Merge tag 'drm-intel-fixes-2020-05-07' of git://anongit.freedesktop.org/drm/drm-intel...
[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 #include "oa/i915_oa_hsw.h"
208 #include "oa/i915_oa_bdw.h"
209 #include "oa/i915_oa_chv.h"
210 #include "oa/i915_oa_sklgt2.h"
211 #include "oa/i915_oa_sklgt3.h"
212 #include "oa/i915_oa_sklgt4.h"
213 #include "oa/i915_oa_bxt.h"
214 #include "oa/i915_oa_kblgt2.h"
215 #include "oa/i915_oa_kblgt3.h"
216 #include "oa/i915_oa_glk.h"
217 #include "oa/i915_oa_cflgt2.h"
218 #include "oa/i915_oa_cflgt3.h"
219 #include "oa/i915_oa_cnl.h"
220 #include "oa/i915_oa_icl.h"
221 #include "oa/i915_oa_tgl.h"
222
223 /* HW requires this to be a power of two, between 128k and 16M, though driver
224  * is currently generally designed assuming the largest 16M size is used such
225  * that the overflow cases are unlikely in normal operation.
226  */
227 #define OA_BUFFER_SIZE          SZ_16M
228
229 #define OA_TAKEN(tail, head)    ((tail - head) & (OA_BUFFER_SIZE - 1))
230
231 /**
232  * DOC: OA Tail Pointer Race
233  *
234  * There's a HW race condition between OA unit tail pointer register updates and
235  * writes to memory whereby the tail pointer can sometimes get ahead of what's
236  * been written out to the OA buffer so far (in terms of what's visible to the
237  * CPU).
238  *
239  * Although this can be observed explicitly while copying reports to userspace
240  * by checking for a zeroed report-id field in tail reports, we want to account
241  * for this earlier, as part of the oa_buffer_check to avoid lots of redundant
242  * read() attempts.
243  *
244  * In effect we define a tail pointer for reading that lags the real tail
245  * pointer by at least %OA_TAIL_MARGIN_NSEC nanoseconds, which gives enough
246  * time for the corresponding reports to become visible to the CPU.
247  *
248  * To manage this we actually track two tail pointers:
249  *  1) An 'aging' tail with an associated timestamp that is tracked until we
250  *     can trust the corresponding data is visible to the CPU; at which point
251  *     it is considered 'aged'.
252  *  2) An 'aged' tail that can be used for read()ing.
253  *
254  * The two separate pointers let us decouple read()s from tail pointer aging.
255  *
256  * The tail pointers are checked and updated at a limited rate within a hrtimer
257  * callback (the same callback that is used for delivering EPOLLIN events)
258  *
259  * Initially the tails are marked invalid with %INVALID_TAIL_PTR which
260  * indicates that an updated tail pointer is needed.
261  *
262  * Most of the implementation details for this workaround are in
263  * oa_buffer_check_unlocked() and _append_oa_reports()
264  *
265  * Note for posterity: previously the driver used to define an effective tail
266  * pointer that lagged the real pointer by a 'tail margin' measured in bytes
267  * derived from %OA_TAIL_MARGIN_NSEC and the configured sampling frequency.
268  * This was flawed considering that the OA unit may also automatically generate
269  * non-periodic reports (such as on context switch) or the OA unit may be
270  * enabled without any periodic sampling.
271  */
272 #define OA_TAIL_MARGIN_NSEC     100000ULL
273 #define INVALID_TAIL_PTR        0xffffffff
274
275 /* frequency for checking whether the OA unit has written new reports to the
276  * circular OA buffer...
277  */
278 #define POLL_FREQUENCY 200
279 #define POLL_PERIOD (NSEC_PER_SEC / POLL_FREQUENCY)
280
281 /* for sysctl proc_dointvec_minmax of dev.i915.perf_stream_paranoid */
282 static u32 i915_perf_stream_paranoid = true;
283
284 /* The maximum exponent the hardware accepts is 63 (essentially it selects one
285  * of the 64bit timestamp bits to trigger reports from) but there's currently
286  * no known use case for sampling as infrequently as once per 47 thousand years.
287  *
288  * Since the timestamps included in OA reports are only 32bits it seems
289  * reasonable to limit the OA exponent where it's still possible to account for
290  * overflow in OA report timestamps.
291  */
292 #define OA_EXPONENT_MAX 31
293
294 #define INVALID_CTX_ID 0xffffffff
295
296 /* On Gen8+ automatically triggered OA reports include a 'reason' field... */
297 #define OAREPORT_REASON_MASK           0x3f
298 #define OAREPORT_REASON_MASK_EXTENDED  0x7f
299 #define OAREPORT_REASON_SHIFT          19
300 #define OAREPORT_REASON_TIMER          (1<<0)
301 #define OAREPORT_REASON_CTX_SWITCH     (1<<3)
302 #define OAREPORT_REASON_CLK_RATIO      (1<<5)
303
304
305 /* For sysctl proc_dointvec_minmax of i915_oa_max_sample_rate
306  *
307  * The highest sampling frequency we can theoretically program the OA unit
308  * with is always half the timestamp frequency: E.g. 6.25Mhz for Haswell.
309  *
310  * Initialized just before we register the sysctl parameter.
311  */
312 static int oa_sample_rate_hard_limit;
313
314 /* Theoretically we can program the OA unit to sample every 160ns but don't
315  * allow that by default unless root...
316  *
317  * The default threshold of 100000Hz is based on perf's similar
318  * kernel.perf_event_max_sample_rate sysctl parameter.
319  */
320 static u32 i915_oa_max_sample_rate = 100000;
321
322 /* XXX: beware if future OA HW adds new report formats that the current
323  * code assumes all reports have a power-of-two size and ~(size - 1) can
324  * be used as a mask to align the OA tail pointer.
325  */
326 static const struct i915_oa_format hsw_oa_formats[I915_OA_FORMAT_MAX] = {
327         [I915_OA_FORMAT_A13]        = { 0, 64 },
328         [I915_OA_FORMAT_A29]        = { 1, 128 },
329         [I915_OA_FORMAT_A13_B8_C8]  = { 2, 128 },
330         /* A29_B8_C8 Disallowed as 192 bytes doesn't factor into buffer size */
331         [I915_OA_FORMAT_B4_C8]      = { 4, 64 },
332         [I915_OA_FORMAT_A45_B8_C8]  = { 5, 256 },
333         [I915_OA_FORMAT_B4_C8_A16]  = { 6, 128 },
334         [I915_OA_FORMAT_C4_B8]      = { 7, 64 },
335 };
336
337 static const struct i915_oa_format gen8_plus_oa_formats[I915_OA_FORMAT_MAX] = {
338         [I915_OA_FORMAT_A12]                = { 0, 64 },
339         [I915_OA_FORMAT_A12_B8_C8]          = { 2, 128 },
340         [I915_OA_FORMAT_A32u40_A4u32_B8_C8] = { 5, 256 },
341         [I915_OA_FORMAT_C4_B8]              = { 7, 64 },
342 };
343
344 static const struct i915_oa_format gen12_oa_formats[I915_OA_FORMAT_MAX] = {
345         [I915_OA_FORMAT_A32u40_A4u32_B8_C8] = { 5, 256 },
346 };
347
348 #define SAMPLE_OA_REPORT      (1<<0)
349
350 /**
351  * struct perf_open_properties - for validated properties given to open a stream
352  * @sample_flags: `DRM_I915_PERF_PROP_SAMPLE_*` properties are tracked as flags
353  * @single_context: Whether a single or all gpu contexts should be monitored
354  * @hold_preemption: Whether the preemption is disabled for the filtered
355  *                   context
356  * @ctx_handle: A gem ctx handle for use with @single_context
357  * @metrics_set: An ID for an OA unit metric set advertised via sysfs
358  * @oa_format: An OA unit HW report format
359  * @oa_periodic: Whether to enable periodic OA unit sampling
360  * @oa_period_exponent: The OA unit sampling period is derived from this
361  * @engine: The engine (typically rcs0) being monitored by the OA unit
362  *
363  * As read_properties_unlocked() enumerates and validates the properties given
364  * to open a stream of metrics the configuration is built up in the structure
365  * which starts out zero initialized.
366  */
367 struct perf_open_properties {
368         u32 sample_flags;
369
370         u64 single_context:1;
371         u64 hold_preemption:1;
372         u64 ctx_handle;
373
374         /* OA sampling state */
375         int metrics_set;
376         int oa_format;
377         bool oa_periodic;
378         int oa_period_exponent;
379
380         struct intel_engine_cs *engine;
381 };
382
383 struct i915_oa_config_bo {
384         struct llist_node node;
385
386         struct i915_oa_config *oa_config;
387         struct i915_vma *vma;
388 };
389
390 static struct ctl_table_header *sysctl_header;
391
392 static enum hrtimer_restart oa_poll_check_timer_cb(struct hrtimer *hrtimer);
393
394 void i915_oa_config_release(struct kref *ref)
395 {
396         struct i915_oa_config *oa_config =
397                 container_of(ref, typeof(*oa_config), ref);
398
399         kfree(oa_config->flex_regs);
400         kfree(oa_config->b_counter_regs);
401         kfree(oa_config->mux_regs);
402
403         kfree_rcu(oa_config, rcu);
404 }
405
406 struct i915_oa_config *
407 i915_perf_get_oa_config(struct i915_perf *perf, int metrics_set)
408 {
409         struct i915_oa_config *oa_config;
410
411         rcu_read_lock();
412         if (metrics_set == 1)
413                 oa_config = &perf->test_config;
414         else
415                 oa_config = idr_find(&perf->metrics_idr, metrics_set);
416         if (oa_config)
417                 oa_config = i915_oa_config_get(oa_config);
418         rcu_read_unlock();
419
420         return oa_config;
421 }
422
423 static void free_oa_config_bo(struct i915_oa_config_bo *oa_bo)
424 {
425         i915_oa_config_put(oa_bo->oa_config);
426         i915_vma_put(oa_bo->vma);
427         kfree(oa_bo);
428 }
429
430 static u32 gen12_oa_hw_tail_read(struct i915_perf_stream *stream)
431 {
432         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
433
434         return intel_uncore_read(uncore, GEN12_OAG_OATAILPTR) &
435                GEN12_OAG_OATAILPTR_MASK;
436 }
437
438 static u32 gen8_oa_hw_tail_read(struct i915_perf_stream *stream)
439 {
440         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
441
442         return intel_uncore_read(uncore, GEN8_OATAILPTR) & GEN8_OATAILPTR_MASK;
443 }
444
445 static u32 gen7_oa_hw_tail_read(struct i915_perf_stream *stream)
446 {
447         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
448         u32 oastatus1 = intel_uncore_read(uncore, GEN7_OASTATUS1);
449
450         return oastatus1 & GEN7_OASTATUS1_TAIL_MASK;
451 }
452
453 /**
454  * oa_buffer_check_unlocked - check for data and update tail ptr state
455  * @stream: i915 stream instance
456  *
457  * This is either called via fops (for blocking reads in user ctx) or the poll
458  * check hrtimer (atomic ctx) to check the OA buffer tail pointer and check
459  * if there is data available for userspace to read.
460  *
461  * This function is central to providing a workaround for the OA unit tail
462  * pointer having a race with respect to what data is visible to the CPU.
463  * It is responsible for reading tail pointers from the hardware and giving
464  * the pointers time to 'age' before they are made available for reading.
465  * (See description of OA_TAIL_MARGIN_NSEC above for further details.)
466  *
467  * Besides returning true when there is data available to read() this function
468  * also has the side effect of updating the oa_buffer.tails[], .aging_timestamp
469  * and .aged_tail_idx state used for reading.
470  *
471  * Note: It's safe to read OA config state here unlocked, assuming that this is
472  * only called while the stream is enabled, while the global OA configuration
473  * can't be modified.
474  *
475  * Returns: %true if the OA buffer contains data, else %false
476  */
477 static bool oa_buffer_check_unlocked(struct i915_perf_stream *stream)
478 {
479         int report_size = stream->oa_buffer.format_size;
480         unsigned long flags;
481         unsigned int aged_idx;
482         u32 head, hw_tail, aged_tail, aging_tail;
483         u64 now;
484
485         /* We have to consider the (unlikely) possibility that read() errors
486          * could result in an OA buffer reset which might reset the head,
487          * tails[] and aged_tail state.
488          */
489         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
490
491         /* NB: The head we observe here might effectively be a little out of
492          * date (between head and tails[aged_idx].offset if there is currently
493          * a read() in progress.
494          */
495         head = stream->oa_buffer.head;
496
497         aged_idx = stream->oa_buffer.aged_tail_idx;
498         aged_tail = stream->oa_buffer.tails[aged_idx].offset;
499         aging_tail = stream->oa_buffer.tails[!aged_idx].offset;
500
501         hw_tail = stream->perf->ops.oa_hw_tail_read(stream);
502
503         /* The tail pointer increases in 64 byte increments,
504          * not in report_size steps...
505          */
506         hw_tail &= ~(report_size - 1);
507
508         now = ktime_get_mono_fast_ns();
509
510         /* Update the aged tail
511          *
512          * Flip the tail pointer available for read()s once the aging tail is
513          * old enough to trust that the corresponding data will be visible to
514          * the CPU...
515          *
516          * Do this before updating the aging pointer in case we may be able to
517          * immediately start aging a new pointer too (if new data has become
518          * available) without needing to wait for a later hrtimer callback.
519          */
520         if (aging_tail != INVALID_TAIL_PTR &&
521             ((now - stream->oa_buffer.aging_timestamp) >
522              OA_TAIL_MARGIN_NSEC)) {
523
524                 aged_idx ^= 1;
525                 stream->oa_buffer.aged_tail_idx = aged_idx;
526
527                 aged_tail = aging_tail;
528
529                 /* Mark that we need a new pointer to start aging... */
530                 stream->oa_buffer.tails[!aged_idx].offset = INVALID_TAIL_PTR;
531                 aging_tail = INVALID_TAIL_PTR;
532         }
533
534         /* Update the aging tail
535          *
536          * We throttle aging tail updates until we have a new tail that
537          * represents >= one report more data than is already available for
538          * reading. This ensures there will be enough data for a successful
539          * read once this new pointer has aged and ensures we will give the new
540          * pointer time to age.
