent OA buffer pointers: head = %u, tail = %u\n",
691                           head, tail))
692                 return -EIO;
693
694
695         for (/* none */;
696              (taken = OA_TAKEN(tail, head));
697              head = (head + report_size) & mask) {
698                 u8 *report = oa_buf_base + head;
699                 u32 *report32 = (void *)report;
700                 u32 ctx_id;
701                 u32 reason;
702
703                 /*
704                  * All the report sizes factor neatly into the buffer
705                  * size so we never expect to see a report split
706                  * between the beginning and end of the buffer.
707                  *
708                  * Given the initial alignment check a misalignment
709                  * here would imply a driver bug that would result
710                  * in an overrun.
711                  */
712                 if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm,
713                                 (OA_BUFFER_SIZE - head) < report_size)) {
714                         drm_err(&uncore->i915->drm,
715                                 "Spurious OA head ptr: non-integral report offset\n");
716                         break;
717                 }
718
719                 /*
720                  * The reason field includes flags identifying what
721                  * triggered this specific report (mostly timer
722                  * triggered or e.g. due to a context switch).
723                  *
724                  * This field is never expected to be zero so we can
725                  * check that the report isn't invalid before copying
726                  * it to userspace...
727                  */
728                 reason = ((report32[0] >> OAREPORT_REASON_SHIFT) &
729                           (IS_GEN(stream->perf->i915, 12) ?
730                            OAREPORT_REASON_MASK_EXTENDED :
731                            OAREPORT_REASON_MASK));
732                 if (reason == 0) {
733                         if (__ratelimit(&stream->perf->spurious_report_rs))
734                                 DRM_NOTE("Skipping spurious, invalid OA report\n");
735                         continue;
736                 }
737
738                 ctx_id = report32[2] & stream->specific_ctx_id_mask;
739
740                 /*
741                  * Squash whatever is in the CTX_ID field if it's marked as
742                  * invalid to be sure we avoid false-positive, single-context
743                  * filtering below...
744                  *
745                  * Note: that we don't clear the valid_ctx_bit so userspace can
746                  * understand that the ID has been squashed by the kernel.
747                  */
748                 if (!(report32[0] & stream->perf->gen8_valid_ctx_bit) &&
749                     INTEL_GEN(stream->perf->i915) <= 11)
750                         ctx_id = report32[2] = INVALID_CTX_ID;
751
752                 /*
753                  * NB: For Gen 8 the OA unit no longer supports clock gating
754                  * off for a specific context and the kernel can't securely
755                  * stop the counters from updating as system-wide / global
756                  * values.
757                  *
758                  * Automatic reports now include a context ID so reports can be
759                  * filtered on the cpu but it's not worth trying to
760                  * automatically subtract/hide counter progress for other
761                  * contexts while filtering since we can't stop userspace
762                  * issuing MI_REPORT_PERF_COUNT commands which would still
763                  * provide a side-band view of the real values.
764                  *
765                  * To allow userspace (such as Mesa/GL_INTEL_performance_query)
766                  * to normalize counters for a single filtered context then it
767                  * needs be forwarded bookend context-switch reports so that it
768                  * can track switches in between MI_REPORT_PERF_COUNT commands
769                  * and can itself subtract/ignore the progress of counters
770                  * associated with other contexts. Note that the hardware
771                  * automatically triggers reports when switching to a new
772                  * context which are tagged with the ID of the newly active
773                  * context. To avoid the complexity (and likely fragility) of
774                  * reading ahead while parsing reports to try and minimize
775                  * forwarding redundant context switch reports (i.e. between
776                  * other, unrelated contexts) we simply elect to forward them
777                  * all.
778                  *
779                  * We don't rely solely on the reason field to identify context
780                  * switches since it's not-uncommon for periodic samples to
781                  * identify a switch before any 'context switch' report.
782                  */
783                 if (!stream->perf->exclusive_stream->ctx ||
784                     stream->specific_ctx_id == ctx_id ||
785                     stream->oa_buffer.last_ctx_id == stream->specific_ctx_id ||
786                     reason & OAREPORT_REASON_CTX_SWITCH) {
787
788                         /*
789                          * While filtering for a single context we avoid
790                          * leaking the IDs of other contexts.
791                          */
792                         if (stream->perf->exclusive_stream->ctx &&
793                             stream->specific_ctx_id != ctx_id) {
794                                 report32[2] = INVALID_CTX_ID;
795                         }
796
797                         ret = append_oa_sample(stream, buf, count, offset,
798                                                report);
799                         if (ret)
800                                 break;
801
802                         stream->oa_buffer.last_ctx_id = ctx_id;
803                 }
804
805                 /*
806                  * Clear out the first 2 dword as a mean to detect unlanded
807                  * reports.
808                  */
809                 report32[0] = 0;
810                 report32[1] = 0;
811         }
812
813         if (start_offset != *offset) {
814                 i915_reg_t oaheadptr;
815
816                 oaheadptr = IS_GEN(stream->perf->i915, 12) ?
817                             GEN12_OAG_OAHEADPTR : GEN8_OAHEADPTR;
818
819                 spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
820
821                 /*
822                  * We removed the gtt_offset for the copy loop above, indexing
823                  * relative to oa_buf_base so put back here...
824                  */
825                 head += gtt_offset;
826                 intel_uncore_write(uncore, oaheadptr,
827                                    head & GEN12_OAG_OAHEADPTR_MASK);
828                 stream->oa_buffer.head = head;
829
830                 spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
831         }
832
833         return ret;
834 }
835
836 /**
837  * gen8_oa_read - copy status records then buffered OA reports
838  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
839  * @buf: destination buffer given by userspace
840  * @count: the number of bytes userspace wants to read
841  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
842  *
843  * Checks OA unit status registers and if necessary appends corresponding
844  * status records for userspace (such as for a buffer full condition) and then
845  * initiate appending any buffered OA reports.
846  *
847  * Updates @offset according to the number of bytes successfully copied into
848  * the userspace buffer.
849  *
850  * NB: some data may be successfully copied to the userspace buffer
851  * even if an error is returned, and this is reflected in the
852  * updated @offset.
853  *
854  * Returns: zero on success or a negative error code
855  */
856 static int gen8_oa_read(struct i915_perf_stream *stream,
857                         char __user *buf,
858                         size_t count,
859                         size_t *offset)
860 {
861         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
862         u32 oastatus;
863         i915_reg_t oastatus_reg;
864         int ret;
865
866         if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm, !stream->oa_buffer.vaddr))
867                 return -EIO;
868
869         oastatus_reg = IS_GEN(stream->perf->i915, 12) ?
870                        GEN12_OAG_OASTATUS : GEN8_OASTATUS;
871
872         oastatus = intel_uncore_read(uncore, oastatus_reg);
873
874         /*
875          * We treat OABUFFER_OVERFLOW as a significant error:
876          *
877          * Although theoretically we could handle this more gracefully
878          * sometimes, some Gens don't correctly suppress certain
879          * automatically triggered reports in this condition and so we
880          * have to assume that old reports are now being trampled
881          * over.
882          *
883          * Considering how we don't currently give userspace control
884          * over the OA buffer size and always configure a large 16MB
885          * buffer, then a buffer overflow does anyway likely indicate
886          * that something has gone quite badly wrong.
887          */
888         if (oastatus & GEN8_OASTATUS_OABUFFER_OVERFLOW) {
889                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
890                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_BUFFER_LOST);
891                 if (ret)
892                         return ret;
893
894                 DRM_DEBUG("OA buffer overflow (exponent = %d): force restart\n",
895                           stream->period_exponent);
896
897                 stream->perf->ops.oa_disable(stream);
898                 stream->perf->ops.oa_enable(stream);
899
900                 /*
901                  * Note: .oa_enable() is expected to re-init the oabuffer and
902                  * reset GEN8_OASTATUS for us
903                  */
904                 oastatus = intel_uncore_read(uncore, oastatus_reg);
905         }
906
907         if (oastatus & GEN8_OASTATUS_REPORT_LOST) {
908                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
909                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_REPORT_LOST);
910                 if (ret)
911                         return ret;
912                 intel_uncore_write(uncore, oastatus_reg,
913                                    oastatus & ~GEN8_OASTATUS_REPORT_LOST);
914         }
915
916         return gen8_append_oa_reports(stream, buf, count, offset);
917 }
918
919 /**
920  * Copies all buffered OA reports into userspace read() buffer.
921  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
922  * @buf: destination buffer given by userspace
923  * @count: the number of bytes userspace wants to read
924  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
925  *
926  * Notably any error condition resulting in a short read (-%ENOSPC or
927  * -%EFAULT) will be returned even though one or more records may
928  * have been successfully copied. In this case it's up to the caller
929  * to decide if the error should be squashed before returning to
930  * userspace.
931  *
932  * Note: reports are consumed from the head, and appended to the
933  * tail, so the tail chases the head?... If you think that's mad
934  * and back-to-front you're not alone, but this follows the
935  * Gen PRM naming convention.
936  *
937  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
938  */
939 static int gen7_append_oa_reports(struct i915_perf_stream *stream,
940                                   char __user *buf,
941                                   size_t count,
942                                   size_t *offset)
943 {
944         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
945         int report_size = stream->oa_buffer.format_size;
946         u8 *oa_buf_base = stream->oa_buffer.vaddr;
947         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
948         u32 mask = (OA_BUFFER_SIZE - 1);
949         size_t start_offset = *offset;
950         unsigned long flags;
951         u32 head, tail;
952         u32 taken;
953         int ret = 0;
954
955         if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm, !stream->enabled))
956                 return -EIO;
957
958         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
959
960         head = stream->oa_buffer.head;
961         tail = stream->oa_buffer.tail;
962
963         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
964
965         /* NB: oa_buffer.head/tail include the gtt_offset which we don't want
966          * while indexing relative to oa_buf_base.
967          */
968         head -= gtt_offset;
969         tail -= gtt_offset;
970
971         /* An out of bounds or misaligned head or tail pointer implies a driver
972          * bug since we validate + align the tail pointers we read from the
973          * hardware and we are in full control of the head pointer which should
974          * only be incremented by multiples of the report size (notably also
975          * all a power of two).
976          */
977         if (drm_WARN_ONCE(&uncore->i915->drm,
978                           head > OA_BUFFER_SIZE || head % report_size ||
979                           tail > OA_BUFFER_SIZE || tail % report_size,
980                           "Inconsistent OA buffer pointers: head = %u, tail = %u\n",
981                           head, tail))
982                 return -EIO;
983
984
985         for (/* none */;
986              (taken = OA_TAKEN(tail, head));
987              head = (head + report_size) & mask) {
988                 u8 *report = oa_buf_base + head;
989                 u32 *report32 = (void *)report;
990
991                 /* All the report sizes factor neatly into the buffer
992                  * size so we never expect to see a report split
993                  * between the beginning and end of the buffer.
994                  *
995                  * Given the initial alignment check a misalignment
996                  * here would imply a driver bug that would result
997                  * in an overrun.
998                  */
999                 if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm,
1000                                 (OA_BUFFER_SIZE - head) < report_size)) {
1001                         drm_err(&uncore->i915->drm,
1002                                 "Spurious OA head ptr: non-integral report offset\n");
1003                         break;
1004                 }
1005
1006                 /* The report-ID field for periodic samples includes
1007                  * some undocumented flags related to what triggered
1008                  * the report and is never expected to be zero so we
1009                  * can check that the report isn't invalid before
1010                  * copying it to userspace...
1011                  */
1012                 if (report32[0] == 0) {
1013                         if (__ratelimit(&stream->perf->spurious_report_rs))
1014                                 DRM_NOTE("Skipping spurious, invalid OA report\n");
1015                         continue;
1016                 }
1017
1018                 ret = append_oa_sample(stream, buf, count, offset, report);
1019                 if (ret)
1020                         break;
1021
1022                 /* Clear out the first 2 dwords as a mean to detect unlanded
1023                  * reports.
1024                  */
1025                 report32[0] = 0;
1026                 report32[1] = 0;
1027         }
1028
1029         if (start_offset != *offset) {
1030                 spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1031
1032                 /* We removed the gtt_offset for the copy loop above, indexing
1033                  * relative to oa_buf_base so put back here...
1034                  */
1035                 head += gtt_offset;
1036
1037                 intel_uncore_write(uncore, GEN7_OASTATUS2,
1038                                    (head & GEN7_OASTATUS2_HEAD_MASK) |
1039                                    GEN7_OASTATUS2_MEM_SELECT_GGTT);
1040                 stream->oa_buffer.head = head;
1041
1042                 spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1043         }
1044
1045         return ret;
1046 }
1047
1048 /**
1049  * gen7_oa_read - copy status records then buffered OA reports
1050  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1051  * @buf: destination buffer given by userspace
1052  * @count: the number of bytes userspace wants to read
1053  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
1054  *
1055  * Checks Gen 7 specific OA unit status registers and if necessary appends
1056  * corresponding status records for userspace (such as for a buffer full
1057  * condition) and then initiate appending any buffered OA reports.
1058  *
1059  * Updates @offset according to the number of bytes successfully copied into
1060  * the userspace buffer.
1061  *
1062  * Returns: zero on success or a negative error code
1063  */
1064 static int gen7_oa_read(struct i915_perf_stream *stream,
1065                         char __user *buf,
1066                         size_t count,
1067                         size_t *offset)
1068 {
1069         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1070         u32 oastatus1;
1071         int ret;
1072
1073         if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm, !stream->oa_buffer.vaddr))
1074                 return -EIO;
1075
1076         oastatus1 = intel_uncore_read(uncore, GEN7_OASTATUS1);
1077
1078         /* XXX: On Haswell we don't have a safe way to clear oastatus1
1079          * bits while the OA unit is enabled (while the tail pointer
1080          * may be updated asynchronously) so we ignore status bits
1081          * that have already been reported to userspace.
1082          */
1083         oastatus1 &= ~stream->perf->gen7_latched_oastatus1;
1084
1085         /* We treat OABUFFER_OVERFLOW as a significant error:
1086          *
1087          * - The status can be interpreted to mean that the buffer is
1088          *   currently full (with a higher precedence than OA_TAKEN()
1089          *   which will start to report a near-empty buffer after an
1090          *   overflow) but it's awkward that we can't clear the status
1091          *   on Haswell, so without a reset we won't be able to catch
1092          *   the state again.
1093          *
1094          * - Since it also implies the HW has started overwriting old
1095          *   reports it may also affect our sanity checks for invalid
1096          *   reports when copying to userspace that assume new reports
1097          *   are being written to cleared memory.
1098          *
1099          * - In the future we may want to introduce a flight recorder
1100          *   mode where the driver will automatically maintain a safe
1101          *   guard band between head/tail, avoiding this overflow
1102          *   condition, but we avoid the added driver complexity for
1103          *   now.
1104          */
1105         if (unlikely(oastatus1 & GEN7_OASTATUS1_OABUFFER_OVERFLOW)) {
1106                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
1107                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_BUFFER_LOST);
1108                 if (ret)
1109                         return ret;
1110
1111                 DRM_DEBUG("OA buffer overflow (exponent = %d): force restart\n",
1112                           stream->period_exponent);
1113
1114                 stream->perf->ops.oa_disable(stream);
1115                 stream->perf->ops.oa_enable(stream);
1116
1117                 oastatus1 = intel_uncore_read(uncore, GEN7_OASTATUS1);
1118         }
1119
1120         if (unlikely(oastatus1 & GEN7_OASTATUS1_REPORT_LOST)) {
1121                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
1122                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_REPORT_LOST);
1123                 if (ret)
1124                         return ret;
1125                 stream->perf->gen7_latched_oastatus1 |=
1126                         GEN7_OASTATUS1_REPORT_LOST;
1127         }
1128
1129         return gen7_append_oa_reports(stream, buf, count, offset);
1130 }
1131
1132 /**
1133  * i915_oa_wait_unlocked - handles blocking IO until OA data available
1134  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1135  *
1136  * Called when userspace tries to read() from a blocking stream FD opened
1137  * for OA metrics. It waits until the hrtimer callback finds a non-empty
1138  * OA buffer and wakes us.
1139  *
1140  * Note: it's acceptable to have this return with some false positives
1141  * since any subsequent read handling will return -EAGAIN if there isn't
1142  * really data ready for userspace yet.
1143  *
1144  * Returns: zero on success or a negative error code
1145  */
1146 static int i915_oa_wait_unlocked(struct i915_perf_stream *stream)
1147 {
1148         /* We would wait indefinitely if periodic sampling is not enabled */
1149         if (!stream->periodic)
1150                 return -EIO;
1151
1152         return wait_event_interruptible(stream->poll_wq,
1153                                         oa_buffer_check_unlocked(stream));
1154 }
1155
1156 /**
1157  * i915_oa_poll_wait - call poll_wait() for an OA stream poll()
1158  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1159  * @file: An i915 perf stream file
1160  * @wait: poll() state table
1161  *
1162  * For handling userspace polling on an i915 perf stream opened for OA metrics,
1163  * this starts a poll_wait with the wait queue that our hrtimer callback wakes
1164  * when it sees data ready to read in the circular OA buffer.
1165  */
1166 static void i915_oa_poll_wait(struct i915_perf_stream *stream,
1167                               struct file *file,
1168                               poll_table *wait)
1169 {
1170         poll_wait(file, &stream->poll_wq, wait);
1171 }
1172
1173 /**
1174  * i915_oa_read - just calls through to &i915_oa_ops->read
1175  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1176  * @buf: destination buffer given by userspace
1177  * @count: the number of bytes userspace wants to read
1178  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
1179  *
1180  * Updates @offset according to the number of bytes successfully copied into
1181  * the userspace buffer.
1182  *
1183  * Returns: zero on success or a negative error code
1184  */
1185 static int i915_oa_read(struct i915_perf_stream *stream,
1186                         char __user *buf,
1187                         size_t count,
1188                         size_t *offset)
1189 {
1190         return stream->perf->ops.read(stream, buf, count, offset);
1191 }
1192
1193 static struct intel_context *oa_pin_context(struct i915_perf_stream *stream)
1194 {
1195         struct i915_gem_engines_iter it;
1196         struct i915_gem_context *ctx = stream->ctx;
1197         struct intel_context *ce;
1198         int err;
1199
1200         for_each_gem_engine(ce, i915_gem_context_lock_engines(ctx), it) {
1201                 if (ce->engine != stream->engine) /* first match! */
1202                         continue;
1203
1204                 /*
1205                  * As the ID is the gtt offset of the context's vma we
1206                  * pin the vma to ensure the ID remains fixed.
1207                  */
1208                 err = intel_context_pin(ce);
1209                 if (err == 0) {
1210                         stream->pinned_ctx = ce;
1211                         break;
1212                 }
1213         }
1214         i915_gem_context_unlock_engines(ctx);
1215
1216         return stream->pinned_ctx;
1217 }
1218
1219 /**
1220  * oa_get_render_ctx_id - determine and hold ctx hw id
1221  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1222  *
1223  * Determine the render context hw id, and ensure it remains fixed for the
1224  * lifetime of the stream. This ensures that we don't have to worry about
1225  * updating the context ID in OACONTROL on the fly.
1226  *
1227  * Returns: zero on success or a negative error code
1228  */
1229 static int oa_get_render_ctx_id(struct i915_perf_stream *stream)
1230 {
1231         struct intel_context *ce;
1232
1233         ce = oa_pin_context(stream);
1234         if (IS_ERR(ce))
1235                 return PTR_ERR(ce);
1236
1237         switch (INTEL_GEN(ce->engine->i915)) {
1238         case 7: {
1239                 /*
1240                  * On Haswell we don't do any post processing of the reports
1241                  * and don't need to use the mask.
1242                  */
1243                 stream->specific_ctx_id = i915_ggtt_offset(ce->state);
1244                 stream->specific_ctx_id_mask = 0;
1245                 break;
1246         }
1247
1248         case 8:
1249         case 9:
1250         case 10:
1251                 if (intel_engine_in_execlists_submission_mode(ce->engine)) {
1252                         stream->specific_ctx_id_mask =
1253                                 (1U << GEN8_CTX_ID_WIDTH) - 1;
1254                         stream->specific_ctx_id = stream->specific_ctx_id_mask;
1255                 } else {
1256                         /*
1257                          * When using GuC, the context descriptor we write in
1258                          * i915 is read by GuC and rewritten before it's
1259                          * actually written into the hardware. The LRCA is
1260                          * what is put into the context id field of the
1261                          * context descriptor by GuC. Because it's aligned to
1262                          * a page, the lower 12bits are always at 0 and
1263                          * dropped by GuC. They won't be part of the context
1264                          * ID in the OA reports, so squash those lower bits.
1265                          */
1266                         stream->specific_ctx_id = ce->lrc.lrca >> 12;
1267
1268                         /*
1269                          * GuC uses the top bit to signal proxy submission, so
1270                          * ignore that bit.
1271                          */
1272                         stream->specific_ctx_id_mask =
1273                                 (1U << (GEN8_CTX_ID_WIDTH - 1)) - 1;
1274                 }
1275                 break;
1276
1277         case 11:
1278         case 12: {
1279                 stream->specific_ctx_id_mask =
1280                         ((1U << GEN11_SW_CTX_ID_WIDTH) - 1) << (GEN11_SW_CTX_ID_SHIFT - 32);
1281                 /*
1282                  * Pick an unused context id
1283                  * 0 - BITS_PER_LONG are used by other contexts
1284                  * GEN12_MAX_CONTEXT_HW_ID (0x7ff) is used by idle context
1285                  */
1286                 stream->specific_ctx_id = (GEN12_MAX_CONTEXT_HW_ID - 1) << (GEN11_SW_CTX_ID_SHIFT - 32);
1287                 break;
1288         }
1289
1290         default:
1291                 MISSING_CASE(INTEL_GEN(ce->engine->i915));
1292         }
1293
1294         ce->tag = stream->specific_ctx_id;
1295
1296         drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
1297                 "filtering on ctx_id=0x%x ctx_id_mask=0x%x\n",
1298                 stream->specific_ctx_id,
1299                 stream->specific_ctx_id_mask);
1300
1301         return 0;
1302 }
1303
1304 /**
1305  * oa_put_render_ctx_id - counterpart to oa_get_render_ctx_id releases hold
1306  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1307  *
1308  * In case anything needed doing to ensure the context HW ID would remain valid
1309  * for the lifetime of the stream, then that can be undone here.
1310  */
1311 static void oa_put_render_ctx_id(struct i915_perf_stream *stream)
1312 {
1313         struct intel_context *ce;
1314
1315         ce = fetch_and_zero(&stream->pinned_ctx);
1316         if (ce) {
1317                 ce->tag = 0; /* recomputed on next submission after parking */
1318                 intel_context_unpin(ce);
1319         }
1320
1321         stream->specific_ctx_id = INVALID_CTX_ID;
1322         stream->specific_ctx_id_mask = 0;
1323 }
1324
1325 static void
1326 free_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1327 {
1328         i915_vma_unpin_and_release(&stream->oa_buffer.vma,
1329                                    I915_VMA_RELEASE_MAP);
1330
1331         stream->oa_buffer.vaddr = NULL;
1332 }
1333
1334 static void
1335 free_oa_configs(struct i915_perf_stream *stream)
1336 {
1337         struct i915_oa_config_bo *oa_bo, *tmp;
1338
1339         i915_oa_config_put(stream->oa_config);
1340         llist_for_each_entry_safe(oa_bo, tmp, stream->oa_config_bos.first, node)
1341                 free_oa_config_bo(oa_bo);
1342 }
1343
1344 static void
1345 free_noa_wait(struct i915_perf_stream *stream)
1346 {
1347         i915_vma_unpin_and_release(&stream->noa_wait, 0);
1348 }
1349
1350 static void i915_oa_stream_destroy(struct i915_perf_stream *stream)
1351 {
1352         struct i915_perf *perf = stream->perf;
1353
1354         BUG_ON(stream != perf->exclusive_stream);
1355
1356         /*
1357          * Unset exclusive_stream first, it will be checked while disabling
1358          * the metric set on gen8+.
1359          *
1360          * See i915_oa_init_reg_state() and lrc_configure_all_contexts()
1361          */
1362         WRITE_ONCE(perf->exclusive_stream, NULL);
1363         perf->ops.disable_metric_set(stream);
1364
1365         free_oa_buffer(stream);
1366
1367         intel_uncore_forcewake_put(stream->uncore, FORCEWAKE_ALL);
1368         intel_engine_pm_put(stream->engine);
1369
1370         if (stream->ctx)
1371                 oa_put_render_ctx_id(stream);
1372
1373         free_oa_configs(stream);
1374         free_noa_wait(stream);
1375
1376         if (perf->spurious_report_rs.missed) {
1377                 DRM_NOTE("%d spurious OA report notices suppressed due to ratelimiting\n",
1378                          perf->spurious_report_rs.missed);
1379         }
1380 }
1381
1382 static void gen7_init_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1383 {
1384         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1385         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
1386         unsigned long flags;
1387
1388         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1389
1390         /* Pre-DevBDW: OABUFFER must be set with counters off,
1391          * before OASTATUS1, but after OASTATUS2
1392          */
1393         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OASTATUS2, /* head */
1394                            gtt_offset | GEN7_OASTATUS2_MEM_SELECT_GGTT);
1395         stream->oa_buffer.head = gtt_offset;
1396
1397         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OABUFFER, gtt_offset);
1398
1399         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OASTATUS1, /* tail */
1400                            gtt_offset | OABUFFER_SIZE_16M);
1401
1402         /* Mark that we need updated tail pointers to read from... */
1403         stream->oa_buffer.aging_tail = INVALID_TAIL_PTR;
1404         stream->oa_buffer.tail = gtt_offset;
1405
1406         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1407
1408         /* On Haswell we have to track which OASTATUS1 flags we've
1409          * already seen since they can't be cleared while periodic
1410          * sampling is enabled.
1411          */
1412         stream->perf->gen7_latched_oastatus1 = 0;
1413
1414         /* NB: although the OA buffer will initially be allocated
1415          * zeroed via shmfs (and so this memset is redundant when
1416          * first allocating), we may re-init the OA buffer, either
1417          * when re-enabling a stream or in error/reset paths.
1418          *
1419          * The reason we clear the buffer for each re-init is for the
1420          * sanity check in gen7_append_oa_reports() that looks at the
1421          * report-id field to make sure it's non-zero which relies on
1422          * the assumption that new reports are being written to zeroed
1423          * memory...
1424          */
1425         memset(stream->oa_buffer.vaddr, 0, OA_BUFFER_SIZE);
1426 }
1427
1428 static void gen8_init_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1429 {
1430         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1431         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
1432         unsigned long flags;
1433
1434         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1435
1436         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OASTATUS, 0);
1437         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OAHEADPTR, gtt_offset);
1438         stream->oa_buffer.head = gtt_offset;
1439
1440         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OABUFFER_UDW, 0);
1441
1442         /*
1443          * PRM says:
1444          *
1445          *  "This MMIO must be set before the OATAILPTR
1446          *  register and after the OAHEADPTR register. This is
1447          *  to enable proper functionality of the overflow
1448          *  bit."
1449          */
1450         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OABUFFER, gtt_offset |
1451                    OABUFFER_SIZE_16M | GEN8_OABUFFER_MEM_SELECT_GGTT);
1452         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OATAILPTR, gtt_offset & GEN8_OATAILPTR_MASK);
1453
1454         /* Mark that we need updated tail pointers to read from... */
1455         stream->oa_buffer.aging_tail = INVALID_TAIL_PTR;
1456         stream->oa_buffer.tail = gtt_offset;
1457
1458         /*
1459          * Reset state used to recognise context switches, affecting which
1460          * reports we will forward to userspace while filtering for a single
1461          * context.
1462          */
1463         stream->oa_buffer.last_ctx_id = INVALID_CTX_ID;
1464
1465         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1466
1467         /*
1468          * NB: although the OA buffer will initially be allocated
1469          * zeroed via shmfs (and so this memset is redundant when
1470          * first allocating), we may re-init the OA buffer, either
1471          * when re-enabling a stream or in error/reset paths.
1472          *
1473          * The reason we clear the buffer for each re-init is for the
1474          * sanity check in gen8_append_oa_reports() that looks at the
1475          * reason field to make sure it's non-zero which relies on
1476          * the assumption that new reports are being written to zeroed
1477          * memory...
1478          */
1479         memset(stream->oa_buffer.vaddr, 0, OA_BUFFER_SIZE);
1480 }
1481
1482 static void gen12_init_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1483 {
1484         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1485         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
1486         unsigned long flags;
1487
1488         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1489
1490         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OASTATUS, 0);
1491         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OAHEADPTR,
1492                            gtt_offset & GEN12_OAG_OAHEADPTR_MASK);
1493         stream->oa_buffer.head = gtt_offset;
1494
1495         /*
1496          * PRM says:
1497          *
1498          *  "This MMIO must be set before the OATAILPTR
1499          *  register and after the OAHEADPTR register. This is
1500          *  to enable proper functionality of the overflow
1501          *  bit."
1502          */
1503         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OABUFFER, gtt_offset |
1504                            OABUFFER_SIZE_16M | GEN8_OABUFFER_MEM_SELECT_GGTT);
1505         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OATAILPTR,
1506                            gtt_offset & GEN12_OAG_OATAILPTR_MASK);
1507
1508         /* Mark that we need updated tail pointers to read from... */
1509         stream->oa_buffer.aging_tail = INVALID_TAIL_PTR;
1510         stream->oa_buffer.tail = gtt_offset;
1511
1512         /*
1513          * Reset state used to recognise context switches, affecting which
1514          * reports we will forward to userspace while filtering for a single
1515          * context.
1516          */
1517         stream->oa_buffer.last_ctx_id = INVALID_CTX_ID;
1518
1519         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1520
1521         /*
1522          * NB: although the OA buffer will initially be allocated
1523          * zeroed via shmfs (and so this memset is redundant when
1524          * first allocating), we may re-init the OA buffer, either
1525          * when re-enabling a stream or in error/reset paths.
1526          *
1527          * The reason we clear the buffer for each re-init is for the
1528          * sanity check in gen8_append_oa_reports() that looks at the
1529          * reason field to make sure it's non-zero which relies on
1530          * the assumption that new reports are being written to zeroed
1531          * memory...
1532          */
1533         memset(stream->oa_buffer.vaddr, 0,
1534                stream->oa_buffer.vma->size);
1535 }
1536
1537 static int alloc_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1538 {
1539         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
1540         struct drm_i915_gem_object *bo;
1541         struct i915_vma *vma;
1542         int ret;
1543
1544         if (drm_WARN_ON(&i915->drm, stream->oa_buffer.vma))
1545                 return -ENODEV;
1546
1547         BUILD_BUG_ON_NOT_POWER_OF_2(OA_BUFFER_SIZE);
1548         BUILD_BUG_ON(OA_BUFFER_SIZE < SZ_128K || OA_BUFFER_SIZE > SZ_16M);
1549
1550         bo = i915_gem_object_create_shmem(stream->perf->i915, OA_BUFFER_SIZE);
1551         if (IS_ERR(bo)) {
1552                 drm_err(&i915->drm, "Failed to allocate OA buffer\n");
1553                 return PTR_ERR(bo);
1554         }
1555
1556         i915_gem_object_set_cache_coherency(bo, I915_CACHE_LLC);
1557
1558         /* PreHSW required 512K alignment, HSW requires 16M */
1559         vma = i915_gem_object_ggtt_pin(bo, NULL, 0, SZ_16M, 0);
1560         if (IS_ERR(vma)) {
1561                 ret = PTR_ERR(vma);
1562                 goto err_unref;
1563         }
1564         stream->oa_buffer.vma = vma;
1565
1566         stream->oa_buffer.vaddr =
1567                 i915_gem_object_pin_map(bo, I915_MAP_WB);
1568         if (IS_ERR(stream->oa_buffer.vaddr)) {
1569                 ret = PTR_ERR(stream->oa_buffer.vaddr);
1570                 goto err_unpin;
1571         }
1572
1573         return 0;
1574
1575 err_unpin:
1576         __i915_vma_unpin(vma);
1577
1578 err_unref:
1579         i915_gem_object_put(bo);
1580
1581         stream->oa_buffer.vaddr = NULL;
1582         stream->oa_buffer.vma = NULL;
1583
1584         return ret;
1585 }
1586
1587 static u32 *save_restore_register(struct i915_perf_stream *stream, u32 *cs,
1588                                   bool save, i915_reg_t reg, u32 offset,
1589                                   u32 dword_count)
1590 {
1591         u32 cmd;
1592         u32 d;
1593
1594         cmd = save ? MI_STORE_REGISTER_MEM : MI_LOAD_REGISTER_MEM;
1595         if (INTEL_GEN(stream->perf->i915) >= 8)
1596                 cmd++;
1597
1598         for (d = 0; d < dword_count; d++) {
1599                 *cs++ = cmd;
1600                 *cs++ = i915_mmio_reg_offset(reg) + 4 * d;
1601                 *cs++ = intel_gt_scratch_offset(stream->engine->gt,
1602                                                 offset) + 4 * d;
1603                 *cs++ = 0;
1604         }
1605
1606         return cs;
1607 }
1608
1609 static int alloc_noa_wait(struct i915_perf_stream *stream)
1610 {
1611         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
1612         struct drm_i915_gem_object *bo;
1613         struct i915_vma *vma;
1614         const u64 delay_ticks = 0xffffffffffffffff -
1615                 i915_cs_timestamp_ns_to_ticks(i915, atomic64_read(&stream->perf->noa_programming_delay));
1616         const u32 base = stream->engine->mmio_base;
1617 #define CS_GPR(x) GEN8_RING_CS_GPR(base, x)
1618         u32 *batch, *ts0, *cs, *jump;
1619         int ret, i;
1620         enum {
1621                 START_TS,
1622                 NOW_TS,
1623                 DELTA_TS,
1624                 JUMP_PREDICATE,
1625                 DELTA_TARGET,
1626                 N_CS_GPR
1627         };
1628
1629         bo = i915_gem_object_create_internal(i915, 4096);
1630         if (IS_ERR(bo)) {
1631                 drm_err(&i915->drm,
1632                         "Failed to allocate NOA wait batchbuffer\n");
1633                 return PTR_ERR(bo);
1634         }
1635
1636         /*
1637          * We pin in GGTT because we jump into this buffer now because
1638          * multiple OA config BOs will have a jump to this address and it
1639          * needs to be fixed during the lifetime of the i915/perf stream.
1640          */
1641         vma = i915_gem_object_ggtt_pin(bo, NULL, 0, 0, PIN_HIGH);
1642         if (IS_ERR(vma)) {
1643                 ret = PTR_ERR(vma);
1644                 goto err_unref;
1645         }
1646
1647         batch = cs = i915_gem_object_pin_map(bo, I915_MAP_WB);
1648         if (IS_ERR(batch)) {
1649                 ret = PTR_ERR(batch);
1650                 goto err_unpin;
1651         }
1652
1653         /* Save registers. */
1654         for (i = 0; i < N_CS_GPR; i++)
1655                 cs = save_restore_register(
1656                         stream, cs, true /* save */, CS_GPR(i),
1657                         INTEL_GT_SCRATCH_FIELD_PERF_CS_GPR + 8 * i, 2);
1658         cs = save_restore_register(
1659                 stream, cs, true /* save */, MI_PREDICATE_RESULT_1,
1660                 INTEL_GT_SCRATCH_FIELD_PERF_PREDICATE_RESULT_1, 1);
1661
1662         /* First timestamp snapshot location. */
1663         ts0 = cs;
1664
1665         /*
1666          * Initial snapshot of the timestamp register to implement the wait.