541          */
542         if (aging_tail == INVALID_TAIL_PTR &&
543             (aged_tail == INVALID_TAIL_PTR ||
544              OA_TAKEN(hw_tail, aged_tail) >= report_size)) {
545                 struct i915_vma *vma = stream->oa_buffer.vma;
546                 u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(vma);
547
548                 /* Be paranoid and do a bounds check on the pointer read back
549                  * from hardware, just in case some spurious hardware condition
550                  * could put the tail out of bounds...
551                  */
552                 if (hw_tail >= gtt_offset &&
553                     hw_tail < (gtt_offset + OA_BUFFER_SIZE)) {
554                         stream->oa_buffer.tails[!aged_idx].offset =
555                                 aging_tail = hw_tail;
556                         stream->oa_buffer.aging_timestamp = now;
557                 } else {
558                         drm_err(&stream->perf->i915->drm,
559                                 "Ignoring spurious out of range OA buffer tail pointer = %x\n",
560                                 hw_tail);
561                 }
562         }
563
564         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
565
566         return aged_tail == INVALID_TAIL_PTR ?
567                 false : OA_TAKEN(aged_tail, head) >= report_size;
568 }
569
570 /**
571  * append_oa_status - Appends a status record to a userspace read() buffer.
572  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
573  * @buf: destination buffer given by userspace
574  * @count: the number of bytes userspace wants to read
575  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
576  * @type: The kind of status to report to userspace
577  *
578  * Writes a status record (such as `DRM_I915_PERF_RECORD_OA_REPORT_LOST`)
579  * into the userspace read() buffer.
580  *
581  * The @buf @offset will only be updated on success.
582  *
583  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
584  */
585 static int append_oa_status(struct i915_perf_stream *stream,
586                             char __user *buf,
587                             size_t count,
588                             size_t *offset,
589                             enum drm_i915_perf_record_type type)
590 {
591         struct drm_i915_perf_record_header header = { type, 0, sizeof(header) };
592
593         if ((count - *offset) < header.size)
594                 return -ENOSPC;
595
596         if (copy_to_user(buf + *offset, &header, sizeof(header)))
597                 return -EFAULT;
598
599         (*offset) += header.size;
600
601         return 0;
602 }
603
604 /**
605  * append_oa_sample - Copies single OA report into userspace read() buffer.
606  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
607  * @buf: destination buffer given by userspace
608  * @count: the number of bytes userspace wants to read
609  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
610  * @report: A single OA report to (optionally) include as part of the sample
611  *
612  * The contents of a sample are configured through `DRM_I915_PERF_PROP_SAMPLE_*`
613  * properties when opening a stream, tracked as `stream->sample_flags`. This
614  * function copies the requested components of a single sample to the given
615  * read() @buf.
616  *
617  * The @buf @offset will only be updated on success.
618  *
619  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
620  */
621 static int append_oa_sample(struct i915_perf_stream *stream,
622                             char __user *buf,
623                             size_t count,
624                             size_t *offset,
625                             const u8 *report)
626 {
627         int report_size = stream->oa_buffer.format_size;
628         struct drm_i915_perf_record_header header;
629         u32 sample_flags = stream->sample_flags;
630
631         header.type = DRM_I915_PERF_RECORD_SAMPLE;
632         header.pad = 0;
633         header.size = stream->sample_size;
634
635         if ((count - *offset) < header.size)
636                 return -ENOSPC;
637
638         buf += *offset;
639         if (copy_to_user(buf, &header, sizeof(header)))
640                 return -EFAULT;
641         buf += sizeof(header);
642
643         if (sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT) {
644                 if (copy_to_user(buf, report, report_size))
645                         return -EFAULT;
646         }
647
648         (*offset) += header.size;
649
650         return 0;
651 }
652
653 /**
654  * Copies all buffered OA reports into userspace read() buffer.
655  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
656  * @buf: destination buffer given by userspace
657  * @count: the number of bytes userspace wants to read
658  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
659  *
660  * Notably any error condition resulting in a short read (-%ENOSPC or
661  * -%EFAULT) will be returned even though one or more records may
662  * have been successfully copied. In this case it's up to the caller
663  * to decide if the error should be squashed before returning to
664  * userspace.
665  *
666  * Note: reports are consumed from the head, and appended to the
667  * tail, so the tail chases the head?... If you think that's mad
668  * and back-to-front you're not alone, but this follows the
669  * Gen PRM naming convention.
670  *
671  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
672  */
673 static int gen8_append_oa_reports(struct i915_perf_stream *stream,
674                                   char __user *buf,
675                                   size_t count,
676                                   size_t *offset)
677 {
678         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
679         int report_size = stream->oa_buffer.format_size;
680         u8 *oa_buf_base = stream->oa_buffer.vaddr;
681         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
682         u32 mask = (OA_BUFFER_SIZE - 1);
683         size_t start_offset = *offset;
684         unsigned long flags;
685         unsigned int aged_tail_idx;
686         u32 head, tail;
687         u32 taken;
688         int ret = 0;
689
690         if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm, !stream->enabled))
691                 return -EIO;
692
693         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
694
695         head = stream->oa_buffer.head;
696         aged_tail_idx = stream->oa_buffer.aged_tail_idx;
697         tail = stream->oa_buffer.tails[aged_tail_idx].offset;
698
699         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
700
701         /*
702          * An invalid tail pointer here means we're still waiting for the poll
703          * hrtimer callback to give us a pointer
704          */
705         if (tail == INVALID_TAIL_PTR)
706                 return -EAGAIN;
707
708         /*
709          * NB: oa_buffer.head/tail include the gtt_offset which we don't want
710          * while indexing relative to oa_buf_base.
711          */
712         head -= gtt_offset;
713         tail -= gtt_offset;
714
715         /*
716          * An out of bounds or misaligned head or tail pointer implies a driver
717          * bug since we validate + align the tail pointers we read from the
718          * hardware and we are in full control of the head pointer which should
719          * only be incremented by multiples of the report size (notably also
720          * all a power of two).
721          */
722         if (drm_WARN_ONCE(&uncore->i915->drm,
723                           head > OA_BUFFER_SIZE || head % report_size ||
724                           tail > OA_BUFFER_SIZE || tail % report_size,
725                           "Inconsistent OA buffer pointers: head = %u, tail = %u\n",
726                           head, tail))
727                 return -EIO;
728
729
730         for (/* none */;
731              (taken = OA_TAKEN(tail, head));
732              head = (head + report_size) & mask) {
733                 u8 *report = oa_buf_base + head;
734                 u32 *report32 = (void *)report;
735                 u32 ctx_id;
736                 u32 reason;
737
738                 /*
739                  * All the report sizes factor neatly into the buffer
740                  * size so we never expect to see a report split
741                  * between the beginning and end of the buffer.
742                  *
743                  * Given the initial alignment check a misalignment
744                  * here would imply a driver bug that would result
745                  * in an overrun.
746                  */
747                 if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm,
748                                 (OA_BUFFER_SIZE - head) < report_size)) {
749                         drm_err(&uncore->i915->drm,
750                                 "Spurious OA head ptr: non-integral report offset\n");
751                         break;
752                 }
753
754                 /*
755                  * The reason field includes flags identifying what
756                  * triggered this specific report (mostly timer
757                  * triggered or e.g. due to a context switch).
758                  *
759                  * This field is never expected to be zero so we can
760                  * check that the report isn't invalid before copying
761                  * it to userspace...
762                  */
763                 reason = ((report32[0] >> OAREPORT_REASON_SHIFT) &
764                           (IS_GEN(stream->perf->i915, 12) ?
765                            OAREPORT_REASON_MASK_EXTENDED :
766                            OAREPORT_REASON_MASK));
767                 if (reason == 0) {
768                         if (__ratelimit(&stream->perf->spurious_report_rs))
769                                 DRM_NOTE("Skipping spurious, invalid OA report\n");
770                         continue;
771                 }
772
773                 ctx_id = report32[2] & stream->specific_ctx_id_mask;
774
775                 /*
776                  * Squash whatever is in the CTX_ID field if it's marked as
777                  * invalid to be sure we avoid false-positive, single-context
778                  * filtering below...
779                  *
780                  * Note: that we don't clear the valid_ctx_bit so userspace can
781                  * understand that the ID has been squashed by the kernel.
782                  */
783                 if (!(report32[0] & stream->perf->gen8_valid_ctx_bit) &&
784                     INTEL_GEN(stream->perf->i915) <= 11)
785                         ctx_id = report32[2] = INVALID_CTX_ID;
786
787                 /*
788                  * NB: For Gen 8 the OA unit no longer supports clock gating
789                  * off for a specific context and the kernel can't securely
790                  * stop the counters from updating as system-wide / global
791                  * values.
792                  *
793                  * Automatic reports now include a context ID so reports can be
794                  * filtered on the cpu but it's not worth trying to
795                  * automatically subtract/hide counter progress for other
796                  * contexts while filtering since we can't stop userspace
797                  * issuing MI_REPORT_PERF_COUNT commands which would still
798                  * provide a side-band view of the real values.
799                  *
800                  * To allow userspace (such as Mesa/GL_INTEL_performance_query)
801                  * to normalize counters for a single filtered context then it
802                  * needs be forwarded bookend context-switch reports so that it
803                  * can track switches in between MI_REPORT_PERF_COUNT commands
804                  * and can itself subtract/ignore the progress of counters
805                  * associated with other contexts. Note that the hardware
806                  * automatically triggers reports when switching to a new
807                  * context which are tagged with the ID of the newly active
808                  * context. To avoid the complexity (and likely fragility) of
809                  * reading ahead while parsing reports to try and minimize
810                  * forwarding redundant context switch reports (i.e. between
811                  * other, unrelated contexts) we simply elect to forward them
812                  * all.
813                  *
814                  * We don't rely solely on the reason field to identify context
815                  * switches since it's not-uncommon for periodic samples to
816                  * identify a switch before any 'context switch' report.
817                  */
818                 if (!stream->perf->exclusive_stream->ctx ||
819                     stream->specific_ctx_id == ctx_id ||
820                     stream->oa_buffer.last_ctx_id == stream->specific_ctx_id ||
821                     reason & OAREPORT_REASON_CTX_SWITCH) {
822
823                         /*
824                          * While filtering for a single context we avoid
825                          * leaking the IDs of other contexts.
826                          */
827                         if (stream->perf->exclusive_stream->ctx &&
828                             stream->specific_ctx_id != ctx_id) {
829                                 report32[2] = INVALID_CTX_ID;
830                         }
831
832                         ret = append_oa_sample(stream, buf, count, offset,
833                                                report);
834                         if (ret)
835                                 break;
836
837                         stream->oa_buffer.last_ctx_id = ctx_id;
838                 }
839
840                 /*
841                  * The above reason field sanity check is based on
842                  * the assumption that the OA buffer is initially
843                  * zeroed and we reset the field after copying so the
844                  * check is still meaningful once old reports start
845                  * being overwritten.
846                  */
847                 report32[0] = 0;
848         }
849
850         if (start_offset != *offset) {
851                 i915_reg_t oaheadptr;
852
853                 oaheadptr = IS_GEN(stream->perf->i915, 12) ?
854                             GEN12_OAG_OAHEADPTR : GEN8_OAHEADPTR;
855
856                 spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
857
858                 /*
859                  * We removed the gtt_offset for the copy loop above, indexing
860                  * relative to oa_buf_base so put back here...
861                  */
862                 head += gtt_offset;
863                 intel_uncore_write(uncore, oaheadptr,
864                                    head & GEN12_OAG_OAHEADPTR_MASK);
865                 stream->oa_buffer.head = head;
866
867                 spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
868         }
869
870         return ret;
871 }
872
873 /**
874  * gen8_oa_read - copy status records then buffered OA reports
875  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
876  * @buf: destination buffer given by userspace
877  * @count: the number of bytes userspace wants to read
878  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
879  *
880  * Checks OA unit status registers and if necessary appends corresponding
881  * status records for userspace (such as for a buffer full condition) and then
882  * initiate appending any buffered OA reports.
883  *
884  * Updates @offset according to the number of bytes successfully copied into
885  * the userspace buffer.
886  *
887  * NB: some data may be successfully copied to the userspace buffer
888  * even if an error is returned, and this is reflected in the
889  * updated @offset.
890  *
891  * Returns: zero on success or a negative error code
892  */
893 static int gen8_oa_read(struct i915_perf_stream *stream,
894                         char __user *buf,
895                         size_t count,
896                         size_t *offset)
897 {
898         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
899         u32 oastatus;
900         i915_reg_t oastatus_reg;
901         int ret;
902
903         if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm, !stream->oa_buffer.vaddr))
904                 return -EIO;
905
906         oastatus_reg = IS_GEN(stream->perf->i915, 12) ?
907                        GEN12_OAG_OASTATUS : GEN8_OASTATUS;
908
909         oastatus = intel_uncore_read(uncore, oastatus_reg);
910
911         /*
912          * We treat OABUFFER_OVERFLOW as a significant error:
913          *
914          * Although theoretically we could handle this more gracefully
915          * sometimes, some Gens don't correctly suppress certain
916          * automatically triggered reports in this condition and so we
917          * have to assume that old reports are now being trampled
918          * over.
919          *
920          * Considering how we don't currently give userspace control
921          * over the OA buffer size and always configure a large 16MB
922          * buffer, then a buffer overflow does anyway likely indicate
923          * that something has gone quite badly wrong.
924          */
925         if (oastatus & GEN8_OASTATUS_OABUFFER_OVERFLOW) {
926                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
927                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_BUFFER_LOST);
928                 if (ret)
929                         return ret;
930
931                 DRM_DEBUG("OA buffer overflow (exponent = %d): force restart\n",
932                           stream->period_exponent);
933
934                 stream->perf->ops.oa_disable(stream);
935                 stream->perf->ops.oa_enable(stream);
936
937                 /*
938                  * Note: .oa_enable() is expected to re-init the oabuffer and
939                  * reset GEN8_OASTATUS for us
940                  */
941                 oastatus = intel_uncore_read(uncore, oastatus_reg);
942         }
943
944         if (oastatus & GEN8_OASTATUS_REPORT_LOST) {
945                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
946                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_REPORT_LOST);
947                 if (ret)
948                         return ret;
949                 intel_uncore_write(uncore, oastatus_reg,
950                                    oastatus & ~GEN8_OASTATUS_REPORT_LOST);
951         }
952
953         return gen8_append_oa_reports(stream, buf, count, offset);
954 }
955
956 /**
957  * Copies all buffered OA reports into userspace read() buffer.