1667          * We work with 32b values, so clear out the top 32b bits of the
1668          * register because the ALU works 64bits.
1669          */
1670         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(1);
1671         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(START_TS)) + 4;
1672         *cs++ = 0;
1673         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
1674         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(RING_TIMESTAMP(base));
1675         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(START_TS));
1676
1677         /*
1678          * This is the location we're going to jump back into until the
1679          * required amount of time has passed.
1680          */
1681         jump = cs;
1682
1683         /*
1684          * Take another snapshot of the timestamp register. Take care to clear
1685          * up the top 32bits of CS_GPR(1) as we're using it for other
1686          * operations below.
1687          */
1688         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(1);
1689         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(NOW_TS)) + 4;
1690         *cs++ = 0;
1691         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
1692         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(RING_TIMESTAMP(base));
1693         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(NOW_TS));
1694
1695         /*
1696          * Do a diff between the 2 timestamps and store the result back into
1697          * CS_GPR(1).
1698          */
1699         *cs++ = MI_MATH(5);
1700         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCA, MI_MATH_REG(NOW_TS));
1701         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCB, MI_MATH_REG(START_TS));
1702         *cs++ = MI_MATH_SUB;
1703         *cs++ = MI_MATH_STORE(MI_MATH_REG(DELTA_TS), MI_MATH_REG_ACCU);
1704         *cs++ = MI_MATH_STORE(MI_MATH_REG(JUMP_PREDICATE), MI_MATH_REG_CF);
1705
1706         /*
1707          * Transfer the carry flag (set to 1 if ts1 < ts0, meaning the
1708          * timestamp have rolled over the 32bits) into the predicate register
1709          * to be used for the predicated jump.
1710          */
1711         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
1712         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(JUMP_PREDICATE));
1713         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(MI_PREDICATE_RESULT_1);
1714
1715         /* Restart from the beginning if we had timestamps roll over. */
1716         *cs++ = (INTEL_GEN(i915) < 8 ?
1717                  MI_BATCH_BUFFER_START :
1718                  MI_BATCH_BUFFER_START_GEN8) |
1719                 MI_BATCH_PREDICATE;
1720         *cs++ = i915_ggtt_offset(vma) + (ts0 - batch) * 4;
1721         *cs++ = 0;
1722
1723         /*
1724          * Now add the diff between to previous timestamps and add it to :
1725          *      (((1 * << 64) - 1) - delay_ns)
1726          *
1727          * When the Carry Flag contains 1 this means the elapsed time is
1728          * longer than the expected delay, and we can exit the wait loop.
1729          */
1730         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(2);
1731         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(DELTA_TARGET));
1732         *cs++ = lower_32_bits(delay_ticks);
1733         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(DELTA_TARGET)) + 4;
1734         *cs++ = upper_32_bits(delay_ticks);
1735
1736         *cs++ = MI_MATH(4);
1737         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCA, MI_MATH_REG(DELTA_TS));
1738         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCB, MI_MATH_REG(DELTA_TARGET));
1739         *cs++ = MI_MATH_ADD;
1740         *cs++ = MI_MATH_STOREINV(MI_MATH_REG(JUMP_PREDICATE), MI_MATH_REG_CF);
1741
1742         *cs++ = MI_ARB_CHECK;
1743
1744         /*
1745          * Transfer the result into the predicate register to be used for the
1746          * predicated jump.
1747          */
1748         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
1749         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(JUMP_PREDICATE));
1750         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(MI_PREDICATE_RESULT_1);
1751
1752         /* Predicate the jump.  */
1753         *cs++ = (INTEL_GEN(i915) < 8 ?
1754                  MI_BATCH_BUFFER_START :
1755                  MI_BATCH_BUFFER_START_GEN8) |
1756                 MI_BATCH_PREDICATE;
1757         *cs++ = i915_ggtt_offset(vma) + (jump - batch) * 4;
1758         *cs++ = 0;
1759
1760         /* Restore registers. */
1761         for (i = 0; i < N_CS_GPR; i++)
1762                 cs = save_restore_register(
1763                         stream, cs, false /* restore */, CS_GPR(i),
1764                         INTEL_GT_SCRATCH_FIELD_PERF_CS_GPR + 8 * i, 2);
1765         cs = save_restore_register(
1766                 stream, cs, false /* restore */, MI_PREDICATE_RESULT_1,
1767                 INTEL_GT_SCRATCH_FIELD_PERF_PREDICATE_RESULT_1, 1);
1768
1769         /* And return to the ring. */
1770         *cs++ = MI_BATCH_BUFFER_END;
1771
1772         GEM_BUG_ON(cs - batch > PAGE_SIZE / sizeof(*batch));
1773
1774         i915_gem_object_flush_map(bo);
1775         __i915_gem_object_release_map(bo);
1776
1777         stream->noa_wait = vma;
1778         return 0;
1779
1780 err_unpin:
1781         i915_vma_unpin_and_release(&vma, 0);
1782 err_unref:
1783         i915_gem_object_put(bo);
1784         return ret;
1785 }
1786
1787 static u32 *write_cs_mi_lri(u32 *cs,
1788                             const struct i915_oa_reg *reg_data,
1789                             u32 n_regs)
1790 {
1791         u32 i;
1792
1793         for (i = 0; i < n_regs; i++) {
1794                 if ((i % MI_LOAD_REGISTER_IMM_MAX_REGS) == 0) {
1795                         u32 n_lri = min_t(u32,
1796                                           n_regs - i,
1797                                           MI_LOAD_REGISTER_IMM_MAX_REGS);
1798
1799                         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(n_lri);
1800                 }
1801                 *cs++ = i915_mmio_reg_offset(reg_data[i].addr);
1802                 *cs++ = reg_data[i].value;
1803         }
1804
1805         return cs;
1806 }
1807
1808 static int num_lri_dwords(int num_regs)
1809 {
1810         int count = 0;
1811
1812         if (num_regs > 0) {
1813                 count += DIV_ROUND_UP(num_regs, MI_LOAD_REGISTER_IMM_MAX_REGS);
1814                 count += num_regs * 2;
1815         }
1816
1817         return count;
1818 }
1819
1820 static struct i915_oa_config_bo *
1821 alloc_oa_config_buffer(struct i915_perf_stream *stream,
1822                        struct i915_oa_config *oa_config)
1823 {
1824         struct drm_i915_gem_object *obj;
1825         struct i915_oa_config_bo *oa_bo;
1826         size_t config_length = 0;
1827         u32 *cs;
1828         int err;
1829
1830         oa_bo = kzalloc(sizeof(*oa_bo), GFP_KERNEL);
1831         if (!oa_bo)
1832                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1833
1834         config_length += num_lri_dwords(oa_config->mux_regs_len);
1835         config_length += num_lri_dwords(oa_config->b_counter_regs_len);
1836         config_length += num_lri_dwords(oa_config->flex_regs_len);
1837         config_length += 3; /* MI_BATCH_BUFFER_START */
1838         config_length = ALIGN(sizeof(u32) * config_length, I915_GTT_PAGE_SIZE);
1839
1840         obj = i915_gem_object_create_shmem(stream->perf->i915, config_length);
1841         if (IS_ERR(obj)) {
1842                 err = PTR_ERR(obj);
1843                 goto err_free;
1844         }
1845
1846         cs = i915_gem_object_pin_map(obj, I915_MAP_WB);
1847         if (IS_ERR(cs)) {
1848                 err = PTR_ERR(cs);
1849                 goto err_oa_bo;
1850         }
1851
1852         cs = write_cs_mi_lri(cs,
1853                              oa_config->mux_regs,
1854                              oa_config->mux_regs_len);
1855         cs = write_cs_mi_lri(cs,
1856                              oa_config->b_counter_regs,
1857                              oa_config->b_counter_regs_len);
1858         cs = write_cs_mi_lri(cs,
1859                              oa_config->flex_regs,
1860                              oa_config->flex_regs_len);
1861
1862         /* Jump into the active wait. */
1863         *cs++ = (INTEL_GEN(stream->perf->i915) < 8 ?
1864                  MI_BATCH_BUFFER_START :
1865                  MI_BATCH_BUFFER_START_GEN8);
1866         *cs++ = i915_ggtt_offset(stream->noa_wait);
1867         *cs++ = 0;
1868
1869         i915_gem_object_flush_map(obj);
1870         __i915_gem_object_release_map(obj);
1871
1872         oa_bo->vma = i915_vma_instance(obj,
1873                                        &stream->engine->gt->ggtt->vm,
1874                                        NULL);
1875         if (IS_ERR(oa_bo->vma)) {
1876                 err = PTR_ERR(oa_bo->vma);
1877                 goto err_oa_bo;
1878         }
1879
1880         oa_bo->oa_config = i915_oa_config_get(oa_config);
1881         llist_add(&oa_bo->node, &stream->oa_config_bos);
1882
1883         return oa_bo;
1884
1885 err_oa_bo:
1886         i915_gem_object_put(obj);
1887 err_free:
1888         kfree(oa_bo);
1889         return ERR_PTR(err);
1890 }
1891
1892 static struct i915_vma *
1893 get_oa_vma(struct i915_perf_stream *stream, struct i915_oa_config *oa_config)
1894 {
1895         struct i915_oa_config_bo *oa_bo;
1896
1897         /*
1898          * Look for the buffer in the already allocated BOs attached
1899          * to the stream.
1900          */
1901         llist_for_each_entry(oa_bo, stream->oa_config_bos.first, node) {
1902                 if (oa_bo->oa_config == oa_config &&
1903                     memcmp(oa_bo->oa_config->uuid,
1904                            oa_config->uuid,
1905                            sizeof(oa_config->uuid)) == 0)
1906                         goto out;
1907         }
1908
1909         oa_bo = alloc_oa_config_buffer(stream, oa_config);
1910         if (IS_ERR(oa_bo))
1911                 return ERR_CAST(oa_bo);
1912
1913 out:
1914         return i915_vma_get(oa_bo->vma);
1915 }
1916
1917 static int
1918 emit_oa_config(struct i915_perf_stream *stream,
1919                struct i915_oa_config *oa_config,
1920                struct intel_context *ce,
1921                struct i915_active *active)
1922 {
1923         struct i915_request *rq;
1924         struct i915_vma *vma;
1925         int err;
1926
1927         vma = get_oa_vma(stream, oa_config);
1928         if (IS_ERR(vma))
1929                 return PTR_ERR(vma);
1930
1931         err = i915_vma_pin(vma, 0, 0, PIN_GLOBAL | PIN_HIGH);
1932         if (err)
1933                 goto err_vma_put;
1934
1935         intel_engine_pm_get(ce->engine);
1936         rq = i915_request_create(ce);
1937         intel_engine_pm_put(ce->engine);
1938         if (IS_ERR(rq)) {
1939                 err = PTR_ERR(rq);
1940                 goto err_vma_unpin;
1941         }
1942
1943         if (!IS_ERR_OR_NULL(active)) {
1944                 /* After all individual context modifications */
1945                 err = i915_request_await_active(rq, active,
1946                                                 I915_ACTIVE_AWAIT_ACTIVE);
1947                 if (err)
1948                         goto err_add_request;
1949
1950                 err = i915_active_add_request(active, rq);
1951                 if (err)
1952                         goto err_add_request;
1953         }
1954
1955         i915_vma_lock(vma);
1956         err = i915_request_await_object(rq, vma->obj, 0);
1957         if (!err)
1958                 err = i915_vma_move_to_active(vma, rq, 0);
1959         i915_vma_unlock(vma);
1960         if (err)
1961                 goto err_add_request;
1962
1963         err = rq->engine->emit_bb_start(rq,
1964                                         vma->node.start, 0,
1965                                         I915_DISPATCH_SECURE);
1966         if (err)
1967                 goto err_add_request;
1968
1969 err_add_request:
1970         i915_request_add(rq);
1971 err_vma_unpin:
1972         i915_vma_unpin(vma);
1973 err_vma_put:
1974         i915_vma_put(vma);
1975         return err;
1976 }
1977
1978 static struct intel_context *oa_context(struct i915_perf_stream *stream)
1979 {
1980         return stream->pinned_ctx ?: stream->engine->kernel_context;
1981 }
1982
1983 static int
1984 hsw_enable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream,
1985                       struct i915_active *active)
1986 {
1987         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1988
1989         /*
1990          * PRM:
1991          *
1992          * OA unit is using “crclk” for its functionality. When trunk
1993          * level clock gating takes place, OA clock would be gated,
1994          * unable to count the events from non-render clock domain.
1995          * Render clock gating must be disabled when OA is enabled to
1996          * count the events from non-render domain. Unit level clock
1997          * gating for RCS should also be disabled.
1998          */
1999         intel_uncore_rmw(uncore, GEN7_MISCCPCTL,
2000                          GEN7_DOP_CLOCK_GATE_ENABLE, 0);
2001         intel_uncore_rmw(uncore, GEN6_UCGCTL1,
2002                          0, GEN6_CSUNIT_CLOCK_GATE_DISABLE);
2003
2004         return emit_oa_config(stream,
2005                               stream->oa_config, oa_context(stream),
2006                               active);
2007 }
2008
2009 static void hsw_disable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2010 {
2011         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2012
2013         intel_uncore_rmw(uncore, GEN6_UCGCTL1,
2014                          GEN6_CSUNIT_CLOCK_GATE_DISABLE, 0);
2015         intel_uncore_rmw(uncore, GEN7_MISCCPCTL,
2016                          0, GEN7_DOP_CLOCK_GATE_ENABLE);
2017
2018         intel_uncore_rmw(uncore, GDT_CHICKEN_BITS, GT_NOA_ENABLE, 0);
2019 }
2020
2021 static u32 oa_config_flex_reg(const struct i915_oa_config *oa_config,
2022                               i915_reg_t reg)
2023 {
2024         u32 mmio = i915_mmio_reg_offset(reg);
2025         int i;
2026
2027         /*
2028          * This arbitrary default will select the 'EU FPU0 Pipeline
2029          * Active' event. In the future it's anticipated that there
2030          * will be an explicit 'No Event' we can select, but not yet...
2031          */
2032         if (!oa_config)
2033                 return 0;
2034
2035         for (i = 0; i < oa_config->flex_regs_len; i++) {
2036                 if (i915_mmio_reg_offset(oa_config->flex_regs[i].addr) == mmio)
2037                         return oa_config->flex_regs[i].value;
2038         }
2039
2040         return 0;
2041 }
2042 /*
2043  * NB: It must always remain pointer safe to run this even if the OA unit
2044  * has been disabled.
2045  *
2046  * It's fine to put out-of-date values into these per-context registers
2047  * in the case that the OA unit has been disabled.