958  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
959  * @buf: destination buffer given by userspace
960  * @count: the number of bytes userspace wants to read
961  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
962  *
963  * Notably any error condition resulting in a short read (-%ENOSPC or
964  * -%EFAULT) will be returned even though one or more records may
965  * have been successfully copied. In this case it's up to the caller
966  * to decide if the error should be squashed before returning to
967  * userspace.
968  *
969  * Note: reports are consumed from the head, and appended to the
970  * tail, so the tail chases the head?... If you think that's mad
971  * and back-to-front you're not alone, but this follows the
972  * Gen PRM naming convention.
973  *
974  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
975  */
976 static int gen7_append_oa_reports(struct i915_perf_stream *stream,
977                                   char __user *buf,
978                                   size_t count,
979                                   size_t *offset)
980 {
981         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
982         int report_size = stream->oa_buffer.format_size;
983         u8 *oa_buf_base = stream->oa_buffer.vaddr;
984         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
985         u32 mask = (OA_BUFFER_SIZE - 1);
986         size_t start_offset = *offset;
987         unsigned long flags;
988         unsigned int aged_tail_idx;
989         u32 head, tail;
990         u32 taken;
991         int ret = 0;
992
993         if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm, !stream->enabled))
994                 return -EIO;
995
996         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
997
998         head = stream->oa_buffer.head;
999         aged_tail_idx = stream->oa_buffer.aged_tail_idx;
1000         tail = stream->oa_buffer.tails[aged_tail_idx].offset;
1001
1002         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1003
1004         /* An invalid tail pointer here means we're still waiting for the poll
1005          * hrtimer callback to give us a pointer
1006          */
1007         if (tail == INVALID_TAIL_PTR)
1008                 return -EAGAIN;
1009
1010         /* NB: oa_buffer.head/tail include the gtt_offset which we don't want
1011          * while indexing relative to oa_buf_base.
1012          */
1013         head -= gtt_offset;
1014         tail -= gtt_offset;
1015
1016         /* An out of bounds or misaligned head or tail pointer implies a driver
1017          * bug since we validate + align the tail pointers we read from the
1018          * hardware and we are in full control of the head pointer which should
1019          * only be incremented by multiples of the report size (notably also
1020          * all a power of two).
1021          */
1022         if (drm_WARN_ONCE(&uncore->i915->drm,
1023                           head > OA_BUFFER_SIZE || head % report_size ||
1024                           tail > OA_BUFFER_SIZE || tail % report_size,
1025                           "Inconsistent OA buffer pointers: head = %u, tail = %u\n",
1026                           head, tail))
1027                 return -EIO;
1028
1029
1030         for (/* none */;
1031              (taken = OA_TAKEN(tail, head));
1032              head = (head + report_size) & mask) {
1033                 u8 *report = oa_buf_base + head;
1034                 u32 *report32 = (void *)report;
1035
1036                 /* All the report sizes factor neatly into the buffer
1037                  * size so we never expect to see a report split
1038                  * between the beginning and end of the buffer.
1039                  *
1040                  * Given the initial alignment check a misalignment
1041                  * here would imply a driver bug that would result
1042                  * in an overrun.
1043                  */
1044                 if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm,
1045                                 (OA_BUFFER_SIZE - head) < report_size)) {
1046                         drm_err(&uncore->i915->drm,
1047                                 "Spurious OA head ptr: non-integral report offset\n");
1048                         break;
1049                 }
1050
1051                 /* The report-ID field for periodic samples includes
1052                  * some undocumented flags related to what triggered
1053                  * the report and is never expected to be zero so we
1054                  * can check that the report isn't invalid before
1055                  * copying it to userspace...
1056                  */
1057                 if (report32[0] == 0) {
1058                         if (__ratelimit(&stream->perf->spurious_report_rs))
1059                                 DRM_NOTE("Skipping spurious, invalid OA report\n");
1060                         continue;
1061                 }
1062
1063                 ret = append_oa_sample(stream, buf, count, offset, report);
1064                 if (ret)
1065                         break;
1066
1067                 /* The above report-id field sanity check is based on
1068                  * the assumption that the OA buffer is initially
1069                  * zeroed and we reset the field after copying so the
1070                  * check is still meaningful once old reports start
1071                  * being overwritten.
1072                  */
1073                 report32[0] = 0;
1074         }
1075
1076         if (start_offset != *offset) {
1077                 spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1078
1079                 /* We removed the gtt_offset for the copy loop above, indexing
1080                  * relative to oa_buf_base so put back here...
1081                  */
1082                 head += gtt_offset;
1083
1084                 intel_uncore_write(uncore, GEN7_OASTATUS2,
1085                                    (head & GEN7_OASTATUS2_HEAD_MASK) |
1086                                    GEN7_OASTATUS2_MEM_SELECT_GGTT);
1087                 stream->oa_buffer.head = head;
1088
1089                 spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1090         }
1091
1092         return ret;
1093 }
1094
1095 /**
1096  * gen7_oa_read - copy status records then buffered OA reports
1097  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1098  * @buf: destination buffer given by userspace
1099  * @count: the number of bytes userspace wants to read
1100  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
1101  *
1102  * Checks Gen 7 specific OA unit status registers and if necessary appends
1103  * corresponding status records for userspace (such as for a buffer full
1104  * condition) and then initiate appending any buffered OA reports.
1105  *
1106  * Updates @offset according to the number of bytes successfully copied into
1107  * the userspace buffer.
1108  *
1109  * Returns: zero on success or a negative error code
1110  */
1111 static int gen7_oa_read(struct i915_perf_stream *stream,
1112                         char __user *buf,
1113                         size_t count,
1114                         size_t *offset)
1115 {
1116         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1117         u32 oastatus1;
1118         int ret;
1119
1120         if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm, !stream->oa_buffer.vaddr))
1121                 return -EIO;
1122
1123         oastatus1 = intel_uncore_read(uncore, GEN7_OASTATUS1);
1124
1125         /* XXX: On Haswell we don't have a safe way to clear oastatus1
1126          * bits while the OA unit is enabled (while the tail pointer
1127          * may be updated asynchronously) so we ignore status bits
1128          * that have already been reported to userspace.
1129          */
1130         oastatus1 &= ~stream->perf->gen7_latched_oastatus1;
1131
1132         /* We treat OABUFFER_OVERFLOW as a significant error:
1133          *
1134          * - The status can be interpreted to mean that the buffer is
1135          *   currently full (with a higher precedence than OA_TAKEN()
1136          *   which will start to report a near-empty buffer after an
1137          *   overflow) but it's awkward that we can't clear the status
1138          *   on Haswell, so without a reset we won't be able to catch
1139          *   the state again.
1140          *
1141          * - Since it also implies the HW has started overwriting old
1142          *   reports it may also affect our sanity checks for invalid
1143          *   reports when copying to userspace that assume new reports
1144          *   are being written to cleared memory.
1145          *
1146          * - In the future we may want to introduce a flight recorder
1147          *   mode where the driver will automatically maintain a safe
1148          *   guard band between head/tail, avoiding this overflow
1149          *   condition, but we avoid the added driver complexity for
1150          *   now.
1151          */
1152         if (unlikely(oastatus1 & GEN7_OASTATUS1_OABUFFER_OVERFLOW)) {
1153                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
1154                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_BUFFER_LOST);
1155                 if (ret)
1156                         return ret;
1157
1158                 DRM_DEBUG("OA buffer overflow (exponent = %d): force restart\n",
1159                           stream->period_exponent);
1160
1161                 stream->perf->ops.oa_disable(stream);
1162                 stream->perf->ops.oa_enable(stream);
1163
1164                 oastatus1 = intel_uncore_read(uncore, GEN7_OASTATUS1);
1165         }
1166
1167         if (unlikely(oastatus1 & GEN7_OASTATUS1_REPORT_LOST)) {
1168                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
1169                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_REPORT_LOST);
1170                 if (ret)
1171                         return ret;
1172                 stream->perf->gen7_latched_oastatus1 |=
1173                         GEN7_OASTATUS1_REPORT_LOST;
1174         }
1175
1176         return gen7_append_oa_reports(stream, buf, count, offset);
1177 }
1178
1179 /**
1180  * i915_oa_wait_unlocked - handles blocking IO until OA data available
1181  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1182  *
1183  * Called when userspace tries to read() from a blocking stream FD opened
1184  * for OA metrics. It waits until the hrtimer callback finds a non-empty
1185  * OA buffer and wakes us.
1186  *
1187  * Note: it's acceptable to have this return with some false positives
1188  * since any subsequent read handling will return -EAGAIN if there isn't
1189  * really data ready for userspace yet.
1190  *
1191  * Returns: zero on success or a negative error code
1192  */
1193 static int i915_oa_wait_unlocked(struct i915_perf_stream *stream)
1194 {
1195         /* We would wait indefinitely if periodic sampling is not enabled */
1196         if (!stream->periodic)
1197                 return -EIO;
1198
1199         return wait_event_interruptible(stream->poll_wq,
1200                                         oa_buffer_check_unlocked(stream));
1201 }
1202
1203 /**
1204  * i915_oa_poll_wait - call poll_wait() for an OA stream poll()
1205  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1206  * @file: An i915 perf stream file
1207  * @wait: poll() state table
1208  *
1209  * For handling userspace polling on an i915 perf stream opened for OA metrics,
1210  * this starts a poll_wait with the wait queue that our hrtimer callback wakes
1211  * when it sees data ready to read in the circular OA buffer.
1212  */
1213 static void i915_oa_poll_wait(struct i915_perf_stream *stream,
1214                               struct file *file,
1215                               poll_table *wait)
1216 {
1217         poll_wait(file, &stream->poll_wq, wait);
1218 }
1219
1220 /**
1221  * i915_oa_read - just calls through to &i915_oa_ops->read
1222  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1223  * @buf: destination buffer given by userspace
1224  * @count: the number of bytes userspace wants to read
1225  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
1226  *
1227  * Updates @offset according to the number of bytes successfully copied into
1228  * the userspace buffer.
1229  *
1230  * Returns: zero on success or a negative error code
1231  */
1232 static int i915_oa_read(struct i915_perf_stream *stream,
1233                         char __user *buf,
1234                         size_t count,
1235                         size_t *offset)
1236 {
1237         return stream->perf->ops.read(stream, buf, count, offset);
1238 }
1239
1240 static struct intel_context *oa_pin_context(struct i915_perf_stream *stream)
1241 {
1242         struct i915_gem_engines_iter it;
1243         struct i915_gem_context *ctx = stream->ctx;
1244         struct intel_context *ce;
1245         int err;
1246
1247         for_each_gem_engine(ce, i915_gem_context_lock_engines(ctx), it) {
1248                 if (ce->engine != stream->engine) /* first match! */
1249                         continue;
1250
1251                 /*
1252                  * As the ID is the gtt offset of the context's vma we
1253                  * pin the vma to ensure the ID remains fixed.
1254                  */
1255                 err = intel_context_pin(ce);
1256                 if (err == 0) {
1257                         stream->pinned_ctx = ce;
1258                         break;
1259                 }
1260         }
1261         i915_gem_context_unlock_engines(ctx);
1262
1263         return stream->pinned_ctx;
1264 }
1265
1266 /**
1267  * oa_get_render_ctx_id - determine and hold ctx hw id
1268  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1269  *
1270  * Determine the render context hw id, and ensure it remains fixed for the
1271  * lifetime of the stream. This ensures that we don't have to worry about
1272  * updating the context ID in OACONTROL on the fly.
1273  *
1274  * Returns: zero on success or a negative error code
1275  */
1276 static int oa_get_render_ctx_id(struct i915_perf_stream *stream)
1277 {
1278         struct intel_context *ce;
1279
1280         ce = oa_pin_context(stream);
1281         if (IS_ERR(ce))
1282                 return PTR_ERR(ce);
1283
1284         switch (INTEL_GEN(ce->engine->i915)) {
1285         case 7: {
1286                 /*
1287                  * On Haswell we don't do any post processing of the reports
1288                  * and don't need to use the mask.
1289                  */
1290                 stream->specific_ctx_id = i915_ggtt_offset(ce->state);
1291                 stream->specific_ctx_id_mask = 0;
1292                 break;
1293         }
1294
1295         case 8:
1296         case 9:
1297         case 10:
1298                 if (intel_engine_in_execlists_submission_mode(ce->engine)) {
1299                         stream->specific_ctx_id_mask =
1300                                 (1U << GEN8_CTX_ID_WIDTH) - 1;
1301                         stream->specific_ctx_id = stream->specific_ctx_id_mask;
1302                 } else {
1303                         /*
1304                          * When using GuC, the context descriptor we write in
1305                          * i915 is read by GuC and rewritten before it's
1306                          * actually written into the hardware. The LRCA is
1307                          * what is put into the context id field of the
1308                          * context descriptor by GuC. Because it's aligned to
1309                          * a page, the lower 12bits are always at 0 and
1310                          * dropped by GuC. They won't be part of the context
1311                          * ID in the OA reports, so squash those lower bits.
1312                          */
1313                         stream->specific_ctx_id = ce->lrc.lrca >> 12;
1314
1315                         /*
1316                          * GuC uses the top bit to signal proxy submission, so
1317                          * ignore that bit.
1318                          */
1319                         stream->specific_ctx_id_mask =
1320                                 (1U << (GEN8_CTX_ID_WIDTH - 1)) - 1;
1321                 }
1322                 break;
1323
1324         case 11:
1325         case 12: {
1326                 stream->specific_ctx_id_mask =
1327                         ((1U << GEN11_SW_CTX_ID_WIDTH) - 1) << (GEN11_SW_CTX_ID_SHIFT - 32);
1328                 /*
1329                  * Pick an unused context id
1330                  * 0 - BITS_PER_LONG are used by other contexts
1331                  * GEN12_MAX_CONTEXT_HW_ID (0x7ff) is used by idle context
1332                  */
1333                 stream->specific_ctx_id = (GEN12_MAX_CONTEXT_HW_ID - 1) << (GEN11_SW_CTX_ID_SHIFT - 32);
1334                 break;
1335         }
1336
1337         default:
1338                 MISSING_CASE(INTEL_GEN(ce->engine->i915));
1339         }
1340
1341         ce->tag = stream->specific_ctx_id;
1342
1343         drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
1344                 "filtering on ctx_id=0x%x ctx_id_mask=0x%x\n",
1345                 stream->specific_ctx_id,
1346                 stream->specific_ctx_id_mask);
1347
1348         return 0;
1349 }
1350
1351 /**
1352  * oa_put_render_ctx_id - counterpart to oa_get_render_ctx_id releases hold
1353  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1354  *
1355  * In case anything needed doing to ensure the context HW ID would remain valid
1356  * for the lifetime of the stream, then that can be undone here.
1357  */
1358 static void oa_put_render_ctx_id(struct i915_perf_stream *stream)
1359 {
1360         struct intel_context *ce;
1361
1362         ce = fetch_and_zero(&stream->pinned_ctx);
1363         if (ce) {
1364                 ce->tag = 0; /* recomputed on next submission after parking */
1365                 intel_context_unpin(ce);
1366         }
1367
1368         stream->specific_ctx_id = INVALID_CTX_ID;
1369         stream->specific_ctx_id_mask = 0;
1370 }
1371
1372 static void
1373 free_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1374 {
1375         i915_vma_unpin_and_release(&stream->oa_buffer.vma,
1376                                    I915_VMA_RELEASE_MAP);
1377
1378         stream->oa_buffer.vaddr = NULL;
1379 }
1380
1381 static void
1382 free_oa_configs(struct i915_perf_stream *stream)
1383 {
1384         struct i915_oa_config_bo *oa_bo, *tmp;
1385
1386         i915_oa_config_put(stream->oa_config);
1387         llist_for_each_entry_safe(oa_bo, tmp, stream->oa_config_bos.first, node)
1388                 free_oa_config_bo(oa_bo);
1389 }
1390
1391 static void
1392 free_noa_wait(struct i915_perf_stream *stream)
1393 {
1394         i915_vma_unpin_and_release(&stream->noa_wait, 0);
1395 }
1396
1397 static void i915_oa_stream_destroy(struct i915_perf_stream *stream)
1398 {
1399         struct i915_perf *perf = stream->perf;
1400
1401         BUG_ON(stream != perf->exclusive_stream);
1402
1403         /*
1404          * Unset exclusive_stream first, it will be checked while disabling
1405          * the metric set on gen8+.
1406          *
1407          * See i915_oa_init_reg_state() and lrc_configure_all_contexts()
1408          */
1409         WRITE_ONCE(perf->exclusive_stream, NULL);
1410         perf->ops.disable_metric_set(stream);
1411
1412         free_oa_buffer(stream);
1413
1414         intel_uncore_forcewake_put(stream->uncore, FORCEWAKE_ALL);
1415         intel_engine_pm_put(stream->engine);
1416
1417         if (stream->ctx)
1418                 oa_put_render_ctx_id(stream);
1419
1420         free_oa_configs(stream);
1421         free_noa_wait(stream);
1422
1423         if (perf->spurious_report_rs.missed) {
1424                 DRM_NOTE("%d spurious OA report notices suppressed due to ratelimiting\n",
1425                          perf->spurious_report_rs.missed);
1426         }
1427 }
1428
1429 static void gen7_init_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1430 {
1431         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1432         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
1433         unsigned long flags;
1434
1435         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1436
1437         /* Pre-DevBDW: OABUFFER must be set with counters off,
1438          * before OASTATUS1, but after OASTATUS2
1439          */
1440         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OASTATUS2, /* head */
1441                            gtt_offset | GEN7_OASTATUS2_MEM_SELECT_GGTT);
1442         stream->oa_buffer.head = gtt_offset;
1443
1444         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OABUFFER, gtt_offset);
1445
1446         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OASTATUS1, /* tail */
1447                            gtt_offset | OABUFFER_SIZE_16M);
1448
1449         /* Mark that we need updated tail pointers to read from... */
1450         stream->oa_buffer.tails[0].offset = INVALID_TAIL_PTR;
1451         stream->oa_buffer.tails[1].offset = INVALID_TAIL_PTR;
1452
1453         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1454
1455         /* On Haswell we have to track which OASTATUS1 flags we've
1456          * already seen since they can't be cleared while periodic
1457          * sampling is enabled.
1458          */
1459         stream->perf->gen7_latched_oastatus1 = 0;
1460
1461         /* NB: although the OA buffer will initially be allocated
1462          * zeroed via shmfs (and so this memset is redundant when
1463          * first allocating), we may re-init the OA buffer, either
1464          * when re-enabling a stream or in error/reset paths.
1465          *
1466          * The reason we clear the buffer for each re-init is for the
1467          * sanity check in gen7_append_oa_reports() that looks at the
1468          * report-id field to make sure it's non-zero which relies on
1469          * the assumption that new reports are being written to zeroed
1470          * memory...
1471          */
1472         memset(stream->oa_buffer.vaddr, 0, OA_BUFFER_SIZE);
1473
1474         stream->pollin = false;
1475 }
1476
1477 static void gen8_init_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1478 {
1479         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1480         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
1481         unsigned long flags;
1482
1483         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1484
1485         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OASTATUS, 0);
1486         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OAHEADPTR, gtt_offset);
1487         stream->oa_buffer.head = gtt_offset;
1488
1489         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OABUFFER_UDW, 0);
1490
1491         /*
1492          * PRM says:
1493          *
1494          *  "This MMIO must be set before the OATAILPTR
1495          *  register and after the OAHEADPTR register. This is
1496          *  to enable proper functionality of the overflow
1497          *  bit."
1498          */
1499         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OABUFFER, gtt_offset |
1500                    OABUFFER_SIZE_16M | GEN8_OABUFFER_MEM_SELECT_GGTT);
1501         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OATAILPTR, gtt_offset & GEN8_OATAILPTR_MASK);
1502
1503         /* Mark that we need updated tail pointers to read from... */
1504         stream->oa_buffer.tails[0].offset = INVALID_TAIL_PTR;
1505         stream->oa_buffer.tails[1].offset = INVALID_TAIL_PTR;
1506
1507         /*
1508          * Reset state used to recognise context switches, affecting which
1509          * reports we will forward to userspace while filtering for a single
1510          * context.
1511          */
1512         stream->oa_buffer.last_ctx_id = INVALID_CTX_ID;
1513
1514         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1515
1516         /*
1517          * NB: although the OA buffer will initially be allocated
1518          * zeroed via shmfs (and so this memset is redundant when
1519          * first allocating), we may re-init the OA buffer, either
1520          * when re-enabling a stream or in error/reset paths.
1521          *
1522          * The reason we clear the buffer for each re-init is for the
1523          * sanity check in gen8_append_oa_reports() that looks at the
1524          * reason field to make sure it's non-zero which relies on
1525          * the assumption that new reports are being written to zeroed
1526          * memory...
1527          */
1528         memset(stream->oa_buffer.vaddr, 0, OA_BUFFER_SIZE);
1529
1530         stream->pollin = false;
1531 }
1532
1533 static void gen12_init_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1534 {
1535         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1536         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
1537         unsigned long flags;
1538
1539         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1540
1541         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OASTATUS, 0);
1542         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OAHEADPTR,
1543                            gtt_offset & GEN12_OAG_OAHEADPTR_MASK);
1544         stream->oa_buffer.head = gtt_offset;
1545
1546         /*
1547          * PRM says:
1548          *
1549          *  "This MMIO must be set before the OATAILPTR
1550          *  register and after the OAHEADPTR register. This is
1551          *  to enable proper functionality of the overflow
1552          *  bit."
1553          */
1554         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OABUFFER, gtt_offset |
1555                            OABUFFER_SIZE_16M | GEN8_OABUFFER_MEM_SELECT_GGTT);
1556         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OATAILPTR,
1557                            gtt_offset & GEN12_OAG_OATAILPTR_MASK);
1558
1559         /* Mark that we need updated tail pointers to read from... */
1560         stream->oa_buffer.tails[0].offset = INVALID_TAIL_PTR;
1561         stream->oa_buffer.tails[1].offset = INVALID_TAIL_PTR;
1562
1563         /*
1564          * Reset state used to recognise context switches, affecting which
1565          * reports we will forward to userspace while filtering for a single
1566          * context.
1567          */
1568         stream->oa_buffer.last_ctx_id = INVALID_CTX_ID;
1569
1570         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1571
1572         /*
1573          * NB: although the OA buffer will initially be allocated
1574          * zeroed via shmfs (and so this memset is redundant when
1575          * first allocating), we may re-init the OA buffer, either
1576          * when re-enabling a stream or in error/reset paths.
1577          *
1578          * The reason we clear the buffer for each re-init is for the
1579          * sanity check in gen8_append_oa_reports() that looks at the
1580          * reason field to make sure it's non-zero which relies on
1581          * the assumption that new reports are being written to zeroed
1582          * memory...
1583          */
1584         memset(stream->oa_buffer.vaddr, 0,
1585                stream->oa_buffer.vma->size);
1586
1587         stream->pollin = false;
1588 }
1589
1590 static int alloc_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1591 {
1592         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
1593         struct drm_i915_gem_object *bo;
1594         struct i915_vma *vma;
1595         int ret;
1596
1597         if (drm_WARN_ON(&i915->drm, stream->oa_buffer.vma))
1598                 return -ENODEV;
1599
1600         BUILD_BUG_ON_NOT_POWER_OF_2(OA_BUFFER_SIZE);
1601         BUILD_BUG_ON(OA_BUFFER_SIZE < SZ_128K || OA_BUFFER_SIZE > SZ_16M);
1602
1603         bo = i915_gem_object_create_shmem(stream->perf->i915, OA_BUFFER_SIZE);
1604         if (IS_ERR(bo)) {
1605                 drm_err(&i915->drm, "Failed to allocate OA buffer\n");
1606                 return PTR_ERR(bo);
1607         }
1608
1609         i915_gem_object_set_cache_coherency(bo, I915_CACHE_LLC);
1610
1611         /* PreHSW required 512K alignment, HSW requires 16M */
1612         vma = i915_gem_object_ggtt_pin(bo, NULL, 0, SZ_16M, 0);
1613         if (IS_ERR(vma)) {
1614                 ret = PTR_ERR(vma);
1615                 goto err_unref;
1616         }
1617         stream->oa_buffer.vma = vma;
1618
1619         stream->oa_buffer.vaddr =
1620                 i915_gem_object_pin_map(bo, I915_MAP_WB);
1621         if (IS_ERR(stream->oa_buffer.vaddr)) {
1622                 ret = PTR_ERR(stream->oa_buffer.vaddr);
1623                 goto err_unpin;
1624         }
1625
1626         return 0;
1627
1628 err_unpin:
1629         __i915_vma_unpin(vma);
1630
1631 err_unref:
1632         i915_gem_object_put(bo);
1633
1634         stream->oa_buffer.vaddr = NULL;
1635         stream->oa_buffer.vma = NULL;
1636
1637         return ret;
1638 }
1639
1640 static u32 *save_restore_register(struct i915_perf_stream *stream, u32 *cs,
1641                                   bool save, i915_reg_t reg, u32 offset,
1642                                   u32 dword_count)
1643 {
1644         u32 cmd;
1645         u32 d;
1646
1647         cmd = save ? MI_STORE_REGISTER_MEM : MI_LOAD_REGISTER_MEM;
1648         if (INTEL_GEN(stream->perf->i915) >= 8)
1649                 cmd++;
1650
1651         for (d = 0; d < dword_count; d++) {
1652                 *cs++ = cmd;
1653                 *cs++ = i915_mmio_reg_offset(reg) + 4 * d;
1654                 *cs++ = intel_gt_scratch_offset(stream->engine->gt,
1655                                                 offset) + 4 * d;
1656                 *cs++ = 0;
1657         }
1658
1659         return cs;
1660 }
1661
1662 static int alloc_noa_wait(struct i915_perf_stream *stream)
1663 {
1664         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
1665         struct drm_i915_gem_object *bo;
1666         struct i915_vma *vma;
1667         const u64 delay_ticks = 0xffffffffffffffff -
1668                 DIV64_U64_ROUND_UP(
1669                         atomic64_read(&stream->perf->noa_programming_delay) *
1670                         RUNTIME_INFO(i915)->cs_timestamp_frequency_khz,
1671                         1000000ull);
1672         const u32 base = stream->engine->mmio_base;
1673 #define CS_GPR(x) GEN8_RING_CS_GPR(base, x)
1674         u32 *batch, *ts0, *cs, *jump;
1675         int ret, i;
1676         enum {
1677                 START_TS,
1678                 NOW_TS,
1679                 DELTA_TS,
1680                 JUMP_PREDICATE,
1681                 DELTA_TARGET,
1682                 N_CS_GPR
1683         };
1684
1685         bo = i915_gem_object_create_internal(i915, 4096);
1686         if (IS_ERR(bo)) {
1687                 drm_err(&i915->drm,
1688                         "Failed to allocate NOA wait batchbuffer\n");
1689                 return PTR_ERR(bo);
1690         }
1691
1692         /*
1693          * We pin in GGTT because we jump into this buffer now because
1694          * multiple OA config BOs will have a jump to this address and it
1695          * needs to be fixed during the lifetime of the i915/perf stream.
1696          */
1697         vma = i915_gem_object_ggtt_pin(bo, NULL, 0, 0, PIN_HIGH);
1698         if (IS_ERR(vma)) {
1699                 ret = PTR_ERR(vma);
1700                 goto err_unref;
1701         }
1702
1703         batch = cs = i915_gem_object_pin_map(bo, I915_MAP_WB);
1704         if (IS_ERR(batch)) {
1705                 ret = PTR_ERR(batch);
1706                 goto err_unpin;
1707         }
1708
1709         /* Save registers. */
1710         for (i = 0; i < N_CS_GPR; i++)
1711                 cs = save_restore_register(
1712                         stream, cs, true /* save */, CS_GPR(i),
1713                         INTEL_GT_SCRATCH_FIELD_PERF_CS_GPR + 8 * i, 2);
1714         cs = save_restore_register(
1715                 stream, cs, true /* save */, MI_PREDICATE_RESULT_1,
1716                 INTEL_GT_SCRATCH_FIELD_PERF_PREDICATE_RESULT_1, 1);
1717
1718         /* First timestamp snapshot location. */
1719         ts0 = cs;
1720
1721         /*
1722          * Initial snapshot of the timestamp register to implement the wait.