2048  */
2049 static void
2050 gen8_update_reg_state_unlocked(const struct intel_context *ce,
2051                                const struct i915_perf_stream *stream)
2052 {
2053         u32 ctx_oactxctrl = stream->perf->ctx_oactxctrl_offset;
2054         u32 ctx_flexeu0 = stream->perf->ctx_flexeu0_offset;
2055         /* The MMIO offsets for Flex EU registers aren't contiguous */
2056         i915_reg_t flex_regs[] = {
2057                 EU_PERF_CNTL0,
2058                 EU_PERF_CNTL1,
2059                 EU_PERF_CNTL2,
2060                 EU_PERF_CNTL3,
2061                 EU_PERF_CNTL4,
2062                 EU_PERF_CNTL5,
2063                 EU_PERF_CNTL6,
2064         };
2065         u32 *reg_state = ce->lrc_reg_state;
2066         int i;
2067
2068         reg_state[ctx_oactxctrl + 1] =
2069                 (stream->period_exponent << GEN8_OA_TIMER_PERIOD_SHIFT) |
2070                 (stream->periodic ? GEN8_OA_TIMER_ENABLE : 0) |
2071                 GEN8_OA_COUNTER_RESUME;
2072
2073         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(flex_regs); i++)
2074                 reg_state[ctx_flexeu0 + i * 2 + 1] =
2075                         oa_config_flex_reg(stream->oa_config, flex_regs[i]);
2076 }
2077
2078 struct flex {
2079         i915_reg_t reg;
2080         u32 offset;
2081         u32 value;
2082 };
2083
2084 static int
2085 gen8_store_flex(struct i915_request *rq,
2086                 struct intel_context *ce,
2087                 const struct flex *flex, unsigned int count)
2088 {
2089         u32 offset;
2090         u32 *cs;
2091
2092         cs = intel_ring_begin(rq, 4 * count);
2093         if (IS_ERR(cs))
2094                 return PTR_ERR(cs);
2095
2096         offset = i915_ggtt_offset(ce->state) + LRC_STATE_OFFSET;
2097         do {
2098                 *cs++ = MI_STORE_DWORD_IMM_GEN4 | MI_USE_GGTT;
2099                 *cs++ = offset + flex->offset * sizeof(u32);
2100                 *cs++ = 0;
2101                 *cs++ = flex->value;
2102         } while (flex++, --count);
2103
2104         intel_ring_advance(rq, cs);
2105
2106         return 0;
2107 }
2108
2109 static int
2110 gen8_load_flex(struct i915_request *rq,
2111                struct intel_context *ce,
2112                const struct flex *flex, unsigned int count)
2113 {
2114         u32 *cs;
2115
2116         GEM_BUG_ON(!count || count > 63);
2117
2118         cs = intel_ring_begin(rq, 2 * count + 2);
2119         if (IS_ERR(cs))
2120                 return PTR_ERR(cs);
2121
2122         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(count);
2123         do {
2124                 *cs++ = i915_mmio_reg_offset(flex->reg);
2125                 *cs++ = flex->value;
2126         } while (flex++, --count);
2127         *cs++ = MI_NOOP;
2128
2129         intel_ring_advance(rq, cs);
2130
2131         return 0;
2132 }
2133
2134 static int gen8_modify_context(struct intel_context *ce,
2135                                const struct flex *flex, unsigned int count)
2136 {
2137         struct i915_request *rq;
2138         int err;
2139
2140         rq = intel_engine_create_kernel_request(ce->engine);
2141         if (IS_ERR(rq))
2142                 return PTR_ERR(rq);
2143
2144         /* Serialise with the remote context */
2145         err = intel_context_prepare_remote_request(ce, rq);
2146         if (err == 0)
2147                 err = gen8_store_flex(rq, ce, flex, count);
2148
2149         i915_request_add(rq);
2150         return err;
2151 }
2152
2153 static int
2154 gen8_modify_self(struct intel_context *ce,
2155                  const struct flex *flex, unsigned int count,
2156                  struct i915_active *active)
2157 {
2158         struct i915_request *rq;
2159         int err;
2160
2161         intel_engine_pm_get(ce->engine);
2162         rq = i915_request_create(ce);
2163         intel_engine_pm_put(ce->engine);
2164         if (IS_ERR(rq))
2165                 return PTR_ERR(rq);
2166
2167         if (!IS_ERR_OR_NULL(active)) {
2168                 err = i915_active_add_request(active, rq);
2169                 if (err)
2170                         goto err_add_request;
2171         }
2172
2173         err = gen8_load_flex(rq, ce, flex, count);
2174         if (err)
2175                 goto err_add_request;
2176
2177 err_add_request:
2178         i915_request_add(rq);
2179         return err;
2180 }
2181
2182 static int gen8_configure_context(struct i915_gem_context *ctx,
2183                                   struct flex *flex, unsigned int count)
2184 {
2185         struct i915_gem_engines_iter it;
2186         struct intel_context *ce;
2187         int err = 0;
2188
2189         for_each_gem_engine(ce, i915_gem_context_lock_engines(ctx), it) {
2190                 GEM_BUG_ON(ce == ce->engine->kernel_context);
2191
2192                 if (ce->engine->class != RENDER_CLASS)
2193                         continue;
2194
2195                 /* Otherwise OA settings will be set upon first use */
2196                 if (!intel_context_pin_if_active(ce))
2197                         continue;
2198
2199                 flex->value = intel_sseu_make_rpcs(ce->engine->gt, &ce->sseu);
2200                 err = gen8_modify_context(ce, flex, count);
2201
2202                 intel_context_unpin(ce);
2203                 if (err)
2204                         break;
2205         }
2206         i915_gem_context_unlock_engines(ctx);
2207
2208         return err;
2209 }
2210
2211 static int gen12_configure_oar_context(struct i915_perf_stream *stream,
2212                                        struct i915_active *active)
2213 {
2214         int err;
2215         struct intel_context *ce = stream->pinned_ctx;
2216         u32 format = stream->oa_buffer.format;
2217         struct flex regs_context[] = {
2218                 {
2219                         GEN8_OACTXCONTROL,
2220                         stream->perf->ctx_oactxctrl_offset + 1,
2221                         active ? GEN8_OA_COUNTER_RESUME : 0,
2222                 },
2223         };
2224         /* Offsets in regs_lri are not used since this configuration is only
2225          * applied using LRI. Initialize the correct offsets for posterity.
2226          */
2227 #define GEN12_OAR_OACONTROL_OFFSET 0x5B0
2228         struct flex regs_lri[] = {
2229                 {
2230                         GEN12_OAR_OACONTROL,
2231                         GEN12_OAR_OACONTROL_OFFSET + 1,
2232                         (format << GEN12_OAR_OACONTROL_COUNTER_FORMAT_SHIFT) |
2233                         (active ? GEN12_OAR_OACONTROL_COUNTER_ENABLE : 0)
2234                 },
2235                 {
2236                         RING_CONTEXT_CONTROL(ce->engine->mmio_base),
2237                         CTX_CONTEXT_CONTROL,
2238                         _MASKED_FIELD(GEN12_CTX_CTRL_OAR_CONTEXT_ENABLE,
2239                                       active ?
2240                                       GEN12_CTX_CTRL_OAR_CONTEXT_ENABLE :
2241                                       0)
2242                 },
2243         };
2244
2245         /* Modify the context image of pinned context with regs_context*/
2246         err = intel_context_lock_pinned(ce);
2247         if (err)
2248                 return err;
2249
2250         err = gen8_modify_context(ce, regs_context, ARRAY_SIZE(regs_context));
2251         intel_context_unlock_pinned(ce);
2252         if (err)
2253                 return err;
2254
2255         /* Apply regs_lri using LRI with pinned context */
2256         return gen8_modify_self(ce, regs_lri, ARRAY_SIZE(regs_lri), active);
2257 }
2258
2259 /*
2260  * Manages updating the per-context aspects of the OA stream
2261  * configuration across all contexts.
2262  *
2263  * The awkward consideration here is that OACTXCONTROL controls the
2264  * exponent for periodic sampling which is primarily used for system
2265  * wide profiling where we'd like a consistent sampling period even in
2266  * the face of context switches.
2267  *
2268  * Our approach of updating the register state context (as opposed to
2269  * say using a workaround batch buffer) ensures that the hardware
2270  * won't automatically reload an out-of-date timer exponent even
2271  * transiently before a WA BB could be parsed.
2272  *
2273  * This function needs to:
2274  * - Ensure the currently running context's per-context OA state is
2275  *   updated
2276  * - Ensure that all existing contexts will have the correct per-context
2277  *   OA state if they are scheduled for use.
2278  * - Ensure any new contexts will be initialized with the correct
2279  *   per-context OA state.
2280  *
2281  * Note: it's only the RCS/Render context that has any OA state.
2282  * Note: the first flex register passed must always be R_PWR_CLK_STATE
2283  */
2284 static int
2285 oa_configure_all_contexts(struct i915_perf_stream *stream,
2286                           struct flex *regs,
2287                           size_t num_regs,
2288                           struct i915_active *active)
2289 {
2290         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
2291         struct intel_engine_cs *engine;
2292         struct i915_gem_context *ctx, *cn;
2293         int err;
2294
2295         lockdep_assert_held(&stream->perf->lock);
2296
2297         /*
2298          * The OA register config is setup through the context image. This image
2299          * might be written to by the GPU on context switch (in particular on
2300          * lite-restore). This means we can't safely update a context's image,
2301          * if this context is scheduled/submitted to run on the GPU.
2302          *
2303          * We could emit the OA register config through the batch buffer but
2304          * this might leave small interval of time where the OA unit is
2305          * configured at an invalid sampling period.
2306          *
2307          * Note that since we emit all requests from a single ring, there
2308          * is still an implicit global barrier here that may cause a high
2309          * priority context to wait for an otherwise independent low priority
2310          * context. Contexts idle at the time of reconfiguration are not
2311          * trapped behind the barrier.
2312          */
2313         spin_lock(&i915->gem.contexts.lock);
2314         list_for_each_entry_safe(ctx, cn, &i915->gem.contexts.list, link) {
2315                 if (!kref_get_unless_zero(&ctx->ref))
2316                         continue;
2317
2318                 spin_unlock(&i915->gem.contexts.lock);
2319
2320                 err = gen8_configure_context(ctx, regs, num_regs);
2321                 if (err) {
2322                         i915_gem_context_put(ctx);
2323                         return err;
2324                 }
2325
2326                 spin_lock(&i915->gem.contexts.lock);
2327                 list_safe_reset_next(ctx, cn, link);
2328                 i915_gem_context_put(ctx);
2329         }
2330         spin_unlock(&i915->gem.contexts.lock);
2331
2332         /*
2333          * After updating all other contexts, we need to modify ourselves.
2334          * If we don't modify the kernel_context, we do not get events while
2335          * idle.
2336          */
2337         for_each_uabi_engine(engine, i915) {
2338                 struct intel_context *ce = engine->kernel_context;
2339
2340                 if (engine->class != RENDER_CLASS)
2341                         continue;
2342
2343                 regs[0].value = intel_sseu_make_rpcs(engine->gt, &ce->sseu);
2344
2345                 err = gen8_modify_self(ce, regs, num_regs, active);
2346                 if (err)
2347                         return err;
2348         }
2349
2350         return 0;
2351 }
2352
2353 static int
2354 gen12_configure_all_contexts(struct i915_perf_stream *stream,
2355                              const struct i915_oa_config *oa_config,
2356                              struct i915_active *active)
2357 {
2358         struct flex regs[] = {
2359                 {
2360                         GEN8_R_PWR_CLK_STATE,
2361                         CTX_R_PWR_CLK_STATE,
2362                 },
2363         };
2364
2365         return oa_configure_all_contexts(stream,
2366                                          regs, ARRAY_SIZE(regs),
2367                                          active);
2368 }
2369
2370 static int
2371 lrc_configure_all_contexts(struct i915_perf_stream *stream,
2372                            const struct i915_oa_config *oa_config,
2373                            struct i915_active *active)
2374 {
2375         /* The MMIO offsets for Flex EU registers aren't contiguous */
2376         const u32 ctx_flexeu0 = stream->perf->ctx_flexeu0_offset;
2377 #define ctx_flexeuN(N) (ctx_flexeu0 + 2 * (N) + 1)
2378         struct flex regs[] = {
2379                 {
2380                         GEN8_R_PWR_CLK_STATE,
2381                         CTX_R_PWR_CLK_STATE,
2382                 },
2383                 {
2384                         GEN8_OACTXCONTROL,
2385                         stream->perf->ctx_oactxctrl_offset + 1,
2386                 },
2387                 { EU_PERF_CNTL0, ctx_flexeuN(0) },
2388                 { EU_PERF_CNTL1, ctx_flexeuN(1) },
2389                 { EU_PERF_CNTL2, ctx_flexeuN(2) },
2390                 { EU_PERF_CNTL3, ctx_flexeuN(3) },
2391                 { EU_PERF_CNTL4, ctx_flexeuN(4) },
2392                 { EU_PERF_CNTL5, ctx_flexeuN(5) },
2393                 { EU_PERF_CNTL6, ctx_flexeuN(6) },
2394         };
2395 #undef ctx_flexeuN
2396         int i;
2397
2398         regs[1].value =
2399                 (stream->period_exponent << GEN8_OA_TIMER_PERIOD_SHIFT) |
2400                 (stream->periodic ? GEN8_OA_TIMER_ENABLE : 0) |
2401                 GEN8_OA_COUNTER_RESUME;
2402
2403         for (i = 2; i < ARRAY_SIZE(regs); i++)
2404                 regs[i].value = oa_config_flex_reg(oa_config, regs[i].reg);
2405
2406         return oa_configure_all_contexts(stream,
2407                                          regs, ARRAY_SIZE(regs),
2408                                          active);
2409 }
2410
2411 static int
2412 gen8_enable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream,
2413                        struct i915_active *active)
2414 {
2415         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2416         struct i915_oa_config *oa_config = stream->oa_config;
2417         int ret;
2418
2419         /*
2420          * We disable slice/unslice clock ratio change reports on SKL since
2421          * they are too noisy. The HW generates a lot of redundant reports
2422          * where the ratio hasn't really changed causing a lot of redundant
2423          * work to processes and increasing the chances we'll hit buffer
2424          * overruns.
2425          *
2426          * Although we don't currently use the 'disable overrun' OABUFFER
2427          * feature it's worth noting that clock ratio reports have to be
2428          * disabled before considering to use that feature since the HW doesn't
2429          * correctly block these reports.
2430          *
2431          * Currently none of the high-level metrics we have depend on knowing
2432          * this ratio to normalize.
2433          *
2434          * Note: This register is not power context saved and restored, but
2435          * that's OK considering that we disable RC6 while the OA unit is
2436          * enabled.
2437          *
2438          * The _INCLUDE_CLK_RATIO bit allows the slice/unslice frequency to
2439          * be read back from automatically triggered reports, as part of the
2440          * RPT_ID field.
2441          */
2442         if (IS_GEN_RANGE(stream->perf->i915, 9, 11)) {
2443                 intel_uncore_write(uncore, GEN8_OA_DEBUG,
2444                                    _MASKED_BIT_ENABLE(GEN9_OA_DEBUG_DISABLE_CLK_RATIO_REPORTS |
2445                                                       GEN9_OA_DEBUG_INCLUDE_CLK_RATIO));
2446         }
2447
2448         /*
2449          * Update all contexts prior writing the mux configurations as we need
2450          * to make sure all slices/subslices are ON before writing to NOA
2451          * registers.
2452          */
2453         ret = lrc_configure_all_contexts(stream, oa_config, active);
2454         if (ret)
2455                 return ret;
2456
2457         return emit_oa_config(stream,
2458                               stream->oa_config, oa_context(stream),
2459                               active);
2460 }
2461
2462 static u32 oag_report_ctx_switches(const struct i915_perf_stream *stream)
2463 {
2464         return _MASKED_FIELD(GEN12_OAG_OA_DEBUG_DISABLE_CTX_SWITCH_REPORTS,
2465                              (stream->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT) ?
2466                              0 : GEN12_OAG_OA_DEBUG_DISABLE_CTX_SWITCH_REPORTS);
2467 }
2468
2469 static int
2470 gen12_enable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream,
2471                         struct i915_active *active)
2472 {
2473         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2474         struct i915_oa_config *oa_config = stream->oa_config;
2475         bool periodic = stream->periodic;
2476         u32 period_exponent = stream->period_exponent;
2477         int ret;
2478
2479         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OA_DEBUG,
2480                            /* Disable clk ratio reports, like previous Gens. */
2481                            _MASKED_BIT_ENABLE(GEN12_OAG_OA_DEBUG_DISABLE_CLK_RATIO_REPORTS |
2482                                               GEN12_OAG_OA_DEBUG_INCLUDE_CLK_RATIO) |
2483                            /*
2484                             * If the user didn't require OA reports, instruct
2485                             * the hardware not to emit ctx switch reports.
2486                             */
2487                            oag_report_ctx_switches(stream));
2488
2489         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL, periodic ?
2490                            (GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL_COUNTER_RESUME |
2491                             GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL_TIMER_ENABLE |
2492                             (period_exponent << GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL_TIMER_PERIOD_SHIFT))
2493                             : 0);
2494
2495         /*
2496          * Update all contexts prior writing the mux configurations as we need
2497          * to make sure all slices/subslices are ON before writing to NOA
2498          * registers.
2499          */
2500         ret = gen12_configure_all_contexts(stream, oa_config, active);
2501         if (ret)
2502                 return ret;
2503
2504         /*
2505          * For Gen12, performance counters are context
2506          * saved/restored. Only enable it for the context that
2507          * requested this.
2508          */
2509         if (stream->ctx) {
2510                 ret = gen12_configure_oar_context(stream, active);
2511                 if (ret)
2512                         return ret;
2513         }
2514
2515         return emit_oa_config(stream,
2516                               stream->oa_config, oa_context(stream),
2517                               active);
2518 }
2519
2520 static void gen8_disable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2521 {
2522         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2523
2524         /* Reset all contexts' slices/subslices configurations. */
2525         lrc_configure_all_contexts(stream, NULL, NULL);
2526
2527         intel_uncore_rmw(uncore, GDT_CHICKEN_BITS, GT_NOA_ENABLE, 0);
2528 }
2529
2530 static void gen10_disable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2531 {
2532         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2533
2534         /* Reset all contexts' slices/subslices configurations. */
2535         lrc_configure_all_contexts(stream, NULL, NULL);
2536
2537         /* Make sure we disable noa to save power. */
2538         intel_uncore_rmw(uncore, RPM_CONFIG1, GEN10_GT_NOA_ENABLE, 0);
2539 }
2540
2541 static void gen12_disable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2542 {
2543         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2544
2545         /* Reset all contexts' slices/subslices configurations. */
2546         gen12_configure_all_contexts(stream, NULL, NULL);
2547
2548         /* disable the context save/restore or OAR counters */
2549         if (stream->ctx)
2550                 gen12_configure_oar_context(stream, NULL);
2551
2552         /* Make sure we disable noa to save power. */
2553         intel_uncore_rmw(uncore, RPM_CONFIG1, GEN10_GT_NOA_ENABLE, 0);
2554 }
2555
2556 static void gen7_oa_enable(struct i915_perf_stream *stream)
2557 {
2558         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2559         struct i915_gem_context *ctx = stream->ctx;
2560         u32 ctx_id = stream->specific_ctx_id;
2561         bool periodic = stream->periodic;
2562         u32 period_exponent = stream->period_exponent;
2563         u32 report_format = stream->oa_buffer.format;
2564
2565         /*
2566          * Reset buf pointers so we don't forward reports from before now.
2567          *
2568          * Think carefully if considering trying to avoid this, since it
2569          * also ensures status flags and the buffer itself are cleared
2570          * in error paths, and we have checks for invalid reports based
2571          * on the assumption that certain fields are written to zeroed
2572          * memory which this helps maintains.
2573          */
2574         gen7_init_oa_buffer(stream);
2575
2576         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OACONTROL,
2577                            (ctx_id & GEN7_OACONTROL_CTX_MASK) |
2578                            (period_exponent <<
2579                             GEN7_OACONTROL_TIMER_PERIOD_SHIFT) |
2580                            (periodic ? GEN7_OACONTROL_TIMER_ENABLE : 0) |
2581                            (report_format << GEN7_OACONTROL_FORMAT_SHIFT) |
2582                            (ctx ? GEN7_OACONTROL_PER_CTX_ENABLE : 0) |
2583                            GEN7_OACONTROL_ENABLE);
2584 }
2585
2586 static void gen8_oa_enable(struct i915_perf_stream *stream)
2587 {
2588         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2589         u32 report_format = stream->oa_buffer.format;
2590
2591         /*
2592          * Reset buf pointers so we don't forward reports from before now.