1723          * We work with 32b values, so clear out the top 32b bits of the
1724          * register because the ALU works 64bits.
1725          */
1726         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(1);
1727         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(START_TS)) + 4;
1728         *cs++ = 0;
1729         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
1730         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(RING_TIMESTAMP(base));
1731         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(START_TS));
1732
1733         /*
1734          * This is the location we're going to jump back into until the
1735          * required amount of time has passed.
1736          */
1737         jump = cs;
1738
1739         /*
1740          * Take another snapshot of the timestamp register. Take care to clear
1741          * up the top 32bits of CS_GPR(1) as we're using it for other
1742          * operations below.
1743          */
1744         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(1);
1745         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(NOW_TS)) + 4;
1746         *cs++ = 0;
1747         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
1748         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(RING_TIMESTAMP(base));
1749         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(NOW_TS));
1750
1751         /*
1752          * Do a diff between the 2 timestamps and store the result back into
1753          * CS_GPR(1).
1754          */
1755         *cs++ = MI_MATH(5);
1756         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCA, MI_MATH_REG(NOW_TS));
1757         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCB, MI_MATH_REG(START_TS));
1758         *cs++ = MI_MATH_SUB;
1759         *cs++ = MI_MATH_STORE(MI_MATH_REG(DELTA_TS), MI_MATH_REG_ACCU);
1760         *cs++ = MI_MATH_STORE(MI_MATH_REG(JUMP_PREDICATE), MI_MATH_REG_CF);
1761
1762         /*
1763          * Transfer the carry flag (set to 1 if ts1 < ts0, meaning the
1764          * timestamp have rolled over the 32bits) into the predicate register
1765          * to be used for the predicated jump.
1766          */
1767         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
1768         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(JUMP_PREDICATE));
1769         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(MI_PREDICATE_RESULT_1);
1770
1771         /* Restart from the beginning if we had timestamps roll over. */
1772         *cs++ = (INTEL_GEN(i915) < 8 ?
1773                  MI_BATCH_BUFFER_START :
1774                  MI_BATCH_BUFFER_START_GEN8) |
1775                 MI_BATCH_PREDICATE;
1776         *cs++ = i915_ggtt_offset(vma) + (ts0 - batch) * 4;
1777         *cs++ = 0;
1778
1779         /*
1780          * Now add the diff between to previous timestamps and add it to :
1781          *      (((1 * << 64) - 1) - delay_ns)
1782          *
1783          * When the Carry Flag contains 1 this means the elapsed time is
1784          * longer than the expected delay, and we can exit the wait loop.
1785          */
1786         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(2);
1787         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(DELTA_TARGET));
1788         *cs++ = lower_32_bits(delay_ticks);
1789         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(DELTA_TARGET)) + 4;
1790         *cs++ = upper_32_bits(delay_ticks);
1791
1792         *cs++ = MI_MATH(4);
1793         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCA, MI_MATH_REG(DELTA_TS));
1794         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCB, MI_MATH_REG(DELTA_TARGET));
1795         *cs++ = MI_MATH_ADD;
1796         *cs++ = MI_MATH_STOREINV(MI_MATH_REG(JUMP_PREDICATE), MI_MATH_REG_CF);
1797
1798         *cs++ = MI_ARB_CHECK;
1799
1800         /*
1801          * Transfer the result into the predicate register to be used for the
1802          * predicated jump.
1803          */
1804         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
1805         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(JUMP_PREDICATE));
1806         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(MI_PREDICATE_RESULT_1);
1807
1808         /* Predicate the jump.  */
1809         *cs++ = (INTEL_GEN(i915) < 8 ?
1810                  MI_BATCH_BUFFER_START :
1811                  MI_BATCH_BUFFER_START_GEN8) |
1812                 MI_BATCH_PREDICATE;
1813         *cs++ = i915_ggtt_offset(vma) + (jump - batch) * 4;
1814         *cs++ = 0;
1815
1816         /* Restore registers. */
1817         for (i = 0; i < N_CS_GPR; i++)
1818                 cs = save_restore_register(
1819                         stream, cs, false /* restore */, CS_GPR(i),
1820                         INTEL_GT_SCRATCH_FIELD_PERF_CS_GPR + 8 * i, 2);
1821         cs = save_restore_register(
1822                 stream, cs, false /* restore */, MI_PREDICATE_RESULT_1,
1823                 INTEL_GT_SCRATCH_FIELD_PERF_PREDICATE_RESULT_1, 1);
1824
1825         /* And return to the ring. */
1826         *cs++ = MI_BATCH_BUFFER_END;
1827
1828         GEM_BUG_ON(cs - batch > PAGE_SIZE / sizeof(*batch));
1829
1830         i915_gem_object_flush_map(bo);
1831         i915_gem_object_unpin_map(bo);
1832
1833         stream->noa_wait = vma;
1834         return 0;
1835
1836 err_unpin:
1837         i915_vma_unpin_and_release(&vma, 0);
1838 err_unref:
1839         i915_gem_object_put(bo);
1840         return ret;
1841 }
1842
1843 static u32 *write_cs_mi_lri(u32 *cs,
1844                             const struct i915_oa_reg *reg_data,
1845                             u32 n_regs)
1846 {
1847         u32 i;
1848
1849         for (i = 0; i < n_regs; i++) {
1850                 if ((i % MI_LOAD_REGISTER_IMM_MAX_REGS) == 0) {
1851                         u32 n_lri = min_t(u32,
1852                                           n_regs - i,
1853                                           MI_LOAD_REGISTER_IMM_MAX_REGS);
1854
1855                         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(n_lri);
1856                 }
1857                 *cs++ = i915_mmio_reg_offset(reg_data[i].addr);
1858                 *cs++ = reg_data[i].value;
1859         }
1860
1861         return cs;
1862 }
1863
1864 static int num_lri_dwords(int num_regs)
1865 {
1866         int count = 0;
1867
1868         if (num_regs > 0) {
1869                 count += DIV_ROUND_UP(num_regs, MI_LOAD_REGISTER_IMM_MAX_REGS);
1870                 count += num_regs * 2;
1871         }
1872
1873         return count;
1874 }
1875
1876 static struct i915_oa_config_bo *
1877 alloc_oa_config_buffer(struct i915_perf_stream *stream,
1878                        struct i915_oa_config *oa_config)
1879 {
1880         struct drm_i915_gem_object *obj;
1881         struct i915_oa_config_bo *oa_bo;
1882         size_t config_length = 0;
1883         u32 *cs;
1884         int err;
1885
1886         oa_bo = kzalloc(sizeof(*oa_bo), GFP_KERNEL);
1887         if (!oa_bo)
1888                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1889
1890         config_length += num_lri_dwords(oa_config->mux_regs_len);
1891         config_length += num_lri_dwords(oa_config->b_counter_regs_len);
1892         config_length += num_lri_dwords(oa_config->flex_regs_len);
1893         config_length += 3; /* MI_BATCH_BUFFER_START */
1894         config_length = ALIGN(sizeof(u32) * config_length, I915_GTT_PAGE_SIZE);
1895
1896         obj = i915_gem_object_create_shmem(stream->perf->i915, config_length);
1897         if (IS_ERR(obj)) {
1898                 err = PTR_ERR(obj);
1899                 goto err_free;
1900         }
1901
1902         cs = i915_gem_object_pin_map(obj, I915_MAP_WB);
1903         if (IS_ERR(cs)) {
1904                 err = PTR_ERR(cs);
1905                 goto err_oa_bo;
1906         }
1907
1908         cs = write_cs_mi_lri(cs,
1909                              oa_config->mux_regs,
1910                              oa_config->mux_regs_len);
1911         cs = write_cs_mi_lri(cs,
1912                              oa_config->b_counter_regs,
1913                              oa_config->b_counter_regs_len);
1914         cs = write_cs_mi_lri(cs,
1915                              oa_config->flex_regs,
1916                              oa_config->flex_regs_len);
1917
1918         /* Jump into the active wait. */
1919         *cs++ = (INTEL_GEN(stream->perf->i915) < 8 ?
1920                  MI_BATCH_BUFFER_START :
1921                  MI_BATCH_BUFFER_START_GEN8);
1922         *cs++ = i915_ggtt_offset(stream->noa_wait);
1923         *cs++ = 0;
1924
1925         i915_gem_object_flush_map(obj);
1926         i915_gem_object_unpin_map(obj);
1927
1928         oa_bo->vma = i915_vma_instance(obj,
1929                                        &stream->engine->gt->ggtt->vm,
1930                                        NULL);
1931         if (IS_ERR(oa_bo->vma)) {
1932                 err = PTR_ERR(oa_bo->vma);
1933                 goto err_oa_bo;
1934         }
1935
1936         oa_bo->oa_config = i915_oa_config_get(oa_config);
1937         llist_add(&oa_bo->node, &stream->oa_config_bos);
1938
1939         return oa_bo;
1940
1941 err_oa_bo:
1942         i915_gem_object_put(obj);
1943 err_free:
1944         kfree(oa_bo);
1945         return ERR_PTR(err);
1946 }
1947
1948 static struct i915_vma *
1949 get_oa_vma(struct i915_perf_stream *stream, struct i915_oa_config *oa_config)
1950 {
1951         struct i915_oa_config_bo *oa_bo;
1952
1953         /*
1954          * Look for the buffer in the already allocated BOs attached
1955          * to the stream.
1956          */
1957         llist_for_each_entry(oa_bo, stream->oa_config_bos.first, node) {
1958                 if (oa_bo->oa_config == oa_config &&
1959                     memcmp(oa_bo->oa_config->uuid,
1960                            oa_config->uuid,
1961                            sizeof(oa_config->uuid)) == 0)
1962                         goto out;
1963         }
1964
1965         oa_bo = alloc_oa_config_buffer(stream, oa_config);
1966         if (IS_ERR(oa_bo))
1967                 return ERR_CAST(oa_bo);
1968
1969 out:
1970         return i915_vma_get(oa_bo->vma);
1971 }
1972
1973 static struct i915_request *
1974 emit_oa_config(struct i915_perf_stream *stream,
1975                struct i915_oa_config *oa_config,
1976                struct intel_context *ce)
1977 {
1978         struct i915_request *rq;
1979         struct i915_vma *vma;
1980         int err;
1981
1982         vma = get_oa_vma(stream, oa_config);
1983         if (IS_ERR(vma))
1984                 return ERR_CAST(vma);
1985
1986         err = i915_vma_pin(vma, 0, 0, PIN_GLOBAL | PIN_HIGH);
1987         if (err)
1988                 goto err_vma_put;
1989
1990         intel_engine_pm_get(ce->engine);
1991         rq = i915_request_create(ce);
1992         intel_engine_pm_put(ce->engine);
1993         if (IS_ERR(rq)) {
1994                 err = PTR_ERR(rq);
1995                 goto err_vma_unpin;
1996         }
1997
1998         i915_vma_lock(vma);
1999         err = i915_request_await_object(rq, vma->obj, 0);
2000         if (!err)
2001                 err = i915_vma_move_to_active(vma, rq, 0);
2002         i915_vma_unlock(vma);
2003         if (err)
2004                 goto err_add_request;
2005
2006         err = rq->engine->emit_bb_start(rq,
2007                                         vma->node.start, 0,
2008                                         I915_DISPATCH_SECURE);
2009         if (err)
2010                 goto err_add_request;
2011
2012         i915_request_get(rq);
2013 err_add_request:
2014         i915_request_add(rq);
2015 err_vma_unpin:
2016         i915_vma_unpin(vma);
2017 err_vma_put:
2018         i915_vma_put(vma);
2019         return err ? ERR_PTR(err) : rq;
2020 }
2021
2022 static struct intel_context *oa_context(struct i915_perf_stream *stream)
2023 {
2024         return stream->pinned_ctx ?: stream->engine->kernel_context;
2025 }
2026
2027 static struct i915_request *
2028 hsw_enable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2029 {
2030         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2031
2032         /*
2033          * PRM:
2034          *
2035          * OA unit is using “crclk” for its functionality. When trunk
2036          * level clock gating takes place, OA clock would be gated,
2037          * unable to count the events from non-render clock domain.
2038          * Render clock gating must be disabled when OA is enabled to
2039          * count the events from non-render domain. Unit level clock
2040          * gating for RCS should also be disabled.
2041          */
2042         intel_uncore_rmw(uncore, GEN7_MISCCPCTL,
2043                          GEN7_DOP_CLOCK_GATE_ENABLE, 0);
2044         intel_uncore_rmw(uncore, GEN6_UCGCTL1,
2045                          0, GEN6_CSUNIT_CLOCK_GATE_DISABLE);
2046
2047         return emit_oa_config(stream, stream->oa_config, oa_context(stream));
2048 }
2049
2050 static void hsw_disable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2051 {
2052         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2053
2054         intel_uncore_rmw(uncore, GEN6_UCGCTL1,
2055                          GEN6_CSUNIT_CLOCK_GATE_DISABLE, 0);
2056         intel_uncore_rmw(uncore, GEN7_MISCCPCTL,
2057                          0, GEN7_DOP_CLOCK_GATE_ENABLE);
2058
2059         intel_uncore_rmw(uncore, GDT_CHICKEN_BITS, GT_NOA_ENABLE, 0);
2060 }
2061
2062 static u32 oa_config_flex_reg(const struct i915_oa_config *oa_config,
2063                               i915_reg_t reg)
2064 {
2065         u32 mmio = i915_mmio_reg_offset(reg);
2066         int i;
2067
2068         /*
2069          * This arbitrary default will select the 'EU FPU0 Pipeline
2070          * Active' event. In the future it's anticipated that there
2071          * will be an explicit 'No Event' we can select, but not yet...
2072          */
2073         if (!oa_config)
2074                 return 0;
2075
2076         for (i = 0; i < oa_config->flex_regs_len; i++) {
2077                 if (i915_mmio_reg_offset(oa_config->flex_regs[i].addr) == mmio)
2078                         return oa_config->flex_regs[i].value;
2079         }
2080
2081         return 0;
2082 }
2083 /*
2084  * NB: It must always remain pointer safe to run this even if the OA unit
2085  * has been disabled.
2086  *
2087  * It's fine to put out-of-date values into these per-context registers
2088  * in the case that the OA unit has been disabled.
2089  */
2090 static void
2091 gen8_update_reg_state_unlocked(const struct intel_context *ce,
2092                                const struct i915_perf_stream *stream)
2093 {
2094         u32 ctx_oactxctrl = stream->perf->ctx_oactxctrl_offset;
2095         u32 ctx_flexeu0 = stream->perf->ctx_flexeu0_offset;
2096         /* The MMIO offsets for Flex EU registers aren't contiguous */
2097         i915_reg_t flex_regs[] = {
2098                 EU_PERF_CNTL0,
2099                 EU_PERF_CNTL1,
2100                 EU_PERF_CNTL2,
2101                 EU_PERF_CNTL3,
2102                 EU_PERF_CNTL4,
2103                 EU_PERF_CNTL5,
2104                 EU_PERF_CNTL6,
2105         };
2106         u32 *reg_state = ce->lrc_reg_state;
2107         int i;
2108
2109         reg_state[ctx_oactxctrl + 1] =
2110                 (stream->period_exponent << GEN8_OA_TIMER_PERIOD_SHIFT) |
2111                 (stream->periodic ? GEN8_OA_TIMER_ENABLE : 0) |
2112                 GEN8_OA_COUNTER_RESUME;
2113
2114         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(flex_regs); i++)
2115                 reg_state[ctx_flexeu0 + i * 2 + 1] =
2116                         oa_config_flex_reg(stream->oa_config, flex_regs[i]);
2117
2118         reg_state[CTX_R_PWR_CLK_STATE] =
2119                 intel_sseu_make_rpcs(ce->engine->i915, &ce->sseu);
2120 }
2121
2122 struct flex {
2123         i915_reg_t reg;
2124         u32 offset;
2125         u32 value;
2126 };
2127
2128 static int
2129 gen8_store_flex(struct i915_request *rq,
2130                 struct intel_context *ce,
2131                 const struct flex *flex, unsigned int count)
2132 {
2133         u32 offset;
2134         u32 *cs;
2135
2136         cs = intel_ring_begin(rq, 4 * count);
2137         if (IS_ERR(cs))
2138                 return PTR_ERR(cs);
2139
2140         offset = i915_ggtt_offset(ce->state) + LRC_STATE_PN * PAGE_SIZE;
2141         do {
2142                 *cs++ = MI_STORE_DWORD_IMM_GEN4 | MI_USE_GGTT;
2143                 *cs++ = offset + flex->offset * sizeof(u32);
2144                 *cs++ = 0;
2145                 *cs++ = flex->value;
2146         } while (flex++, --count);
2147
2148         intel_ring_advance(rq, cs);
2149
2150         return 0;
2151 }
2152
2153 static int
2154 gen8_load_flex(struct i915_request *rq,
2155                struct intel_context *ce,
2156                const struct flex *flex, unsigned int count)
2157 {
2158         u32 *cs;
2159
2160         GEM_BUG_ON(!count || count > 63);
2161
2162         cs = intel_ring_begin(rq, 2 * count + 2);
2163         if (IS_ERR(cs))
2164                 return PTR_ERR(cs);
2165
2166         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(count);
2167         do {
2168                 *cs++ = i915_mmio_reg_offset(flex->reg);
2169                 *cs++ = flex->value;
2170         } while (flex++, --count);
2171         *cs++ = MI_NOOP;
2172
2173         intel_ring_advance(rq, cs);
2174
2175         return 0;
2176 }
2177
2178 static int gen8_modify_context(struct intel_context *ce,
2179                                const struct flex *flex, unsigned int count)
2180 {
2181         struct i915_request *rq;
2182         int err;
2183
2184         rq = intel_engine_create_kernel_request(ce->engine);
2185         if (IS_ERR(rq))
2186                 return PTR_ERR(rq);
2187
2188         /* Serialise with the remote context */
2189         err = intel_context_prepare_remote_request(ce, rq);
2190         if (err == 0)
2191                 err = gen8_store_flex(rq, ce, flex, count);
2192
2193         i915_request_add(rq);
2194         return err;
2195 }
2196
2197 static int gen8_modify_self(struct intel_context *ce,
2198                             const struct flex *flex, unsigned int count)
2199 {
2200         struct i915_request *rq;
2201         int err;
2202
2203         intel_engine_pm_get(ce->engine);
2204         rq = i915_request_create(ce);
2205         intel_engine_pm_put(ce->engine);
2206         if (IS_ERR(rq))
2207                 return PTR_ERR(rq);
2208
2209         err = gen8_load_flex(rq, ce, flex, count);
2210
2211         i915_request_add(rq);
2212         return err;
2213 }
2214
2215 static int gen8_configure_context(struct i915_gem_context *ctx,
2216                                   struct flex *flex, unsigned int count)
2217 {
2218         struct i915_gem_engines_iter it;
2219         struct intel_context *ce;
2220         int err = 0;
2221
2222         for_each_gem_engine(ce, i915_gem_context_lock_engines(ctx), it) {
2223                 GEM_BUG_ON(ce == ce->engine->kernel_context);
2224
2225                 if (ce->engine->class != RENDER_CLASS)
2226                         continue;
2227
2228                 /* Otherwise OA settings will be set upon first use */
2229                 if (!intel_context_pin_if_active(ce))
2230                         continue;
2231
2232                 flex->value = intel_sseu_make_rpcs(ctx->i915, &ce->sseu);
2233                 err = gen8_modify_context(ce, flex, count);
2234
2235                 intel_context_unpin(ce);
2236                 if (err)
2237                         break;
2238         }
2239         i915_gem_context_unlock_engines(ctx);
2240
2241         return err;
2242 }
2243
2244 static int gen12_configure_oar_context(struct i915_perf_stream *stream, bool enable)
2245 {
2246         int err;
2247         struct intel_context *ce = stream->pinned_ctx;
2248         u32 format = stream->oa_buffer.format;
2249         struct flex regs_context[] = {
2250                 {
2251                         GEN8_OACTXCONTROL,
2252                         stream->perf->ctx_oactxctrl_offset + 1,
2253                         enable ? GEN8_OA_COUNTER_RESUME : 0,
2254                 },
2255         };
2256         /* Offsets in regs_lri are not used since this configuration is only
2257          * applied using LRI. Initialize the correct offsets for posterity.
2258          */
2259 #define GEN12_OAR_OACONTROL_OFFSET 0x5B0
2260         struct flex regs_lri[] = {
2261                 {
2262                         GEN12_OAR_OACONTROL,
2263                         GEN12_OAR_OACONTROL_OFFSET + 1,
2264                         (format << GEN12_OAR_OACONTROL_COUNTER_FORMAT_SHIFT) |
2265                         (enable ? GEN12_OAR_OACONTROL_COUNTER_ENABLE : 0)
2266                 },
2267                 {
2268                         RING_CONTEXT_CONTROL(ce->engine->mmio_base),
2269                         CTX_CONTEXT_CONTROL,
2270                         _MASKED_FIELD(GEN12_CTX_CTRL_OAR_CONTEXT_ENABLE,
2271                                       enable ?
2272                                       GEN12_CTX_CTRL_OAR_CONTEXT_ENABLE :
2273                                       0)
2274                 },
2275         };
2276
2277         /* Modify the context image of pinned context with regs_context*/
2278         err = intel_context_lock_pinned(ce);
2279         if (err)
2280                 return err;
2281
2282         err = gen8_modify_context(ce, regs_context, ARRAY_SIZE(regs_context));
2283         intel_context_unlock_pinned(ce);
2284         if (err)
2285                 return err;
2286
2287         /* Apply regs_lri using LRI with pinned context */
2288         return gen8_modify_self(ce, regs_lri, ARRAY_SIZE(regs_lri));
2289 }
2290
2291 /*
2292  * Manages updating the per-context aspects of the OA stream
2293  * configuration across all contexts.
2294  *
2295  * The awkward consideration here is that OACTXCONTROL controls the
2296  * exponent for periodic sampling which is primarily used for system
2297  * wide profiling where we'd like a consistent sampling period even in
2298  * the face of context switches.
2299  *
2300  * Our approach of updating the register state context (as opposed to
2301  * say using a workaround batch buffer) ensures that the hardware
2302  * won't automatically reload an out-of-date timer exponent even
2303  * transiently before a WA BB could be parsed.
2304  *
2305  * This function needs to:
2306  * - Ensure the currently running context's per-context OA state is
2307  *   updated
2308  * - Ensure that all existing contexts will have the correct per-context
2309  *   OA state if they are scheduled for use.
2310  * - Ensure any new contexts will be initialized with the correct
2311  *   per-context OA state.
2312  *
2313  * Note: it's only the RCS/Render context that has any OA state.
2314  * Note: the first flex register passed must always be R_PWR_CLK_STATE
2315  */
2316 static int oa_configure_all_contexts(struct i915_perf_stream *stream,
2317                                      struct flex *regs,
2318                                      size_t num_regs)
2319 {
2320         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
2321         struct intel_engine_cs *engine;
2322         struct i915_gem_context *ctx, *cn;
2323         int err;
2324
2325         lockdep_assert_held(&stream->perf->lock);
2326
2327         /*
2328          * The OA register config is setup through the context image. This image
2329          * might be written to by the GPU on context switch (in particular on
2330          * lite-restore). This means we can't safely update a context's image,
2331          * if this context is scheduled/submitted to run on the GPU.
2332          *
2333          * We could emit the OA register config through the batch buffer but
2334          * this might leave small interval of time where the OA unit is
2335          * configured at an invalid sampling period.
2336          *
2337          * Note that since we emit all requests from a single ring, there
2338          * is still an implicit global barrier here that may cause a high
2339          * priority context to wait for an otherwise independent low priority
2340          * context. Contexts idle at the time of reconfiguration are not
2341          * trapped behind the barrier.
2342          */
2343         spin_lock(&i915->gem.contexts.lock);
2344         list_for_each_entry_safe(ctx, cn, &i915->gem.contexts.list, link) {
2345                 if (!kref_get_unless_zero(&ctx->ref))
2346                         continue;
2347
2348                 spin_unlock(&i915->gem.contexts.lock);
2349
2350                 err = gen8_configure_context(ctx, regs, num_regs);
2351                 if (err) {
2352                         i915_gem_context_put(ctx);
2353                         return err;
2354                 }
2355
2356                 spin_lock(&i915->gem.contexts.lock);
2357                 list_safe_reset_next(ctx, cn, link);
2358                 i915_gem_context_put(ctx);
2359         }
2360         spin_unlock(&i915->gem.contexts.lock);
2361
2362         /*
2363          * After updating all other contexts, we need to modify ourselves.
2364          * If we don't modify the kernel_context, we do not get events while
2365          * idle.
2366          */
2367         for_each_uabi_engine(engine, i915) {
2368                 struct intel_context *ce = engine->kernel_context;
2369
2370                 if (engine->class != RENDER_CLASS)
2371                         continue;
2372
2373                 regs[0].value = intel_sseu_make_rpcs(i915, &ce->sseu);
2374
2375                 err = gen8_modify_self(ce, regs, num_regs);
2376                 if (err)
2377                         return err;
2378         }
2379
2380         return 0;
2381 }
2382
2383 static int gen12_configure_all_contexts(struct i915_perf_stream *stream,
2384                                         const struct i915_oa_config *oa_config)
2385 {
2386         struct flex regs[] = {
2387                 {
2388                         GEN8_R_PWR_CLK_STATE,
2389                         CTX_R_PWR_CLK_STATE,
2390                 },
2391         };
2392
2393         return oa_configure_all_contexts(stream, regs, ARRAY_SIZE(regs));
2394 }
2395
2396 static int lrc_configure_all_contexts(struct i915_perf_stream *stream,
2397                                       const struct i915_oa_config *oa_config)
2398 {
2399         /* The MMIO offsets for Flex EU registers aren't contiguous */
2400         const u32 ctx_flexeu0 = stream->perf->ctx_flexeu0_offset;
2401 #define ctx_flexeuN(N) (ctx_flexeu0 + 2 * (N) + 1)
2402         struct flex regs[] = {
2403                 {
2404                         GEN8_R_PWR_CLK_STATE,
2405                         CTX_R_PWR_CLK_STATE,
2406                 },
2407                 {
2408                         GEN8_OACTXCONTROL,
2409                         stream->perf->ctx_oactxctrl_offset + 1,
2410                 },
2411                 { EU_PERF_CNTL0, ctx_flexeuN(0) },
2412                 { EU_PERF_CNTL1, ctx_flexeuN(1) },
2413                 { EU_PERF_CNTL2, ctx_flexeuN(2) },
2414                 { EU_PERF_CNTL3, ctx_flexeuN(3) },
2415                 { EU_PERF_CNTL4, ctx_flexeuN(4) },
2416                 { EU_PERF_CNTL5, ctx_flexeuN(5) },
2417                 { EU_PERF_CNTL6, ctx_flexeuN(6) },
2418         };
2419 #undef ctx_flexeuN
2420         int i;
2421
2422         regs[1].value =
2423                 (stream->period_exponent << GEN8_OA_TIMER_PERIOD_SHIFT) |
2424                 (stream->periodic ? GEN8_OA_TIMER_ENABLE : 0) |
2425                 GEN8_OA_COUNTER_RESUME;
2426
2427         for (i = 2; i < ARRAY_SIZE(regs); i++)
2428                 regs[i].value = oa_config_flex_reg(oa_config, regs[i].reg);
2429
2430         return oa_configure_all_contexts(stream, regs, ARRAY_SIZE(regs));
2431 }
2432
2433 static struct i915_request *
2434 gen8_enable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2435 {
2436         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2437         struct i915_oa_config *oa_config = stream->oa_config;
2438         int ret;
2439
2440         /*
2441          * We disable slice/unslice clock ratio change reports on SKL since
2442          * they are too noisy. The HW generates a lot of redundant reports
2443          * where the ratio hasn't really changed causing a lot of redundant
2444          * work to processes and increasing the chances we'll hit buffer
2445          * overruns.
2446          *
2447          * Although we don't currently use the 'disable overrun' OABUFFER
2448          * feature it's worth noting that clock ratio reports have to be
2449          * disabled before considering to use that feature since the HW doesn't
2450          * correctly block these reports.
2451          *
2452          * Currently none of the high-level metrics we have depend on knowing
2453          * this ratio to normalize.
2454          *
2455          * Note: This register is not power context saved and restored, but
2456          * that's OK considering that we disable RC6 while the OA unit is
2457          * enabled.