2593          *
2594          * Think carefully if considering trying to avoid this, since it
2595          * also ensures status flags and the buffer itself are cleared
2596          * in error paths, and we have checks for invalid reports based
2597          * on the assumption that certain fields are written to zeroed
2598          * memory which this helps maintains.
2599          */
2600         gen8_init_oa_buffer(stream);
2601
2602         /*
2603          * Note: we don't rely on the hardware to perform single context
2604          * filtering and instead filter on the cpu based on the context-id
2605          * field of reports
2606          */
2607         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OACONTROL,
2608                            (report_format << GEN8_OA_REPORT_FORMAT_SHIFT) |
2609                            GEN8_OA_COUNTER_ENABLE);
2610 }
2611
2612 static void gen12_oa_enable(struct i915_perf_stream *stream)
2613 {
2614         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2615         u32 report_format = stream->oa_buffer.format;
2616
2617         /*
2618          * If we don't want OA reports from the OA buffer, then we don't even
2619          * need to program the OAG unit.
2620          */
2621         if (!(stream->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT))
2622                 return;
2623
2624         gen12_init_oa_buffer(stream);
2625
2626         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OACONTROL,
2627                            (report_format << GEN12_OAG_OACONTROL_OA_COUNTER_FORMAT_SHIFT) |
2628                            GEN12_OAG_OACONTROL_OA_COUNTER_ENABLE);
2629 }
2630
2631 /**
2632  * i915_oa_stream_enable - handle `I915_PERF_IOCTL_ENABLE` for OA stream
2633  * @stream: An i915 perf stream opened for OA metrics
2634  *
2635  * [Re]enables hardware periodic sampling according to the period configured
2636  * when opening the stream. This also starts a hrtimer that will periodically
2637  * check for data in the circular OA buffer for notifying userspace (e.g.
2638  * during a read() or poll()).
2639  */
2640 static void i915_oa_stream_enable(struct i915_perf_stream *stream)
2641 {
2642         stream->pollin = false;
2643
2644         stream->perf->ops.oa_enable(stream);
2645
2646         if (stream->periodic)
2647                 hrtimer_start(&stream->poll_check_timer,
2648                               ns_to_ktime(stream->poll_oa_period),
2649                               HRTIMER_MODE_REL_PINNED);
2650 }
2651
2652 static void gen7_oa_disable(struct i915_perf_stream *stream)
2653 {
2654         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2655
2656         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OACONTROL, 0);
2657         if (intel_wait_for_register(uncore,
2658                                     GEN7_OACONTROL, GEN7_OACONTROL_ENABLE, 0,
2659                                     50))
2660                 drm_err(&stream->perf->i915->drm,
2661                         "wait for OA to be disabled timed out\n");
2662 }
2663
2664 static void gen8_oa_disable(struct i915_perf_stream *stream)
2665 {
2666         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2667
2668         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OACONTROL, 0);
2669         if (intel_wait_for_register(uncore,
2670                                     GEN8_OACONTROL, GEN8_OA_COUNTER_ENABLE, 0,
2671                                     50))
2672                 drm_err(&stream->perf->i915->drm,
2673                         "wait for OA to be disabled timed out\n");
2674 }
2675
2676 static void gen12_oa_disable(struct i915_perf_stream *stream)
2677 {
2678         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2679
2680         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OACONTROL, 0);
2681         if (intel_wait_for_register(uncore,
2682                                     GEN12_OAG_OACONTROL,
2683                                     GEN12_OAG_OACONTROL_OA_COUNTER_ENABLE, 0,
2684                                     50))
2685                 drm_err(&stream->perf->i915->drm,
2686                         "wait for OA to be disabled timed out\n");
2687
2688         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OA_TLB_INV_CR, 1);
2689         if (intel_wait_for_register(uncore,
2690                                     GEN12_OA_TLB_INV_CR,
2691                                     1, 0,
2692                                     50))
2693                 drm_err(&stream->perf->i915->drm,
2694                         "wait for OA tlb invalidate timed out\n");
2695 }
2696
2697 /**
2698  * i915_oa_stream_disable - handle `I915_PERF_IOCTL_DISABLE` for OA stream
2699  * @stream: An i915 perf stream opened for OA metrics
2700  *
2701  * Stops the OA unit from periodically writing counter reports into the
2702  * circular OA buffer. This also stops the hrtimer that periodically checks for
2703  * data in the circular OA buffer, for notifying userspace.
2704  */
2705 static void i915_oa_stream_disable(struct i915_perf_stream *stream)
2706 {
2707         stream->perf->ops.oa_disable(stream);
2708
2709         if (stream->periodic)
2710                 hrtimer_cancel(&stream->poll_check_timer);
2711 }
2712
2713 static const struct i915_perf_stream_ops i915_oa_stream_ops = {
2714         .destroy = i915_oa_stream_destroy,
2715         .enable = i915_oa_stream_enable,
2716         .disable = i915_oa_stream_disable,
2717         .wait_unlocked = i915_oa_wait_unlocked,
2718         .poll_wait = i915_oa_poll_wait,
2719         .read = i915_oa_read,
2720 };
2721
2722 static int i915_perf_stream_enable_sync(struct i915_perf_stream *stream)
2723 {
2724         struct i915_active *active;
2725         int err;
2726
2727         active = i915_active_create();
2728         if (!active)
2729                 return -ENOMEM;
2730
2731         err = stream->perf->ops.enable_metric_set(stream, active);
2732         if (err == 0)
2733                 __i915_active_wait(active, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
2734
2735         i915_active_put(active);
2736         return err;
2737 }
2738
2739 static void
2740 get_default_sseu_config(struct intel_sseu *out_sseu,
2741                         struct intel_engine_cs *engine)
2742 {
2743         const struct sseu_dev_info *devinfo_sseu = &engine->gt->info.sseu;
2744
2745         *out_sseu = intel_sseu_from_device_info(devinfo_sseu);
2746
2747         if (IS_GEN(engine->i915, 11)) {
2748                 /*
2749                  * We only need subslice count so it doesn't matter which ones
2750                  * we select - just turn off low bits in the amount of half of
2751                  * all available subslices per slice.
2752                  */
2753                 out_sseu->subslice_mask =
2754                         ~(~0 << (hweight8(out_sseu->subslice_mask) / 2));
2755                 out_sseu->slice_mask = 0x1;
2756         }
2757 }
2758
2759 static int
2760 get_sseu_config(struct intel_sseu *out_sseu,
2761                 struct intel_engine_cs *engine,
2762                 const struct drm_i915_gem_context_param_sseu *drm_sseu)
2763 {
2764         if (drm_sseu->engine.engine_class != engine->uabi_class ||
2765             drm_sseu->engine.engine_instance != engine->uabi_instance)
2766                 return -EINVAL;
2767
2768         return i915_gem_user_to_context_sseu(engine->gt, drm_sseu, out_sseu);
2769 }
2770
2771 /**
2772  * i915_oa_stream_init - validate combined props for OA stream and init
2773  * @stream: An i915 perf stream
2774  * @param: The open parameters passed to `DRM_I915_PERF_OPEN`
2775  * @props: The property state that configures stream (individually validated)
2776  *
2777  * While read_properties_unlocked() validates properties in isolation it
2778  * doesn't ensure that the combination necessarily makes sense.
2779  *
2780  * At this point it has been determined that userspace wants a stream of
2781  * OA metrics, but still we need to further validate the combined
2782  * properties are OK.
2783  *
2784  * If the configuration makes sense then we can allocate memory for
2785  * a circular OA buffer and apply the requested metric set configuration.
2786  *
2787  * Returns: zero on success or a negative error code.
2788  */
2789 static int i915_oa_stream_init(struct i915_perf_stream *stream,
2790                                struct drm_i915_perf_open_param *param,
2791                                struct perf_open_properties *props)
2792 {
2793         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
2794         struct i915_perf *perf = stream->perf;
2795         int format_size;
2796         int ret;
2797
2798         if (!props->engine) {
2799                 DRM_DEBUG("OA engine not specified\n");
2800                 return -EINVAL;
2801         }
2802
2803         /*
2804          * If the sysfs metrics/ directory wasn't registered for some
2805          * reason then don't let userspace try their luck with config
2806          * IDs
2807          */
2808         if (!perf->metrics_kobj) {
2809                 DRM_DEBUG("OA metrics weren't advertised via sysfs\n");
2810                 return -EINVAL;
2811         }
2812
2813         if (!(props->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT) &&
2814             (INTEL_GEN(perf->i915) < 12 || !stream->ctx)) {
2815                 DRM_DEBUG("Only OA report sampling supported\n");
2816                 return -EINVAL;
2817         }
2818
2819         if (!perf->ops.enable_metric_set) {
2820                 DRM_DEBUG("OA unit not supported\n");
2821                 return -ENODEV;
2822         }
2823
2824         /*
2825          * To avoid the complexity of having to accurately filter
2826          * counter reports and marshal to the appropriate client
2827          * we currently only allow exclusive access
2828          */
2829         if (perf->exclusive_stream) {
2830                 DRM_DEBUG("OA unit already in use\n");
2831                 return -EBUSY;
2832         }
2833
2834         if (!props->oa_format) {
2835                 DRM_DEBUG("OA report format not specified\n");
2836                 return -EINVAL;
2837         }
2838
2839         stream->engine = props->engine;
2840         stream->uncore = stream->engine->gt->uncore;
2841
2842         stream->sample_size = sizeof(struct drm_i915_perf_record_header);
2843
2844         format_size = perf->oa_formats[props->oa_format].size;
2845
2846         stream->sample_flags = props->sample_flags;
2847         stream->sample_size += format_size;
2848
2849         stream->oa_buffer.format_size = format_size;
2850         if (drm_WARN_ON(&i915->drm, stream->oa_buffer.format_size == 0))
2851                 return -EINVAL;
2852
2853         stream->hold_preemption = props->hold_preemption;
2854
2855         stream->oa_buffer.format =
2856                 perf->oa_formats[props->oa_format].format;
2857
2858         stream->periodic = props->oa_periodic;
2859         if (stream->periodic)
2860                 stream->period_exponent = props->oa_period_exponent;
2861
2862         if (stream->ctx) {
2863                 ret = oa_get_render_ctx_id(stream);
2864                 if (ret) {
2865                         DRM_DEBUG("Invalid context id to filter with\n");
2866                         return ret;
2867                 }
2868         }
2869
2870         ret = alloc_noa_wait(stream);
2871         if (ret) {
2872                 DRM_DEBUG("Unable to allocate NOA wait batch buffer\n");
2873                 goto err_noa_wait_alloc;
2874         }
2875
2876         stream->oa_config = i915_perf_get_oa_config(perf, props->metrics_set);
2877         if (!stream->oa_config) {
2878                 DRM_DEBUG("Invalid OA config id=%i\n", props->metrics_set);
2879                 ret = -EINVAL;
2880                 goto err_config;
2881         }
2882
2883         /* PRM - observability performance counters:
2884          *
2885          *   OACONTROL, performance counter enable, note:
2886          *
2887          *   "When this bit is set, in order to have coherent counts,
2888          *   RC6 power state and trunk clock gating must be disabled.
2889          *   This can be achieved by programming MMIO registers as
2890          *   0xA094=0 and 0xA090[31]=1"
2891          *
2892          *   In our case we are expecting that taking pm + FORCEWAKE
2893          *   references will effectively disable RC6.
2894          */
2895         intel_engine_pm_get(stream->engine);
2896         intel_uncore_forcewake_get(stream->uncore, FORCEWAKE_ALL);
2897
2898         ret = alloc_oa_buffer(stream);
2899         if (ret)
2900                 goto err_oa_buf_alloc;
2901
2902         stream->ops = &i915_oa_stream_ops;
2903
2904         perf->sseu = props->sseu;
2905         WRITE_ONCE(perf->exclusive_stream, stream);
2906
2907         ret = i915_perf_stream_enable_sync(stream);
2908         if (ret) {
2909                 DRM_DEBUG("Unable to enable metric set\n");
2910                 goto err_enable;
2911         }
2912
2913         DRM_DEBUG("opening stream oa config uuid=%s\n",
2914                   stream->oa_config->uuid);
2915
2916         hrtimer_init(&stream->poll_check_timer,
2917                      CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
2918         stream->poll_check_timer.function = oa_poll_check_timer_cb;
2919         init_waitqueue_head(&stream->poll_wq);
2920         spin_lock_init(&stream->oa_buffer.ptr_lock);
2921
2922         return 0;
2923
2924 err_enable:
2925         WRITE_ONCE(perf->exclusive_stream, NULL);
2926         perf->ops.disable_metric_set(stream);
2927
2928         free_oa_buffer(stream);
2929
2930 err_oa_buf_alloc:
2931         free_oa_configs(stream);
2932
2933         intel_uncore_forcewake_put(stream->uncore, FORCEWAKE_ALL);
2934         intel_engine_pm_put(stream->engine);
2935
2936 err_config:
2937         free_noa_wait(stream);
2938
2939 err_noa_wait_alloc:
2940         if (stream->ctx)
2941                 oa_put_render_ctx_id(stream);
2942
2943         return ret;
2944 }
2945
2946 void i915_oa_init_reg_state(const struct intel_context *ce,
2947                             const struct intel_engine_cs *engine)
2948 {
2949         struct i915_perf_stream *stream;
2950
2951         if (engine->class != RENDER_CLASS)
2952                 return;
2953
2954         /* perf.exclusive_stream serialised by lrc_configure_all_contexts() */
2955         stream = READ_ONCE(engine->i915->perf.exclusive_stream);
2956         if (stream && INTEL_GEN(stream->perf->i915) < 12)
2957                 gen8_update_reg_state_unlocked(ce, stream);
2958 }
2959
2960 /**
2961  * i915_perf_read - handles read() FOP for i915 perf stream FDs
2962  * @file: An i915 perf stream file
2963  * @buf: destination buffer given by userspace
2964  * @count: the number of bytes userspace wants to read
2965  * @ppos: (inout) file seek position (unused)
2966  *
2967  * The entry point for handling a read() on a stream file descriptor from
2968  * userspace. Most of the work is left to the i915_perf_read_locked() and
2969  * &i915_perf_stream_ops->read but to save having stream implementations (of
2970  * which we might have multiple later) we handle blocking read here.
2971  *
2972  * We can also consistently treat trying to read from a disabled stream
2973  * as an IO error so implementations can assume the stream is enabled
2974  * while reading.
2975  *
2976  * Returns: The number of bytes copied or a negative error code on failure.
2977  */
2978 static ssize_t i915_perf_read(struct file *file,
2979                               char __user *buf,
2980                               size_t count,
2981                               loff_t *ppos)
2982 {
2983         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
2984         struct i915_perf *perf = stream->perf;
2985         size_t offset = 0;
2986         int ret;
2987
2988         /* To ensure it's handled consistently we simply treat all reads of a
2989          * disabled stream as an error. In particular it might otherwise lead
2990          * to a deadlock for blocking file descriptors...
2991          */
2992         if (!stream->enabled)
2993                 return -EIO;
2994
2995         if (!(file->f_flags & O_NONBLOCK)) {
2996                 /* There's the small chance of false positives from
2997                  * stream->ops->wait_unlocked.
2998                  *
2999                  * E.g. with single context filtering since we only wait until
3000                  * oabuffer has >= 1 report we don't immediately know whether
3001                  * any reports really belong to the current context
3002                  */
3003                 do {
3004                         ret = stream->ops->wait_unlocked(stream);
3005                         if (ret)
3006                                 return ret;
3007
3008                         mutex_lock(&perf->lock);
3009                         ret = stream->ops->read(stream, buf, count, &offset);
3010                         mutex_unlock(&perf->lock);
3011                 } while (!offset && !ret);
3012         } else {
3013                 mutex_lock(&perf->lock);
3014                 ret = stream->ops->read(stream, buf, count, &offset);
3015                 mutex_unlock(&perf->lock);
3016         }
3017
3018         /* We allow the poll checking to sometimes report false positive EPOLLIN
3019          * events where we might actually report EAGAIN on read() if there's
3020          * not really any data available. In this situation though we don't
3021          * want to enter a busy loop between poll() reporting a EPOLLIN event
3022          * and read() returning -EAGAIN. Clearing the oa.pollin state here
3023          * effectively ensures we back off until the next hrtimer callback
3024          * before reporting another EPOLLIN event.
3025          * The exception to this is if ops->read() returned -ENOSPC which means
3026          * that more OA data is available than could fit in the user provided
3027          * buffer. In this case we want the next poll() call to not block.
3028          */
3029         if (ret != -ENOSPC)
3030                 stream->pollin = false;
3031
3032         /* Possible values for ret are 0, -EFAULT, -ENOSPC, -EIO, ... */
3033         return offset ?: (ret ?: -EAGAIN);
3034 }
3035
3036 static enum hrtimer_restart oa_poll_check_timer_cb(struct hrtimer *hrtimer)
3037 {
3038         struct i915_perf_stream *stream =
3039                 container_of(hrtimer, typeof(*stream), poll_check_timer);
3040
3041         if (oa_buffer_check_unlocked(stream)) {
3042                 stream->pollin = true;
3043                 wake_up(&stream->poll_wq);
3044         }
3045
3046         hrtimer_forward_now(hrtimer,
3047                             ns_to_ktime(stream->poll_oa_period));
3048
3049         return HRTIMER_RESTART;
3050 }
3051
3052 /**
3053  * i915_perf_poll_locked - poll_wait() with a suitable wait queue for stream
3054  * @stream: An i915 perf stream
3055  * @file: An i915 perf stream file
3056  * @wait: poll() state table
3057  *
3058  * For handling userspace polling on an i915 perf stream, this calls through to
3059  * &i915_perf_stream_ops->poll_wait to call poll_wait() with a wait queue that
3060  * will be woken for new stream data.
3061  *
3062  * Note: The &perf->lock mutex has been taken to serialize
3063  * with any non-file-operation driver hooks.
3064  *
3065  * Returns: any poll events that are ready without sleeping
3066  */
3067 static __poll_t i915_perf_poll_locked(struct i915_perf_stream *stream,
3068                                       struct file *file,
3069                                       poll_table *wait)
3070 {
3071         __poll_t events = 0;
3072
3073         stream->ops->poll_wait(stream, file, wait);
3074
3075         /* Note: we don't explicitly check whether there's something to read
3076          * here since this path may be very hot depending on what else
3077          * userspace is polling, or on the timeout in use. We rely solely on
3078          * the hrtimer/oa_poll_check_timer_cb to notify us when there are
3079          * samples to read.
3080          */
3081         if (stream->pollin)
3082                 events |= EPOLLIN;
3083
3084         return events;
3085 }
3086
3087 /**
3088  * i915_perf_poll - call poll_wait() with a suitable wait queue for stream
3089  * @file: An i915 perf stream file
3090  * @wait: poll() state table
3091  *
3092  * For handling userspace polling on an i915 perf stream, this ensures
3093  * poll_wait() gets called with a wait queue that will be woken for new stream
3094  * data.
3095  *
3096  * Note: Implementation deferred to i915_perf_poll_locked()
3097  *
3098  * Returns: any poll events that are ready without sleeping
3099  */
3100 static __poll_t i915_perf_poll(struct file *file, poll_table *wait)
3101 {
3102         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
3103         struct i915_perf *perf = stream->perf;
3104         __poll_t ret;
3105
3106         mutex_lock(&perf->lock);
3107         ret = i915_perf_poll_locked(stream, file, wait);
3108         mutex_unlock(&perf->lock);
3109
3110         return ret;
3111 }
3112
3113 /**
3114  * i915_perf_enable_locked - handle `I915_PERF_IOCTL_ENABLE` ioctl
3115  * @stream: A disabled i915 perf stream
3116  *
3117  * [Re]enables the associated capture of data for this stream.
3118  *
3119  * If a stream was previously enabled then there's currently no intention
3120  * to provide userspace any guarantee about the preservation of previously
3121  * buffered data.
3122  */
3123 static void i915_perf_enable_locked(struct i915_perf_stream *stream)
3124 {
3125         if (stream->enabled)
3126                 return;
3127
3128         /* Allow stream->ops->enable() to refer to this */
3129         stream->enabled = true;
3130
3131         if (stream->ops->enable)
3132                 stream->ops->enable(stream);
3133
3134         if (stream->hold_preemption)
3135                 intel_context_set_nopreempt(stream->pinned_ctx);
3136 }
3137
3138 /**
3139  * i915_perf_disable_locked - handle `I915_PERF_IOCTL_DISABLE` ioctl
3140  * @stream: An enabled i915 perf stream
3141  *
3142  * Disables the associated capture of data for this stream.
3143  *
3144  * The intention is that disabling an re-enabling a stream will ideally be
3145  * cheaper than destroying and re-opening a stream with the same configuration,
3146  * though there are no formal guarantees about what state or buffered data
3147  * must be retained between disabling and re-enabling a stream.
3148  *
3149  * Note: while a stream is disabled it's considered an error for userspace
3150  * to attempt to read from the stream (-EIO).
3151  */
3152 static void i915_perf_disable_locked(struct i915_perf_stream *stream)
3153 {
3154         if (!stream->enabled)
3155                 return;
3156
3157         /* Allow stream->ops->disable() to refer to this */
3158         stream->enabled = false;
3159
3160         if (stream->hold_preemption)
3161                 intel_context_clear_nopreempt(stream->pinned_ctx);
3162
3163         if (stream->ops->disable)
3164                 stream->ops->disable(stream);
3165 }
3166
3167 static long i915_perf_config_locked(struct i915_perf_stream *stream,
3168                                     unsigned long metrics_set)
3169 {
3170         struct i915_oa_config *config;
3171         long ret = stream->oa_config->id;
3172
3173         config = i915_perf_get_oa_config(stream->perf, metrics_set);
3174         if (!config)
3175                 return -EINVAL;
3176
3177         if (config != stream->oa_config) {
3178                 int err;
3179
3180                 /*
3181                  * If OA is bound to a specific context, emit the
3182                  * reconfiguration inline from that context. The update
3183                  * will then be ordered with respect to submission on that
3184                  * context.
3185                  *
3186                  * When set globally, we use a low priority kernel context,
3187                  * so it will effectively take effect when idle.
3188                  */
3189                 err = emit_oa_config(stream, config, oa_context(stream), NULL);
3190                 if (!err)
3191                         config = xchg(&stream->oa_config, config);
3192                 else
3193                         ret = err;
3194         }
3195
3196         i915_oa_config_put(config);
3197
3198         return ret;
3199 }
3200
3201 /**
3202  * i915_perf_ioctl - support ioctl() usage with i915 perf stream FDs
3203  * @stream: An i915 perf stream
3204  * @cmd: the ioctl request
3205  * @arg: the ioctl data
3206  *
3207  * Note: The &perf->lock mutex has been taken to serialize
3208  * with any non-file-operation driver hooks.
3209  *
3210  * Returns: zero on success or a negative error code. Returns -EINVAL for
3211  * an unknown ioctl request.
3212  */
3213 static long i915_perf_ioctl_locked(struct i915_perf_stream *stream,
3214                                    unsigned int cmd,
3215                                    unsigned long arg)
3216 {
3217         switch (cmd) {
3218         case I915_PERF_IOCTL_ENABLE:
3219                 i915_perf_enable_locked(stream);
3220                 return 0;
3221         case I915_PERF_IOCTL_DISABLE:
3222                 i915_perf_disable_locked(stream);
3223                 return 0;
3224         case I915_PERF_IOCTL_CONFIG:
3225                 return i915_perf_config_locked(stream, arg);
3226         }
3227
3228         return -EINVAL;
3229 }
3230
3231 /**
3232  * i915_perf_ioctl - support ioctl() usage with i915 perf stream FDs
3233  * @file: An i915 perf stream file
3234  * @cmd: the ioctl request
3235  * @arg: the ioctl data
3236  *
3237  * Implementation deferred to i915_perf_ioctl_locked().
3238  *
3239  * Returns: zero on success or a negative error code. Returns -EINVAL for
3240  * an unknown ioctl request.
3241  */
3242 static long i915_perf_ioctl(struct file *file,
3243                             unsigned int cmd,
3244                             unsigned long arg)
3245 {
3246         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
3247         struct i915_perf *perf = stream->perf;
3248         long ret;
3249
3250         mutex_lock(&perf->lock);
3251         ret = i915_perf_ioctl_locked(stream, cmd, arg);
3252         mutex_unlock(&perf->lock);
3253
3254         return ret;
3255 }
3256
3257 /**
3258  * i915_perf_destroy_locked - destroy an i915 perf stream
3259  * @stream: An i915 perf stream
3260  *
3261  * Frees all resources associated with the given i915 perf @stream, disabling
3262  * any associated data capture in the process.
3263  *
3264  * Note: The &perf->lock mutex has been taken to serialize
3265  * with any non-file-operation driver hooks.
3266  */
3267 static void i915_perf_destroy_locked(struct i915_perf_stream *stream)
3268 {
3269         if (stream->enabled)
3270                 i915_perf_disable_locked(stream);
3271
3272         if (stream->ops->destroy)
3273                 stream->ops->destroy(stream);
3274
3275         if (stream->ctx)
3276                 i915_gem_context_put(stream->ctx);
3277
3278         kfree(stream);
3279 }
3280
3281 /**
3282  * i915_perf_release - handles userspace close() of a stream file
3283  * @inode: anonymous inode associated with file
3284  * @file: An i915 perf stream file
3285  *
3286  * Cleans up any resources associated with an open i915 perf stream file.
3287  *
3288  * NB: close() can't really fail from the userspace point of view.
3289  *
3290  * Returns: zero on success or a negative error code.
3291  */
3292 static int i915_perf_release(struct inode *inode, struct file *file)
3293 {
3294         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
3295         struct i915_perf *perf = stream->perf;
3296
3297         mutex_lock(&perf->lock);
3298         i915_perf_destroy_locked(stream);
3299         mutex_unlock(&perf->lock);
3300
3301         /* Release the reference the perf stream kept on the driver. */
3302         drm_dev_put(&perf->i915->drm);
3303
3304         return 0;
3305 }
3306
3307
3308 static const struct file_operations fops = {
3309         .owner          = THIS_MODULE,
3310         .llseek         = no_llseek,
3311         .release        = i915_perf_release,
3312         .poll           = i915_perf_poll,
3313         .read           = i915_perf_read,
3314         .unlocked_ioctl = i915_perf_ioctl,
3315         /* Our ioctl have no arguments, so it's safe to use the same function
3316          * to handle 32bits compatibility.
3317          */
3318         .compat_ioctl   = i915_perf_ioctl,
3319 };
3320
3321
3322 /**
3323  * i915_perf_open_ioctl_locked - DRM ioctl() for userspace to open a stream FD
3324  * @perf: i915 perf instance
3325  * @param: The open parameters passed to 'DRM_I915_PERF_OPEN`
3326  * @props: individually validated u64 property value pairs
3327  * @file: drm file
3328  *
3329  * See i915_perf_ioctl_open() for interface details.
3330  *
3331  * Implements further stream config validation and stream initialization on
3332  * behalf of i915_perf_open_ioctl() with the &perf->lock mutex
3333  * taken to serialize with any non-file-operation driver hooks.
3334  *
3335  * Note: at this point the @props have only been validated in isolation and
3336  * it's still necessary to validate that the combination of properties makes
3337  * sense.
3338  *
3339  * In the case where userspace is interested in OA unit metrics then further
3340  * config validation and stream initialization details will be handled by
3341  * i915_oa_stream_init(). The code here should only validate config state that
3342  * will be relevant to all stream types / backends.
3343  *
3344  * Returns: zero on success or a negative error code.
3345  */
3346 static int
3347 i915_perf_open_ioctl_locked(struct i915_perf *perf,
3348                             struct drm_i915_perf_open_param *param,
3349                             struct perf_open_properties *props,
3350                             struct drm_file *file)
3351 {
3352         struct i915_gem_context *specific_ctx = NULL;
3353         struct i915_perf_stream *stream = NULL;
3354         unsigned long f_flags = 0;
3355         bool privileged_op = true;
3356         int stream_fd;
3357         int ret;
3358
3359         if (props->single_context) {
3360                 u32 ctx_handle = props->ctx_handle;
3361                 struct drm_i915_file_private *file_priv = file->driver_priv;
3362
3363                 specific_ctx = i915_gem_context_lookup(file_priv, ctx_handle);
3364                 if (!specific_ctx) {
3365                         DRM_DEBUG("Failed to look up context with ID %u for opening perf stream\n",
3366                                   ctx_handle);
3367                         ret = -ENOENT;
3368                         goto err;
3369                 }
3370         }
3371
3372         /*
3373          * On Haswell the OA unit supports clock gating off for a specific
3374          * context and in this mode there's no visibility of metrics for the
3375          * rest of the system, which we consider acceptable for a
3376          * non-privileged client.
3377          *
3378          * For Gen8->11 the OA unit no longer supports clock gating off for a
3379          * specific context and the kernel can't securely stop the counters
3380          * from updating as system-wide / global values. Even though we can
3381          * filter reports based on the included context ID we can't block
3382          * clients from seeing the raw / global counter values via
3383          * MI_REPORT_PERF_COUNT commands and so consider it a privileged op to
3384          * enable the OA unit by default.
3385          *
3386          * For Gen12+ we gain a new OAR unit that only monitors the RCS on a
3387          * per context basis. So we can relax requirements there if the user
3388          * doesn't request global stream access (i.e. query based sampling
3389          * using MI_RECORD_PERF_COUNT.
3390          */
3391         if (IS_HASWELL(perf->i915) && specific_ctx)
3392                 privileged_op = false;
3393         else if (IS_GEN(perf->i915, 12) && specific_ctx &&
3394                  (props->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT) == 0)
3395                 privileged_op = false;
3396
3397         if (props->hold_preemption) {
3398                 if (!props->single_context) {
3399                         DRM_DEBUG("preemption disable with no context\n");
3400                         ret = -EINVAL;
3401                         goto err;
3402                 }
3403                 privileged_op = true;
3404         }
3405
3406         /*
3407          * Asking for SSEU configuration is a priviliged operation.
3408          */
3409         if (props->has_sseu)
3410                 privileged_op = true;
3411         else
3412                 get_default_sseu_config(&props->sseu, props->engine);
3413
3414         /* Similar to perf's kernel.perf_paranoid_cpu sysctl option
3415          * we check a dev.i915.perf_stream_paranoid sysctl option
3416          * to determine if it's ok to access system wide OA counters
3417          * without CAP_PERFMON or CAP_SYS_ADMIN privileges.
3418          */
3419         if (privileged_op &&
3420             i915_perf_stream_paranoid && !perfmon_capable()) {
3421                 DRM_DEBUG("Insufficient privileges to open i915 perf stream\n");
3422                 ret = -EACCES;
3423                 goto err_ctx;
3424         }
3425
3426         stream = kzalloc(sizeof(*stream), GFP_KERNEL);
3427         if (!stream) {
3428                 ret = -ENOMEM;
3429                 goto err_ctx;
3430         }
3431
3432         stream->perf = perf;
3433         stream->ctx = specific_ctx;
3434         stream->poll_oa_period = props->poll_oa_period;
3435
3436         ret = i915_oa_stream_init(stream, param, props);
3437         if (ret)
3438                 goto err_alloc;
3439
3440         /* we avoid simply assigning stream->sample_flags = props->sample_flags
3441          * to have _stream_init check the combination of sample flags more
3442          * thoroughly, but still this is the expected result at this point.
3443          */
3444         if (WARN_ON(stream->sample_flags != props->sample_flags)) {
3445                 ret = -ENODEV;
3446                 goto err_flags;
3447         }
3448
3449         if (param->flags & I915_PERF_FLAG_FD_CLOEXEC)
3450                 f_flags |= O_CLOEXEC;
3451         if (param->flags & I915_PERF_FLAG_FD_NONBLOCK)
3452                 f_flags |= O_NONBLOCK;
3453
3454         stream_fd = anon_inode_getfd("[i915_perf]", &fops, stream, f_flags);
3455         if (stream_fd < 0) {
3456                 ret = stream_fd;
3457                 goto err_flags;
3458         }
3459
3460         if (!(param->flags & I915_PERF_FLAG_DISABLED))
3461                 i915_perf_enable_locked(stream);
3462
3463         /* Take a reference on the driver that will be kept with stream_fd
3464          * until its release.
3465          */
3466         drm_dev_get(&perf->i915->drm);
3467
3468         return stream_fd;
3469
3470 err_flags:
3471         if (stream->ops->destroy)
3472                 stream->ops->destroy(stream);
3473 err_alloc:
3474         kfree(stream);
3475 err_ctx:
3476         if (specific_ctx)
3477                 i915_gem_context_put(specific_ctx);
3478 err:
3479         return ret;
3480 }
3481
3482 static u64 oa_exponent_to_ns(struct i915_perf *perf, int exponent)
3483 {
3484         return i915_cs_timestamp_ticks_to_ns(perf->i915, 2ULL << exponent);
3485 }
3486
3487 /**
3488  * read_properties_unlocked - validate + copy userspace stream open properties
3489  * @perf: i915 perf instance
3490  * @uprops: The array of u64 key value pairs given by userspace
3491  * @n_props: The number of key value pairs expected in @uprops
3492  * @props: The stream configuration built up while validating properties
3493  *
3494  * Note this function only validates properties in isolation it doesn't
3495  * validate that the combination of properties makes sense or that all
3496  * properties necessary for a particular kind of stream have been set.
3497  *
3498  * Note that there currently aren't any ordering requirements for properties so
3499  * we shouldn't validate or assume anything about ordering here. This doesn't
3500  * rule out defining new properties with ordering requirements in the future.
3501  */
3502 static int read_properties_unlocked(struct i915_perf *perf,
3503                                     u64 __user *uprops,
3504                                     u32 n_props,
3505                                     struct perf_open_properties *props)
3506 {
3507         u64 __user *uprop = uprops;
3508         u32 i;
3509         int ret;
3510
3511         memset(props, 0, sizeof(struct perf_open_properties));
3512         props->poll_oa_period = DEFAULT_POLL_PERIOD_NS;
3513
3514         if (!n_props) {
3515                 DRM_DEBUG("No i915 perf properties given\n");
3516                 return -EINVAL;
3517         }
3518
3519         /* At the moment we only support using i915-perf on the RCS. */
3520         props->engine = intel_engine_lookup_user(perf->i915,
3521                                                  I915_ENGINE_CLASS_RENDER,
3522                                                  0);
3523         if (!props->engine) {
3524                 DRM_DEBUG("No RENDER-capable engines\n");
3525                 return -EINVAL;
3526         }
3527
3528         /* Considering that ID = 0 is reserved and assuming that we don't
3529          * (currently) expect any configurations to ever specify duplicate
3530          * values for a particular property ID then the last _PROP_MAX value is
3531          * one greater than the maximum number of properties we expect to get
3532          * from userspace.