2458          *
2459          * The _INCLUDE_CLK_RATIO bit allows the slice/unslice frequency to
2460          * be read back from automatically triggered reports, as part of the
2461          * RPT_ID field.
2462          */
2463         if (IS_GEN_RANGE(stream->perf->i915, 9, 11)) {
2464                 intel_uncore_write(uncore, GEN8_OA_DEBUG,
2465                                    _MASKED_BIT_ENABLE(GEN9_OA_DEBUG_DISABLE_CLK_RATIO_REPORTS |
2466                                                       GEN9_OA_DEBUG_INCLUDE_CLK_RATIO));
2467         }
2468
2469         /*
2470          * Update all contexts prior writing the mux configurations as we need
2471          * to make sure all slices/subslices are ON before writing to NOA
2472          * registers.
2473          */
2474         ret = lrc_configure_all_contexts(stream, oa_config);
2475         if (ret)
2476                 return ERR_PTR(ret);
2477
2478         return emit_oa_config(stream, oa_config, oa_context(stream));
2479 }
2480
2481 static u32 oag_report_ctx_switches(const struct i915_perf_stream *stream)
2482 {
2483         return _MASKED_FIELD(GEN12_OAG_OA_DEBUG_DISABLE_CTX_SWITCH_REPORTS,
2484                              (stream->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT) ?
2485                              0 : GEN12_OAG_OA_DEBUG_DISABLE_CTX_SWITCH_REPORTS);
2486 }
2487
2488 static struct i915_request *
2489 gen12_enable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2490 {
2491         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2492         struct i915_oa_config *oa_config = stream->oa_config;
2493         bool periodic = stream->periodic;
2494         u32 period_exponent = stream->period_exponent;
2495         int ret;
2496
2497         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OA_DEBUG,
2498                            /* Disable clk ratio reports, like previous Gens. */
2499                            _MASKED_BIT_ENABLE(GEN12_OAG_OA_DEBUG_DISABLE_CLK_RATIO_REPORTS |
2500                                               GEN12_OAG_OA_DEBUG_INCLUDE_CLK_RATIO) |
2501                            /*
2502                             * If the user didn't require OA reports, instruct
2503                             * the hardware not to emit ctx switch reports.
2504                             */
2505                            oag_report_ctx_switches(stream));
2506
2507         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL, periodic ?
2508                            (GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL_COUNTER_RESUME |
2509                             GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL_TIMER_ENABLE |
2510                             (period_exponent << GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL_TIMER_PERIOD_SHIFT))
2511                             : 0);
2512
2513         /*
2514          * Update all contexts prior writing the mux configurations as we need
2515          * to make sure all slices/subslices are ON before writing to NOA
2516          * registers.
2517          */
2518         ret = gen12_configure_all_contexts(stream, oa_config);
2519         if (ret)
2520                 return ERR_PTR(ret);
2521
2522         /*
2523          * For Gen12, performance counters are context
2524          * saved/restored. Only enable it for the context that
2525          * requested this.
2526          */
2527         if (stream->ctx) {
2528                 ret = gen12_configure_oar_context(stream, true);
2529                 if (ret)
2530                         return ERR_PTR(ret);
2531         }
2532
2533         return emit_oa_config(stream, oa_config, oa_context(stream));
2534 }
2535
2536 static void gen8_disable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2537 {
2538         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2539
2540         /* Reset all contexts' slices/subslices configurations. */
2541         lrc_configure_all_contexts(stream, NULL);
2542
2543         intel_uncore_rmw(uncore, GDT_CHICKEN_BITS, GT_NOA_ENABLE, 0);
2544 }
2545
2546 static void gen10_disable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2547 {
2548         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2549
2550         /* Reset all contexts' slices/subslices configurations. */
2551         lrc_configure_all_contexts(stream, NULL);
2552
2553         /* Make sure we disable noa to save power. */
2554         intel_uncore_rmw(uncore, RPM_CONFIG1, GEN10_GT_NOA_ENABLE, 0);
2555 }
2556
2557 static void gen12_disable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2558 {
2559         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2560
2561         /* Reset all contexts' slices/subslices configurations. */
2562         gen12_configure_all_contexts(stream, NULL);
2563
2564         /* disable the context save/restore or OAR counters */
2565         if (stream->ctx)
2566                 gen12_configure_oar_context(stream, false);
2567
2568         /* Make sure we disable noa to save power. */
2569         intel_uncore_rmw(uncore, RPM_CONFIG1, GEN10_GT_NOA_ENABLE, 0);
2570 }
2571
2572 static void gen7_oa_enable(struct i915_perf_stream *stream)
2573 {
2574         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2575         struct i915_gem_context *ctx = stream->ctx;
2576         u32 ctx_id = stream->specific_ctx_id;
2577         bool periodic = stream->periodic;
2578         u32 period_exponent = stream->period_exponent;
2579         u32 report_format = stream->oa_buffer.format;
2580
2581         /*
2582          * Reset buf pointers so we don't forward reports from before now.
2583          *
2584          * Think carefully if considering trying to avoid this, since it
2585          * also ensures status flags and the buffer itself are cleared
2586          * in error paths, and we have checks for invalid reports based
2587          * on the assumption that certain fields are written to zeroed
2588          * memory which this helps maintains.
2589          */
2590         gen7_init_oa_buffer(stream);
2591
2592         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OACONTROL,
2593                            (ctx_id & GEN7_OACONTROL_CTX_MASK) |
2594                            (period_exponent <<
2595                             GEN7_OACONTROL_TIMER_PERIOD_SHIFT) |
2596                            (periodic ? GEN7_OACONTROL_TIMER_ENABLE : 0) |
2597                            (report_format << GEN7_OACONTROL_FORMAT_SHIFT) |
2598                            (ctx ? GEN7_OACONTROL_PER_CTX_ENABLE : 0) |
2599                            GEN7_OACONTROL_ENABLE);
2600 }
2601
2602 static void gen8_oa_enable(struct i915_perf_stream *stream)
2603 {
2604         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2605         u32 report_format = stream->oa_buffer.format;
2606
2607         /*
2608          * Reset buf pointers so we don't forward reports from before now.
2609          *
2610          * Think carefully if considering trying to avoid this, since it
2611          * also ensures status flags and the buffer itself are cleared
2612          * in error paths, and we have checks for invalid reports based
2613          * on the assumption that certain fields are written to zeroed
2614          * memory which this helps maintains.
2615          */
2616         gen8_init_oa_buffer(stream);
2617
2618         /*
2619          * Note: we don't rely on the hardware to perform single context
2620          * filtering and instead filter on the cpu based on the context-id
2621          * field of reports
2622          */
2623         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OACONTROL,
2624                            (report_format << GEN8_OA_REPORT_FORMAT_SHIFT) |
2625                            GEN8_OA_COUNTER_ENABLE);
2626 }
2627
2628 static void gen12_oa_enable(struct i915_perf_stream *stream)
2629 {
2630         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2631         u32 report_format = stream->oa_buffer.format;
2632
2633         /*
2634          * If we don't want OA reports from the OA buffer, then we don't even
2635          * need to program the OAG unit.
2636          */
2637         if (!(stream->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT))
2638                 return;
2639
2640         gen12_init_oa_buffer(stream);
2641
2642         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OACONTROL,
2643                            (report_format << GEN12_OAG_OACONTROL_OA_COUNTER_FORMAT_SHIFT) |
2644                            GEN12_OAG_OACONTROL_OA_COUNTER_ENABLE);
2645 }
2646
2647 /**
2648  * i915_oa_stream_enable - handle `I915_PERF_IOCTL_ENABLE` for OA stream
2649  * @stream: An i915 perf stream opened for OA metrics
2650  *
2651  * [Re]enables hardware periodic sampling according to the period configured
2652  * when opening the stream. This also starts a hrtimer that will periodically
2653  * check for data in the circular OA buffer for notifying userspace (e.g.
2654  * during a read() or poll()).
2655  */
2656 static void i915_oa_stream_enable(struct i915_perf_stream *stream)
2657 {
2658         stream->perf->ops.oa_enable(stream);
2659
2660         if (stream->periodic)
2661                 hrtimer_start(&stream->poll_check_timer,
2662                               ns_to_ktime(POLL_PERIOD),
2663                               HRTIMER_MODE_REL_PINNED);
2664 }
2665
2666 static void gen7_oa_disable(struct i915_perf_stream *stream)
2667 {
2668         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2669
2670         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OACONTROL, 0);
2671         if (intel_wait_for_register(uncore,
2672                                     GEN7_OACONTROL, GEN7_OACONTROL_ENABLE, 0,
2673                                     50))
2674                 drm_err(&stream->perf->i915->drm,
2675                         "wait for OA to be disabled timed out\n");
2676 }
2677
2678 static void gen8_oa_disable(struct i915_perf_stream *stream)
2679 {
2680         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2681
2682         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OACONTROL, 0);
2683         if (intel_wait_for_register(uncore,
2684                                     GEN8_OACONTROL, GEN8_OA_COUNTER_ENABLE, 0,
2685                                     50))
2686                 drm_err(&stream->perf->i915->drm,
2687                         "wait for OA to be disabled timed out\n");
2688 }
2689
2690 static void gen12_oa_disable(struct i915_perf_stream *stream)
2691 {
2692         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2693
2694         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OACONTROL, 0);
2695         if (intel_wait_for_register(uncore,
2696                                     GEN12_OAG_OACONTROL,
2697                                     GEN12_OAG_OACONTROL_OA_COUNTER_ENABLE, 0,
2698                                     50))
2699                 drm_err(&stream->perf->i915->drm,
2700                         "wait for OA to be disabled timed out\n");
2701
2702         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OA_TLB_INV_CR, 1);
2703         if (intel_wait_for_register(uncore,
2704                                     GEN12_OA_TLB_INV_CR,
2705                                     1, 0,
2706                                     50))
2707                 drm_err(&stream->perf->i915->drm,
2708                         "wait for OA tlb invalidate timed out\n");
2709 }
2710
2711 /**
2712  * i915_oa_stream_disable - handle `I915_PERF_IOCTL_DISABLE` for OA stream
2713  * @stream: An i915 perf stream opened for OA metrics
2714  *
2715  * Stops the OA unit from periodically writing counter reports into the
2716  * circular OA buffer. This also stops the hrtimer that periodically checks for
2717  * data in the circular OA buffer, for notifying userspace.
2718  */
2719 static void i915_oa_stream_disable(struct i915_perf_stream *stream)
2720 {
2721         stream->perf->ops.oa_disable(stream);
2722
2723         if (stream->periodic)
2724                 hrtimer_cancel(&stream->poll_check_timer);
2725 }
2726
2727 static const struct i915_perf_stream_ops i915_oa_stream_ops = {
2728         .destroy = i915_oa_stream_destroy,
2729         .enable = i915_oa_stream_enable,
2730         .disable = i915_oa_stream_disable,
2731         .wait_unlocked = i915_oa_wait_unlocked,
2732         .poll_wait = i915_oa_poll_wait,
2733         .read = i915_oa_read,
2734 };
2735
2736 static int i915_perf_stream_enable_sync(struct i915_perf_stream *stream)
2737 {
2738         struct i915_request *rq;
2739
2740         rq = stream->perf->ops.enable_metric_set(stream);
2741         if (IS_ERR(rq))
2742                 return PTR_ERR(rq);
2743
2744         i915_request_wait(rq, 0, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
2745         i915_request_put(rq);
2746
2747         return 0;
2748 }
2749
2750 /**
2751  * i915_oa_stream_init - validate combined props for OA stream and init
2752  * @stream: An i915 perf stream
2753  * @param: The open parameters passed to `DRM_I915_PERF_OPEN`
2754  * @props: The property state that configures stream (individually validated)
2755  *
2756  * While read_properties_unlocked() validates properties in isolation it
2757  * doesn't ensure that the combination necessarily makes sense.
2758  *
2759  * At this point it has been determined that userspace wants a stream of
2760  * OA metrics, but still we need to further validate the combined
2761  * properties are OK.
2762  *
2763  * If the configuration makes sense then we can allocate memory for
2764  * a circular OA buffer and apply the requested metric set configuration.
2765  *
2766  * Returns: zero on success or a negative error code.
2767  */
2768 static int i915_oa_stream_init(struct i915_perf_stream *stream,
2769                                struct drm_i915_perf_open_param *param,
2770                                struct perf_open_properties *props)
2771 {
2772         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
2773         struct i915_perf *perf = stream->perf;
2774         int format_size;
2775         int ret;
2776
2777         if (!props->engine) {
2778                 DRM_DEBUG("OA engine not specified\n");
2779                 return -EINVAL;
2780         }
2781
2782         /*
2783          * If the sysfs metrics/ directory wasn't registered for some
2784          * reason then don't let userspace try their luck with config
2785          * IDs
2786          */
2787         if (!perf->metrics_kobj) {
2788                 DRM_DEBUG("OA metrics weren't advertised via sysfs\n");
2789                 return -EINVAL;
2790         }
2791
2792         if (!(props->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT) &&
2793             (INTEL_GEN(perf->i915) < 12 || !stream->ctx)) {
2794                 DRM_DEBUG("Only OA report sampling supported\n");
2795                 return -EINVAL;
2796         }
2797
2798         if (!perf->ops.enable_metric_set) {
2799                 DRM_DEBUG("OA unit not supported\n");
2800                 return -ENODEV;
2801         }
2802
2803         /*
2804          * To avoid the complexity of having to accurately filter
2805          * counter reports and marshal to the appropriate client
2806          * we currently only allow exclusive access
2807          */
2808         if (perf->exclusive_stream) {
2809                 DRM_DEBUG("OA unit already in use\n");
2810                 return -EBUSY;
2811         }
2812
2813         if (!props->oa_format) {
2814                 DRM_DEBUG("OA report format not specified\n");
2815                 return -EINVAL;
2816         }
2817
2818         stream->engine = props->engine;
2819         stream->uncore = stream->engine->gt->uncore;
2820
2821         stream->sample_size = sizeof(struct drm_i915_perf_record_header);
2822
2823         format_size = perf->oa_formats[props->oa_format].size;
2824
2825         stream->sample_flags = props->sample_flags;
2826         stream->sample_size += format_size;
2827
2828         stream->oa_buffer.format_size = format_size;
2829         if (drm_WARN_ON(&i915->drm, stream->oa_buffer.format_size == 0))
2830                 return -EINVAL;
2831
2832         stream->hold_preemption = props->hold_preemption;
2833
2834         stream->oa_buffer.format =
2835                 perf->oa_formats[props->oa_format].format;
2836
2837         stream->periodic = props->oa_periodic;
2838         if (stream->periodic)
2839                 stream->period_exponent = props->oa_period_exponent;
2840
2841         if (stream->ctx) {
2842                 ret = oa_get_render_ctx_id(stream);
2843                 if (ret) {
2844                         DRM_DEBUG("Invalid context id to filter with\n");
2845                         return ret;
2846                 }
2847         }
2848
2849         ret = alloc_noa_wait(stream);
2850         if (ret) {
2851                 DRM_DEBUG("Unable to allocate NOA wait batch buffer\n");
2852                 goto err_noa_wait_alloc;
2853         }
2854
2855         stream->oa_config = i915_perf_get_oa_config(perf, props->metrics_set);
2856         if (!stream->oa_config) {
2857                 DRM_DEBUG("Invalid OA config id=%i\n", props->metrics_set);
2858                 ret = -EINVAL;
2859                 goto err_config;
2860         }
2861
2862         /* PRM - observability performance counters:
2863          *
2864          *   OACONTROL, performance counter enable, note:
2865          *
2866          *   "When this bit is set, in order to have coherent counts,
2867          *   RC6 power state and trunk clock gating must be disabled.