3533          */
3534         if (n_props >= DRM_I915_PERF_PROP_MAX) {
3535                 DRM_DEBUG("More i915 perf properties specified than exist\n");
3536                 return -EINVAL;
3537         }
3538
3539         for (i = 0; i < n_props; i++) {
3540                 u64 oa_period, oa_freq_hz;
3541                 u64 id, value;
3542
3543                 ret = get_user(id, uprop);
3544                 if (ret)
3545                         return ret;
3546
3547                 ret = get_user(value, uprop + 1);
3548                 if (ret)
3549                         return ret;
3550
3551                 if (id == 0 || id >= DRM_I915_PERF_PROP_MAX) {
3552                         DRM_DEBUG("Unknown i915 perf property ID\n");
3553                         return -EINVAL;
3554                 }
3555
3556                 switch ((enum drm_i915_perf_property_id)id) {
3557                 case DRM_I915_PERF_PROP_CTX_HANDLE:
3558                         props->single_context = 1;
3559                         props->ctx_handle = value;
3560                         break;
3561                 case DRM_I915_PERF_PROP_SAMPLE_OA:
3562                         if (value)
3563                                 props->sample_flags |= SAMPLE_OA_REPORT;
3564                         break;
3565                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_METRICS_SET:
3566                         if (value == 0) {
3567                                 DRM_DEBUG("Unknown OA metric set ID\n");
3568                                 return -EINVAL;
3569                         }
3570                         props->metrics_set = value;
3571                         break;
3572                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_FORMAT:
3573                         if (value == 0 || value >= I915_OA_FORMAT_MAX) {
3574                                 DRM_DEBUG("Out-of-range OA report format %llu\n",
3575                                           value);
3576                                 return -EINVAL;
3577                         }
3578                         if (!perf->oa_formats[value].size) {
3579                                 DRM_DEBUG("Unsupported OA report format %llu\n",
3580                                           value);
3581                                 return -EINVAL;
3582                         }
3583                         props->oa_format = value;
3584                         break;
3585                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_EXPONENT:
3586                         if (value > OA_EXPONENT_MAX) {
3587                                 DRM_DEBUG("OA timer exponent too high (> %u)\n",
3588                                          OA_EXPONENT_MAX);
3589                                 return -EINVAL;
3590                         }
3591
3592                         /* Theoretically we can program the OA unit to sample
3593                          * e.g. every 160ns for HSW, 167ns for BDW/SKL or 104ns
3594                          * for BXT. We don't allow such high sampling
3595                          * frequencies by default unless root.
3596                          */
3597
3598                         BUILD_BUG_ON(sizeof(oa_period) != 8);
3599                         oa_period = oa_exponent_to_ns(perf, value);
3600
3601                         /* This check is primarily to ensure that oa_period <=
3602                          * UINT32_MAX (before passing to do_div which only
3603                          * accepts a u32 denominator), but we can also skip
3604                          * checking anything < 1Hz which implicitly can't be
3605                          * limited via an integer oa_max_sample_rate.
3606                          */
3607                         if (oa_period <= NSEC_PER_SEC) {
3608                                 u64 tmp = NSEC_PER_SEC;
3609                                 do_div(tmp, oa_period);
3610                                 oa_freq_hz = tmp;
3611                         } else
3612                                 oa_freq_hz = 0;
3613
3614                         if (oa_freq_hz > i915_oa_max_sample_rate && !perfmon_capable()) {
3615                                 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",
3616                                           i915_oa_max_sample_rate);
3617                                 return -EACCES;
3618                         }
3619
3620                         props->oa_periodic = true;
3621                         props->oa_period_exponent = value;
3622                         break;
3623                 case DRM_I915_PERF_PROP_HOLD_PREEMPTION:
3624                         props->hold_preemption = !!value;
3625                         break;
3626                 case DRM_I915_PERF_PROP_GLOBAL_SSEU: {
3627                         struct drm_i915_gem_context_param_sseu user_sseu;
3628
3629                         if (copy_from_user(&user_sseu,
3630                                            u64_to_user_ptr(value),
3631                                            sizeof(user_sseu))) {
3632                                 DRM_DEBUG("Unable to copy global sseu parameter\n");
3633                                 return -EFAULT;
3634                         }
3635
3636                         ret = get_sseu_config(&props->sseu, props->engine, &user_sseu);
3637                         if (ret) {
3638                                 DRM_DEBUG("Invalid SSEU configuration\n");
3639                                 return ret;
3640                         }
3641                         props->has_sseu = true;
3642                         break;
3643                 }
3644                 case DRM_I915_PERF_PROP_POLL_OA_PERIOD:
3645                         if (value < 100000 /* 100us */) {
3646                                 DRM_DEBUG("OA availability timer too small (%lluns < 100us)\n",
3647                                           value);
3648                                 return -EINVAL;
3649                         }
3650                         props->poll_oa_period = value;
3651                         break;
3652                 case DRM_I915_PERF_PROP_MAX:
3653                         MISSING_CASE(id);
3654                         return -EINVAL;
3655                 }
3656
3657                 uprop += 2;
3658         }
3659
3660         return 0;
3661 }
3662
3663 /**
3664  * i915_perf_open_ioctl - DRM ioctl() for userspace to open a stream FD
3665  * @dev: drm device
3666  * @data: ioctl data copied from userspace (unvalidated)
3667  * @file: drm file
3668  *
3669  * Validates the stream open parameters given by userspace including flags
3670  * and an array of u64 key, value pair properties.
3671  *
3672  * Very little is assumed up front about the nature of the stream being
3673  * opened (for instance we don't assume it's for periodic OA unit metrics). An
3674  * i915-perf stream is expected to be a suitable interface for other forms of
3675  * buffered data written by the GPU besides periodic OA metrics.
3676  *
3677  * Note we copy the properties from userspace outside of the i915 perf
3678  * mutex to avoid an awkward lockdep with mmap_lock.
3679  *
3680  * Most of the implementation details are handled by
3681  * i915_perf_open_ioctl_locked() after taking the &perf->lock
3682  * mutex for serializing with any non-file-operation driver hooks.
3683  *
3684  * Return: A newly opened i915 Perf stream file descriptor or negative
3685  * error code on failure.
3686  */
3687 int i915_perf_open_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
3688                          struct drm_file *file)
3689 {
3690         struct i915_perf *perf = &to_i915(dev)->perf;
3691         struct drm_i915_perf_open_param *param = data;
3692         struct perf_open_properties props;
3693         u32 known_open_flags;
3694         int ret;
3695
3696         if (!perf->i915) {
3697                 DRM_DEBUG("i915 perf interface not available for this system\n");
3698                 return -ENOTSUPP;
3699         }
3700
3701         known_open_flags = I915_PERF_FLAG_FD_CLOEXEC |
3702                            I915_PERF_FLAG_FD_NONBLOCK |
3703                            I915_PERF_FLAG_DISABLED;
3704         if (param->flags & ~known_open_flags) {
3705                 DRM_DEBUG("Unknown drm_i915_perf_open_param flag\n");
3706                 return -EINVAL;
3707         }
3708
3709         ret = read_properties_unlocked(perf,
3710                                        u64_to_user_ptr(param->properties_ptr),
3711                                        param->num_properties,
3712                                        &props);
3713         if (ret)
3714                 return ret;
3715
3716         mutex_lock(&perf->lock);
3717         ret = i915_perf_open_ioctl_locked(perf, param, &props, file);
3718         mutex_unlock(&perf->lock);
3719
3720         return ret;
3721 }
3722
3723 /**
3724  * i915_perf_register - exposes i915-perf to userspace
3725  * @i915: i915 device instance
3726  *
3727  * In particular OA metric sets are advertised under a sysfs metrics/
3728  * directory allowing userspace to enumerate valid IDs that can be
3729  * used to open an i915-perf stream.
3730  */
3731 void i915_perf_register(struct drm_i915_private *i915)
3732 {
3733         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
3734
3735         if (!perf->i915)
3736                 return;
3737
3738         /* To be sure we're synchronized with an attempted
3739          * i915_perf_open_ioctl(); considering that we register after
3740          * being exposed to userspace.
3741          */
3742         mutex_lock(&perf->lock);
3743
3744         perf->metrics_kobj =
3745                 kobject_create_and_add("metrics",
3746                                        &i915->drm.primary->kdev->kobj);
3747
3748         mutex_unlock(&perf->lock);
3749 }
3750
3751 /**
3752  * i915_perf_unregister - hide i915-perf from userspace
3753  * @i915: i915 device instance
3754  *
3755  * i915-perf state cleanup is split up into an 'unregister' and
3756  * 'deinit' phase where the interface is first hidden from
3757  * userspace by i915_perf_unregister() before cleaning up
3758  * remaining state in i915_perf_fini().
3759  */
3760 void i915_perf_unregister(struct drm_i915_private *i915)
3761 {
3762         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
3763
3764         if (!perf->metrics_kobj)
3765                 return;
3766
3767         kobject_put(perf->metrics_kobj);
3768         perf->metrics_kobj = NULL;
3769 }
3770
3771 static bool gen8_is_valid_flex_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3772 {
3773         static const i915_reg_t flex_eu_regs[] = {
3774                 EU_PERF_CNTL0,
3775                 EU_PERF_CNTL1,
3776                 EU_PERF_CNTL2,
3777                 EU_PERF_CNTL3,
3778                 EU_PERF_CNTL4,
3779                 EU_PERF_CNTL5,
3780                 EU_PERF_CNTL6,
3781         };
3782         int i;
3783
3784         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(flex_eu_regs); i++) {
3785                 if (i915_mmio_reg_offset(flex_eu_regs[i]) == addr)
3786                         return true;
3787         }
3788         return false;
3789 }
3790
3791 #define ADDR_IN_RANGE(addr, start, end) \
3792         ((addr) >= (start) && \
3793          (addr) <= (end))
3794
3795 #define REG_IN_RANGE(addr, start, end) \
3796         ((addr) >= i915_mmio_reg_offset(start) && \
3797          (addr) <= i915_mmio_reg_offset(end))
3798
3799 #define REG_EQUAL(addr, mmio) \
3800         ((addr) == i915_mmio_reg_offset(mmio))
3801
3802 static bool gen7_is_valid_b_counter_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3803 {
3804         return REG_IN_RANGE(addr, OASTARTTRIG1, OASTARTTRIG8) ||
3805                REG_IN_RANGE(addr, OAREPORTTRIG1, OAREPORTTRIG8) ||
3806                REG_IN_RANGE(addr, OACEC0_0, OACEC7_1);
3807 }
3808
3809 static bool gen7_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3810 {
3811         return REG_EQUAL(addr, HALF_SLICE_CHICKEN2) ||
3812                REG_IN_RANGE(addr, MICRO_BP0_0, NOA_WRITE) ||
3813                REG_IN_RANGE(addr, OA_PERFCNT1_LO, OA_PERFCNT2_HI) ||
3814                REG_IN_RANGE(addr, OA_PERFMATRIX_LO, OA_PERFMATRIX_HI);
3815 }
3816
3817 static bool gen8_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3818 {
3819         return gen7_is_valid_mux_addr(perf, addr) ||
3820                REG_EQUAL(addr, WAIT_FOR_RC6_EXIT) ||
3821                REG_IN_RANGE(addr, RPM_CONFIG0, NOA_CONFIG(8));
3822 }
3823
3824 static bool gen10_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3825 {
3826         return gen8_is_valid_mux_addr(perf, addr) ||
3827                REG_EQUAL(addr, GEN10_NOA_WRITE_HIGH) ||
3828                REG_IN_RANGE(addr, OA_PERFCNT3_LO, OA_PERFCNT4_HI);
3829 }
3830
3831 static bool hsw_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3832 {
3833         return gen7_is_valid_mux_addr(perf, addr) ||
3834                ADDR_IN_RANGE(addr, 0x25100, 0x2FF90) ||
3835                REG_IN_RANGE(addr, HSW_MBVID2_NOA0, HSW_MBVID2_NOA9) ||
3836                REG_EQUAL(addr, HSW_MBVID2_MISR0);
3837 }
3838
3839 static bool chv_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3840 {
3841         return gen7_is_valid_mux_addr(perf, addr) ||
3842                ADDR_IN_RANGE(addr, 0x182300, 0x1823A4);
3843 }
3844
3845 static bool gen12_is_valid_b_counter_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3846 {
3847         return REG_IN_RANGE(addr, GEN12_OAG_OASTARTTRIG1, GEN12_OAG_OASTARTTRIG8) ||
3848                REG_IN_RANGE(addr, GEN12_OAG_OAREPORTTRIG1, GEN12_OAG_OAREPORTTRIG8) ||
3849                REG_IN_RANGE(addr, GEN12_OAG_CEC0_0, GEN12_OAG_CEC7_1) ||
3850                REG_IN_RANGE(addr, GEN12_OAG_SCEC0_0, GEN12_OAG_SCEC7_1) ||
3851                REG_EQUAL(addr, GEN12_OAA_DBG_REG) ||
3852                REG_EQUAL(addr, GEN12_OAG_OA_PESS) ||
3853                REG_EQUAL(addr, GEN12_OAG_SPCTR_CNF);
3854 }
3855
3856 static bool gen12_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3857 {
3858         return REG_EQUAL(addr, NOA_WRITE) ||
3859                REG_EQUAL(addr, GEN10_NOA_WRITE_HIGH) ||
3860                REG_EQUAL(addr, GDT_CHICKEN_BITS) ||
3861                REG_EQUAL(addr, WAIT_FOR_RC6_EXIT) ||
3862                REG_EQUAL(addr, RPM_CONFIG0) ||
3863                REG_EQUAL(addr, RPM_CONFIG1) ||
3864                REG_IN_RANGE(addr, NOA_CONFIG(0), NOA_CONFIG(8));
3865 }
3866
3867 static u32 mask_reg_value(u32 reg, u32 val)
3868 {
3869         /* HALF_SLICE_CHICKEN2 is programmed with a the
3870          * WaDisableSTUnitPowerOptimization workaround. Make sure the value
3871          * programmed by userspace doesn't change this.
3872          */
3873         if (REG_EQUAL(reg, HALF_SLICE_CHICKEN2))
3874                 val = val & ~_MASKED_BIT_ENABLE(GEN8_ST_PO_DISABLE);
3875
3876         /* WAIT_FOR_RC6_EXIT has only one bit fullfilling the function
3877          * indicated by its name and a bunch of selection fields used by OA
3878          * configs.
3879          */
3880         if (REG_EQUAL(reg, WAIT_FOR_RC6_EXIT))
3881                 val = val & ~_MASKED_BIT_ENABLE(HSW_WAIT_FOR_RC6_EXIT_ENABLE);
3882
3883         return val;
3884 }
3885
3886 static struct i915_oa_reg *alloc_oa_regs(struct i915_perf *perf,
3887                                          bool (*is_valid)(struct i915_perf *perf, u32 addr),
3888                                          u32 __user *regs,
3889                                          u32 n_regs)
3890 {
3891         struct i915_oa_reg *oa_regs;
3892         int err;
3893         u32 i;
3894
3895         if (!n_regs)
3896                 return NULL;
3897
3898         /* No is_valid function means we're not allowing any register to be programmed. */
3899         GEM_BUG_ON(!is_valid);
3900         if (!is_valid)
3901                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3902
3903         oa_regs = kmalloc_array(n_regs, sizeof(*oa_regs), GFP_KERNEL);
3904         if (!oa_regs)
3905                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
3906
3907         for (i = 0; i < n_regs; i++) {
3908                 u32 addr, value;
3909
3910                 err = get_user(addr, regs);
3911                 if (err)
3912                         goto addr_err;
3913
3914                 if (!is_valid(perf, addr)) {
3915                         DRM_DEBUG("Invalid oa_reg address: %X\n", addr);
3916                         err = -EINVAL;
3917                         goto addr_err;
3918                 }
3919
3920                 err = get_user(value, regs + 1);
3921                 if (err)
3922                         goto addr_err;
3923
3924                 oa_regs[i].addr = _MMIO(addr);
3925                 oa_regs[i].value = mask_reg_value(addr, value);
3926
3927                 regs += 2;
3928         }
3929
3930         return oa_regs;
3931
3932 addr_err:
3933         kfree(oa_regs);
3934         return ERR_PTR(err);
3935 }
3936
3937 static ssize_t show_dynamic_id(struct device *dev,
3938                                struct device_attribute *attr,
3939                                char *buf)
3940 {
3941         struct i915_oa_config *oa_config =
3942                 container_of(attr, typeof(*oa_config), sysfs_metric_id);
3943
3944         return sprintf(buf, "%d\n", oa_config->id);
3945 }
3946
3947 static int create_dynamic_oa_sysfs_entry(struct i915_perf *perf,
3948                                          struct i915_oa_config *oa_config)
3949 {
3950         sysfs_attr_init(&oa_config->sysfs_metric_id.attr);
3951         oa_config->sysfs_metric_id.attr.name = "id";
3952         oa_config->sysfs_metric_id.attr.mode = S_IRUGO;
3953         oa_config->sysfs_metric_id.show = show_dynamic_id;
3954         oa_config->sysfs_metric_id.store = NULL;
3955
3956         oa_config->attrs[0] = &oa_config->sysfs_metric_id.attr;
3957         oa_config->attrs[1] = NULL;
3958
3959         oa_config->sysfs_metric.name = oa_config->uuid;
3960         oa_config->sysfs_metric.attrs = oa_config->attrs;
3961
3962         return sysfs_create_group(perf->metrics_kobj,
3963                                   &oa_config->sysfs_metric);
3964 }
3965
3966 /**
3967  * i915_perf_add_config_ioctl - DRM ioctl() for userspace to add a new OA config
3968  * @dev: drm device
3969  * @data: ioctl data (pointer to struct drm_i915_perf_oa_config) copied from
3970  *        userspace (unvalidated)
3971  * @file: drm file
3972  *
3973  * Validates the submitted OA register to be saved into a new OA config that
3974  * can then be used for programming the OA unit and its NOA network.
3975  *
3976  * Returns: A new allocated config number to be used with the perf open ioctl
3977  * or a negative error code on failure.
3978  */
3979 int i915_perf_add_config_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
3980                                struct drm_file *file)
3981 {
3982         struct i915_perf *perf = &to_i915(dev)->perf;
3983         struct drm_i915_perf_oa_config *args = data;
3984         struct i915_oa_config *oa_config, *tmp;
3985         struct i915_oa_reg *regs;
3986         int err, id;
3987
3988         if (!perf->i915) {
3989                 DRM_DEBUG("i915 perf interface not available for this system\n");
3990                 return -ENOTSUPP;
3991         }
3992
3993         if (!perf->metrics_kobj) {
3994                 DRM_DEBUG("OA metrics weren't advertised via sysfs\n");
3995                 return -EINVAL;
3996         }
3997
3998         if (i915_perf_stream_paranoid && !perfmon_capable()) {
3999                 DRM_DEBUG("Insufficient privileges to add i915 OA config\n");
4000                 return -EACCES;
4001         }
4002
4003         if ((!args->mux_regs_ptr || !args->n_mux_regs) &&
4004             (!args->boolean_regs_ptr || !args->n_boolean_regs) &&
4005             (!args->flex_regs_ptr || !args->n_flex_regs)) {
4006                 DRM_DEBUG("No OA registers given\n");
4007                 return -EINVAL;
4008         }
4009
4010         oa_config = kzalloc(sizeof(*oa_config), GFP_KERNEL);
4011         if (!oa_config) {
4012                 DRM_DEBUG("Failed to allocate memory for the OA config\n");
4013                 return -ENOMEM;
4014         }
4015
4016         oa_config->perf = perf;
4017         kref_init(&oa_config->ref);
4018
4019         if (!uuid_is_valid(args->uuid)) {
4020                 DRM_DEBUG("Invalid uuid format for OA config\n");
4021                 err = -EINVAL;
4022                 goto reg_err;
4023         }
4024
4025         /* Last character in oa_config->uuid will be 0 because oa_config is
4026          * kzalloc.
4027          */
4028         memcpy(oa_config->uuid, args->uuid, sizeof(args->uuid));
4029
4030         oa_config->mux_regs_len = args->n_mux_regs;
4031         regs = alloc_oa_regs(perf,
4032                              perf->ops.is_valid_mux_reg,
4033                              u64_to_user_ptr(args->mux_regs_ptr),
4034                              args->n_mux_regs);
4035
4036         if (IS_ERR(regs)) {
4037                 DRM_DEBUG("Failed to create OA config for mux_regs\n");
4038                 err = PTR_ERR(regs);
4039                 goto reg_err;
4040         }
4041         oa_config->mux_regs = regs;
4042
4043         oa_config->b_counter_regs_len = args->n_boolean_regs;
4044         regs = alloc_oa_regs(perf,
4045                              perf->ops.is_valid_b_counter_reg,
4046                              u64_to_user_ptr(args->boolean_regs_ptr),
4047                              args->n_boolean_regs);
4048
4049         if (IS_ERR(regs)) {
4050                 DRM_DEBUG("Failed to create OA config for b_counter_regs\n");
4051                 err = PTR_ERR(regs);
4052                 goto reg_err;
4053         }
4054         oa_config->b_counter_regs = regs;
4055
4056         if (INTEL_GEN(perf->i915) < 8) {
4057                 if (args->n_flex_regs != 0) {
4058                         err = -EINVAL;
4059                         goto reg_err;
4060                 }
4061         } else {
4062                 oa_config->flex_regs_len = args->n_flex_regs;
4063                 regs = alloc_oa_regs(perf,
4064                                      perf->ops.is_valid_flex_reg,
4065                                      u64_to_user_ptr(args->flex_regs_ptr),
4066                                      args->n_flex_regs);
4067
4068                 if (IS_ERR(regs)) {
4069                         DRM_DEBUG("Failed to create OA config for flex_regs\n");
4070                         err = PTR_ERR(regs);
4071                         goto reg_err;
4072                 }
4073                 oa_config->flex_regs = regs;
4074         }
4075
4076         err = mutex_lock_interruptible(&perf->metrics_lock);
4077         if (err)
4078                 goto reg_err;
4079
4080         /* We shouldn't have too many configs, so this iteration shouldn't be
4081          * too costly.
4082          */
4083         idr_for_each_entry(&perf->metrics_idr, tmp, id) {
4084                 if (!strcmp(tmp->uuid, oa_config->uuid)) {
4085                         DRM_DEBUG("OA config already exists with this uuid\n");
4086                         err = -EADDRINUSE;
4087                         goto sysfs_err;
4088                 }
4089         }
4090
4091         err = create_dynamic_oa_sysfs_entry(perf, oa_config);
4092         if (err) {
4093                 DRM_DEBUG("Failed to create sysfs entry for OA config\n");
4094                 goto sysfs_err;
4095         }
4096
4097         /* Config id 0 is invalid, id 1 for kernel stored test config. */
4098         oa_config->id = idr_alloc(&perf->metrics_idr,
4099                                   oa_config, 2,
4100                                   0, GFP_KERNEL);
4101         if (oa_config->id < 0) {
4102                 DRM_DEBUG("Failed to create sysfs entry for OA config\n");
4103                 err = oa_config->id;
4104                 goto sysfs_err;
4105         }
4106
4107         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4108
4109         DRM_DEBUG("Added config %s id=%i\n", oa_config->uuid, oa_config->id);
4110
4111         return oa_config->id;
4112
4113 sysfs_err:
4114         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4115 reg_err:
4116         i915_oa_config_put(oa_config);
4117         DRM_DEBUG("Failed to add new OA config\n");
4118         return err;
4119 }
4120
4121 /**
4122  * i915_perf_remove_config_ioctl - DRM ioctl() for userspace to remove an OA config
4123  * @dev: drm device
4124  * @data: ioctl data (pointer to u64 integer) copied from userspace
4125  * @file: drm file
4126  *
4127  * Configs can be removed while being used, the will stop appearing in sysfs
4128  * and their content will be freed when the stream using the config is closed.
4129  *
4130  * Returns: 0 on success or a negative error code on failure.
4131  */
4132 int i915_perf_remove_config_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
4133                                   struct drm_file *file)
4134 {
4135         struct i915_perf *perf = &to_i915(dev)->perf;
4136         u64 *arg = data;
4137         struct i915_oa_config *oa_config;
4138         int ret;
4139
4140         if (!perf->i915) {
4141                 DRM_DEBUG("i915 perf interface not available for this system\n");
4142                 return -ENOTSUPP;
4143         }
4144
4145         if (i915_perf_stream_paranoid && !perfmon_capable()) {
4146                 DRM_DEBUG("Insufficient privileges to remove i915 OA config\n");
4147                 return -EACCES;
4148         }
4149
4150         ret = mutex_lock_interruptible(&perf->metrics_lock);
4151         if (ret)
4152                 return ret;
4153
4154         oa_config = idr_find(&perf->metrics_idr, *arg);
4155         if (!oa_config) {
4156                 DRM_DEBUG("Failed to remove unknown OA config\n");
4157                 ret = -ENOENT;
4158                 goto err_unlock;
4159         }
4160
4161         GEM_BUG_ON(*arg != oa_config->id);
4162
4163         sysfs_remove_group(perf->metrics_kobj, &oa_config->sysfs_metric);
4164
4165         idr_remove(&perf->metrics_idr, *arg);
4166
4167         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4168
4169         DRM_DEBUG("Removed config %s id=%i\n", oa_config->uuid, oa_config->id);
4170
4171         i915_oa_config_put(oa_config);
4172
4173         return 0;
4174
4175 err_unlock:
4176         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4177         return ret;
4178 }
4179
4180 static struct ctl_table oa_table[] = {
4181         {
4182          .procname = "perf_stream_paranoid",
4183          .data = &i915_perf_stream_paranoid,
4184          .maxlen = sizeof(i915_perf_stream_paranoid),
4185          .mode = 0644,
4186          .proc_handler = proc_dointvec_minmax,
4187          .extra1 = SYSCTL_ZERO,
4188          .extra2 = SYSCTL_ONE,
4189          },
4190         {
4191          .procname = "oa_max_sample_rate",
4192          .data = &i915_oa_max_sample_rate,
4193          .maxlen = sizeof(i915_oa_max_sample_rate),
4194          .mode = 0644,
4195          .proc_handler = proc_dointvec_minmax,
4196          .extra1 = SYSCTL_ZERO,
4197          .extra2 = &oa_sample_rate_hard_limit,
4198          },
4199         {}
4200 };
4201
4202 static struct ctl_table i915_root[] = {
4203         {
4204          .procname = "i915",
4205          .maxlen = 0,
4206          .mode = 0555,
4207          .child = oa_table,
4208          },
4209         {}
4210 };
4211
4212 static struct ctl_table dev_root[] = {
4213         {
4214          .procname = "dev",
4215          .maxlen = 0,
4216          .mode = 0555,
4217          .child = i915_root,
4218          },
4219         {}
4220 };
4221
4222 /**
4223  * i915_perf_init - initialize i915-perf state on module bind
4224  * @i915: i915 device instance
4225  *
4226  * Initializes i915-perf state without exposing anything to userspace.
4227  *
4228  * Note: i915-perf initialization is split into an 'init' and 'register'
4229  * phase with the i915_perf_register() exposing state to userspace.
4230  */
4231 void i915_perf_init(struct drm_i915_private *i915)
4232 {
4233         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
4234
4235         /* XXX const struct i915_perf_ops! */
4236
4237         if (IS_HASWELL(i915)) {
4238                 perf->ops.is_valid_b_counter_reg = gen7_is_valid_b_counter_addr;
4239                 perf->ops.is_valid_mux_reg = hsw_is_valid_mux_addr;
4240                 perf->ops.is_valid_flex_reg = NULL;
4241                 perf->ops.enable_metric_set = hsw_enable_metric_set;
4242                 perf->ops.disable_metric_set = hsw_disable_metric_set;
4243                 perf->ops.oa_enable = gen7_oa_enable;
4244                 perf->ops.oa_disable = gen7_oa_disable;
4245                 perf->ops.read = gen7_oa_read;
4246                 perf->ops.oa_hw_tail_read = gen7_oa_hw_tail_read;
4247
4248                 perf->oa_formats = hsw_oa_formats;
4249         } else if (HAS_LOGICAL_RING_CONTEXTS(i915)) {
4250                 /* Note: that although we could theoretically also support the
4251                  * legacy ringbuffer mode on BDW (and earlier iterations of
4252                  * this driver, before upstreaming did this) it didn't seem
4253                  * worth the complexity to maintain now that BDW+ enable
4254                  * execlist mode by default.
4255                  */
4256                 perf->ops.read = gen8_oa_read;
4257
4258                 if (IS_GEN_RANGE(i915, 8, 9)) {
4259                         perf->oa_formats = gen8_plus_oa_formats;
4260
4261                         perf->ops.is_valid_b_counter_reg =
4262                                 gen7_is_valid_b_counter_addr;
4263                         perf->ops.is_valid_mux_reg =
4264                                 gen8_is_valid_mux_addr;
4265                         perf->ops.is_valid_flex_reg =
4266                                 gen8_is_valid_flex_addr;
4267
4268                         if (IS_CHERRYVIEW(i915)) {
4269                                 perf->ops.is_valid_mux_reg =
4270                                         chv_is_valid_mux_addr;
4271                         }
4272
4273                         perf->ops.oa_enable = gen8_oa_enable;
4274                         perf->ops.oa_disable = gen8_oa_disable;
4275                         perf->ops.enable_metric_set = gen8_enable_metric_set;
4276                         perf->ops.disable_metric_set = gen8_disable_metric_set;
4277                         perf->ops.oa_hw_tail_read = gen8_oa_hw_tail_read;
4278
4279                         if (IS_GEN(i915, 8)) {
4280                                 perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x120;
4281                                 perf->ctx_flexeu0_offset = 0x2ce;
4282
4283                                 perf->gen8_valid_ctx_bit = BIT(25);
4284                         } else {
4285                                 perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x128;
4286                                 perf->ctx_flexeu0_offset = 0x3de;
4287
4288                                 perf->gen8_valid_ctx_bit = BIT(16);
4289                         }
4290                 } else if (IS_GEN_RANGE(i915, 10, 11)) {
4291                         perf->oa_formats = gen8_plus_oa_formats;
4292
4293                         perf->ops.is_valid_b_counter_reg =
4294                                 gen7_is_valid_b_counter_addr;
4295                         perf->ops.is_valid_mux_reg =
4296                                 gen10_is_valid_mux_addr;
4297                         perf->ops.is_valid_flex_reg =
4298                                 gen8_is_valid_flex_addr;
4299
4300                         perf->ops.oa_enable = gen8_oa_enable;
4301                         perf->ops.oa_disable = gen8_oa_disable;
4302                         perf->ops.enable_metric_set = gen8_enable_metric_set;
4303                         perf->ops.disable_metric_set = gen10_disable_metric_set;
4304                         perf->ops.oa_hw_tail_read = gen8_oa_hw_tail_read;
4305
4306                         if (IS_GEN(i915, 10)) {
4307                                 perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x128;
4308                                 perf->ctx_flexeu0_offset = 0x3de;
4309                         } else {
4310                                 perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x124;
4311                                 perf->ctx_flexeu0_offset = 0x78e;
4312                         }
4313                         perf->gen8_valid_ctx_bit = BIT(16);
4314                 } else if (IS_GEN(i915, 12)) {
4315                         perf->oa_formats = gen12_oa_formats;
4316
4317                         perf->ops.is_valid_b_counter_reg =
4318                                 gen12_is_valid_b_counter_addr;
4319                         perf->ops.is_valid_mux_reg =
4320                                 gen12_is_valid_mux_addr;
4321                         perf->ops.is_valid_flex_reg =
4322                                 gen8_is_valid_flex_addr;
4323
4324                         perf->ops.oa_enable = gen12_oa_enable;
4325                         perf->ops.oa_disable = gen12_oa_disable;
4326                         perf->ops.enable_metric_set = gen12_enable_metric_set;
4327                         perf->ops.disable_metric_set = gen12_disable_metric_set;
4328                         perf->ops.oa_hw_tail_read = gen12_oa_hw_tail_read;
4329
4330                         perf->ctx_flexeu0_offset = 0;
4331                         perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x144;
4332                 }
4333         }
4334
4335         if (perf->ops.enable_metric_set) {
4336                 mutex_init(&perf->lock);
4337
4338                 oa_sample_rate_hard_limit =
4339                         RUNTIME_INFO(i915)->cs_timestamp_frequency_hz / 2;
4340
4341                 mutex_init(&perf->metrics_lock);
4342                 idr_init(&perf->metrics_idr);
4343
4344                 /* We set up some ratelimit state to potentially throttle any
4345                  * _NOTES about spurious, invalid OA reports which we don't
4346                  * forward to userspace.
4347                  *
4348                  * We print a _NOTE about any throttling when closing the
4349                  * stream instead of waiting until driver _fini which no one
4350                  * would ever see.
4351                  *
4352                  * Using the same limiting factors as printk_ratelimit()
4353                  */
4354                 ratelimit_state_init(&perf->spurious_report_rs, 5 * HZ, 10);
4355                 /* Since we use a DRM_NOTE for spurious reports it would be
4356                  * inconsistent to let __ratelimit() automatically print a
4357                  * warning for throttling.
4358                  */
4359                 ratelimit_set_flags(&perf->spurious_report_rs,
4360                                     RATELIMIT_MSG_ON_RELEASE);
4361
4362                 ratelimit_state_init(&perf->tail_pointer_race,
4363                                      5 * HZ, 10);
4364                 ratelimit_set_flags(&perf->tail_pointer_race,
4365                                     RATELIMIT_MSG_ON_RELEASE);
4366
4367                 atomic64_set(&perf->noa_programming_delay,
4368                              500 * 1000 /* 500us */);
4369
4370                 perf->i915 = i915;
4371         }
4372 }
4373
4374 static int destroy_config(int id, void *p, void *data)
4375 {
4376         i915_oa_config_put(p);
4377         return 0;
4378 }
4379
4380 void i915_perf_sysctl_register(void)
4381 {
4382         sysctl_header = register_sysctl_table(dev_root);
4383 }
4384
4385 void i915_perf_sysctl_unregister(void)
4386 {
4387         unregister_sysctl_table(sysctl_header);
4388 }
4389
4390 /**
4391  * i915_perf_fini - Counter part to i915_perf_init()
4392  * @i915: i915 device instance
4393  */
4394 void i915_perf_fini(struct drm_i915_private *i915)
4395 {
4396         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
4397
4398         if (!perf->i915)
4399                 return;
4400
4401         idr_for_each(&perf->metrics_idr, destroy_config, perf);
4402         idr_destroy(&perf->metrics_idr);
4403
4404         memset(&perf->ops, 0, sizeof(perf->ops));
4405         perf->i915 = NULL;
4406 }
4407
4408 /**
4409  * i915_perf_ioctl_version - Version of the i915-perf subsystem
4410  *
4411  * This version number is used by userspace to detect available features.
4412  */
4413 int i915_perf_ioctl_version(void)
4414 {
4415         /*
4416          * 1: Initial version
4417          *   I915_PERF_IOCTL_ENABLE
4418          *   I915_PERF_IOCTL_DISABLE
4419          *
4420          * 2: Added runtime modification of OA config.
4421          *   I915_PERF_IOCTL_CONFIG
4422          *
4423          * 3: Add DRM_I915_PERF_PROP_HOLD_PREEMPTION parameter to hold
4424          *    preemption on a particular context so that performance data is
4425          *    accessible from a delta of MI_RPC reports without looking at the
4426          *    OA buffer.
4427          *
4428          * 4: Add DRM_I915_PERF_PROP_ALLOWED_SSEU to limit what contexts can
4429          *    be run for the duration of the performance recording based on
4430          *    their SSEU configuration.
4431          *
4432          * 5: Add DRM_I915_PERF_PROP_POLL_OA_PERIOD parameter that controls the
4433          *    interval for the hrtimer used to check for OA data.
4434          */
4435         return 5;
4436 }
4437
4438 #if IS_ENABLED(CONFIG_DRM_I915_SELFTEST)
4439 #include "selftests/i915_perf.c"
4440 #endif