2868          *   This can be achieved by programming MMIO registers as
2869          *   0xA094=0 and 0xA090[31]=1"
2870          *
2871          *   In our case we are expecting that taking pm + FORCEWAKE
2872          *   references will effectively disable RC6.
2873          */
2874         intel_engine_pm_get(stream->engine);
2875         intel_uncore_forcewake_get(stream->uncore, FORCEWAKE_ALL);
2876
2877         ret = alloc_oa_buffer(stream);
2878         if (ret)
2879                 goto err_oa_buf_alloc;
2880
2881         stream->ops = &i915_oa_stream_ops;
2882         WRITE_ONCE(perf->exclusive_stream, stream);
2883
2884         ret = i915_perf_stream_enable_sync(stream);
2885         if (ret) {
2886                 DRM_DEBUG("Unable to enable metric set\n");
2887                 goto err_enable;
2888         }
2889
2890         DRM_DEBUG("opening stream oa config uuid=%s\n",
2891                   stream->oa_config->uuid);
2892
2893         hrtimer_init(&stream->poll_check_timer,
2894                      CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
2895         stream->poll_check_timer.function = oa_poll_check_timer_cb;
2896         init_waitqueue_head(&stream->poll_wq);
2897         spin_lock_init(&stream->oa_buffer.ptr_lock);
2898
2899         return 0;
2900
2901 err_enable:
2902         WRITE_ONCE(perf->exclusive_stream, NULL);
2903         perf->ops.disable_metric_set(stream);
2904
2905         free_oa_buffer(stream);
2906
2907 err_oa_buf_alloc:
2908         free_oa_configs(stream);
2909
2910         intel_uncore_forcewake_put(stream->uncore, FORCEWAKE_ALL);
2911         intel_engine_pm_put(stream->engine);
2912
2913 err_config:
2914         free_noa_wait(stream);
2915
2916 err_noa_wait_alloc:
2917         if (stream->ctx)
2918                 oa_put_render_ctx_id(stream);
2919
2920         return ret;
2921 }
2922
2923 void i915_oa_init_reg_state(const struct intel_context *ce,
2924                             const struct intel_engine_cs *engine)
2925 {
2926         struct i915_perf_stream *stream;
2927
2928         if (engine->class != RENDER_CLASS)
2929                 return;
2930
2931         /* perf.exclusive_stream serialised by lrc_configure_all_contexts() */
2932         stream = READ_ONCE(engine->i915->perf.exclusive_stream);
2933         /*
2934          * For gen12, only CTX_R_PWR_CLK_STATE needs update, but the caller
2935          * is already doing that, so nothing to be done for gen12 here.
2936          */
2937         if (stream && INTEL_GEN(stream->perf->i915) < 12)
2938                 gen8_update_reg_state_unlocked(ce, stream);
2939 }
2940
2941 /**
2942  * i915_perf_read - handles read() FOP for i915 perf stream FDs
2943  * @file: An i915 perf stream file
2944  * @buf: destination buffer given by userspace
2945  * @count: the number of bytes userspace wants to read
2946  * @ppos: (inout) file seek position (unused)
2947  *
2948  * The entry point for handling a read() on a stream file descriptor from
2949  * userspace. Most of the work is left to the i915_perf_read_locked() and
2950  * &i915_perf_stream_ops->read but to save having stream implementations (of
2951  * which we might have multiple later) we handle blocking read here.
2952  *
2953  * We can also consistently treat trying to read from a disabled stream
2954  * as an IO error so implementations can assume the stream is enabled
2955  * while reading.
2956  *
2957  * Returns: The number of bytes copied or a negative error code on failure.
2958  */
2959 static ssize_t i915_perf_read(struct file *file,
2960                               char __user *buf,
2961                               size_t count,
2962                               loff_t *ppos)
2963 {
2964         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
2965         struct i915_perf *perf = stream->perf;
2966         size_t offset = 0;
2967         int ret;
2968
2969         /* To ensure it's handled consistently we simply treat all reads of a
2970          * disabled stream as an error. In particular it might otherwise lead
2971          * to a deadlock for blocking file descriptors...
2972          */
2973         if (!stream->enabled)
2974                 return -EIO;
2975
2976         if (!(file->f_flags & O_NONBLOCK)) {
2977                 /* There's the small chance of false positives from
2978                  * stream->ops->wait_unlocked.
2979                  *
2980                  * E.g. with single context filtering since we only wait until
2981                  * oabuffer has >= 1 report we don't immediately know whether
2982                  * any reports really belong to the current context
2983                  */
2984                 do {
2985                         ret = stream->ops->wait_unlocked(stream);
2986                         if (ret)
2987                                 return ret;
2988
2989                         mutex_lock(&perf->lock);
2990                         ret = stream->ops->read(stream, buf, count, &offset);
2991                         mutex_unlock(&perf->lock);
2992                 } while (!offset && !ret);
2993         } else {
2994                 mutex_lock(&perf->lock);
2995                 ret = stream->ops->read(stream, buf, count, &offset);
2996                 mutex_unlock(&perf->lock);
2997         }
2998
2999         /* We allow the poll checking to sometimes report false positive EPOLLIN
3000          * events where we might actually report EAGAIN on read() if there's
3001          * not really any data available. In this situation though we don't
3002          * want to enter a busy loop between poll() reporting a EPOLLIN event
3003          * and read() returning -EAGAIN. Clearing the oa.pollin state here
3004          * effectively ensures we back off until the next hrtimer callback
3005          * before reporting another EPOLLIN event.
3006          * The exception to this is if ops->read() returned -ENOSPC which means
3007          * that more OA data is available than could fit in the user provided
3008          * buffer. In this case we want the next poll() call to not block.
3009          */
3010         if (ret != -ENOSPC)
3011                 stream->pollin = false;
3012
3013         /* Possible values for ret are 0, -EFAULT, -ENOSPC, -EIO, ... */
3014         return offset ?: (ret ?: -EAGAIN);
3015 }
3016
3017 static enum hrtimer_restart oa_poll_check_timer_cb(struct hrtimer *hrtimer)
3018 {
3019         struct i915_perf_stream *stream =
3020                 container_of(hrtimer, typeof(*stream), poll_check_timer);
3021
3022         if (oa_buffer_check_unlocked(stream)) {
3023                 stream->pollin = true;
3024                 wake_up(&stream->poll_wq);
3025         }
3026
3027         hrtimer_forward_now(hrtimer, ns_to_ktime(POLL_PERIOD));
3028
3029         return HRTIMER_RESTART;
3030 }
3031
3032 /**
3033  * i915_perf_poll_locked - poll_wait() with a suitable wait queue for stream
3034  * @stream: An i915 perf stream
3035  * @file: An i915 perf stream file
3036  * @wait: poll() state table
3037  *
3038  * For handling userspace polling on an i915 perf stream, this calls through to
3039  * &i915_perf_stream_ops->poll_wait to call poll_wait() with a wait queue that
3040  * will be woken for new stream data.
3041  *
3042  * Note: The &perf->lock mutex has been taken to serialize
3043  * with any non-file-operation driver hooks.
3044  *
3045  * Returns: any poll events that are ready without sleeping
3046  */
3047 static __poll_t i915_perf_poll_locked(struct i915_perf_stream *stream,
3048                                       struct file *file,
3049                                       poll_table *wait)
3050 {
3051         __poll_t events = 0;
3052
3053         stream->ops->poll_wait(stream, file, wait);
3054
3055         /* Note: we don't explicitly check whether there's something to read
3056          * here since this path may be very hot depending on what else
3057          * userspace is polling, or on the timeout in use. We rely solely on
3058          * the hrtimer/oa_poll_check_timer_cb to notify us when there are
3059          * samples to read.
3060          */
3061         if (stream->pollin)
3062                 events |= EPOLLIN;
3063
3064         return events;
3065 }
3066
3067 /**
3068  * i915_perf_poll - call poll_wait() with a suitable wait queue for stream
3069  * @file: An i915 perf stream file
3070  * @wait: poll() state table
3071  *
3072  * For handling userspace polling on an i915 perf stream, this ensures
3073  * poll_wait() gets called with a wait queue that will be woken for new stream
3074  * data.
3075  *
3076  * Note: Implementation deferred to i915_perf_poll_locked()
3077  *
3078  * Returns: any poll events that are ready without sleeping
3079  */
3080 static __poll_t i915_perf_poll(struct file *file, poll_table *wait)
3081 {
3082         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
3083         struct i915_perf *perf = stream->perf;
3084         __poll_t ret;
3085
3086         mutex_lock(&perf->lock);
3087         ret = i915_perf_poll_locked(stream, file, wait);
3088         mutex_unlock(&perf->lock);
3089
3090         return ret;
3091 }
3092
3093 /**
3094  * i915_perf_enable_locked - handle `I915_PERF_IOCTL_ENABLE` ioctl
3095  * @stream: A disabled i915 perf stream
3096  *
3097  * [Re]enables the associated capture of data for this stream.
3098  *
3099  * If a stream was previously enabled then there's currently no intention
3100  * to provide userspace any guarantee about the preservation of previously
3101  * buffered data.
3102  */
3103 static void i915_perf_enable_locked(struct i915_perf_stream *stream)
3104 {
3105         if (stream->enabled)
3106                 return;
3107
3108         /* Allow stream->ops->enable() to refer to this */
3109         stream->enabled = true;
3110
3111         if (stream->ops->enable)
3112                 stream->ops->enable(stream);
3113
3114         if (stream->hold_preemption)
3115                 intel_context_set_nopreempt(stream->pinned_ctx);
3116 }
3117
3118 /**
3119  * i915_perf_disable_locked - handle `I915_PERF_IOCTL_DISABLE` ioctl
3120  * @stream: An enabled i915 perf stream
3121  *
3122  * Disables the associated capture of data for this stream.
3123  *
3124  * The intention is that disabling an re-enabling a stream will ideally be
3125  * cheaper than destroying and re-opening a stream with the same configuration,
3126  * though there are no formal guarantees about what state or buffered data
3127  * must be retained between disabling and re-enabling a stream.
3128  *
3129  * Note: while a stream is disabled it's considered an error for userspace
3130  * to attempt to read from the stream (-EIO).
3131  */
3132 static void i915_perf_disable_locked(struct i915_perf_stream *stream)
3133 {
3134         if (!stream->enabled)
3135                 return;
3136
3137         /* Allow stream->ops->disable() to refer to this */
3138         stream->enabled = false;
3139
3140         if (stream->hold_preemption)
3141                 intel_context_clear_nopreempt(stream->pinned_ctx);
3142
3143         if (stream->ops->disable)
3144                 stream->ops->disable(stream);
3145 }
3146
3147 static long i915_perf_config_locked(struct i915_perf_stream *stream,
3148                                     unsigned long metrics_set)
3149 {
3150         struct i915_oa_config *config;
3151         long ret = stream->oa_config->id;
3152
3153         config = i915_perf_get_oa_config(stream->perf, metrics_set);
3154         if (!config)
3155                 return -EINVAL;
3156
3157         if (config != stream->oa_config) {
3158                 struct i915_request *rq;
3159
3160                 /*
3161                  * If OA is bound to a specific context, emit the
3162                  * reconfiguration inline from that context. The update
3163                  * will then be ordered with respect to submission on that
3164                  * context.
3165                  *
3166                  * When set globally, we use a low priority kernel context,
3167                  * so it will effectively take effect when idle.
3168                  */
3169                 rq = emit_oa_config(stream, config, oa_context(stream));
3170                 if (!IS_ERR(rq)) {
3171                         config = xchg(&stream->oa_config, config);
3172                         i915_request_put(rq);
3173                 } else {
3174                         ret = PTR_ERR(rq);
3175                 }
3176         }
3177
3178         i915_oa_config_put(config);
3179
3180         return ret;
3181 }
3182
3183 /**
3184  * i915_perf_ioctl - support ioctl() usage with i915 perf stream FDs
3185  * @stream: An i915 perf stream
3186  * @cmd: the ioctl request
3187  * @arg: the ioctl data
3188  *
3189  * Note: The &perf->lock mutex has been taken to serialize
3190  * with any non-file-operation driver hooks.
3191  *
3192  * Returns: zero on success or a negative error code. Returns -EINVAL for
3193  * an unknown ioctl request.
3194  */
3195 static long i915_perf_ioctl_locked(struct i915_perf_stream *stream,
3196                                    unsigned int cmd,
3197                                    unsigned long arg)
3198 {
3199         switch (cmd) {
3200         case I915_PERF_IOCTL_ENABLE:
3201                 i915_perf_enable_locked(stream);
3202                 return 0;
3203         case I915_PERF_IOCTL_DISABLE:
3204                 i915_perf_disable_locked(stream);
3205                 return 0;
3206         case I915_PERF_IOCTL_CONFIG:
3207                 return i915_perf_config_locked(stream, arg);
3208         }
3209
3210         return -EINVAL;
3211 }
3212
3213 /**
3214  * i915_perf_ioctl - support ioctl() usage with i915 perf stream FDs
3215  * @file: An i915 perf stream file
3216  * @cmd: the ioctl request
3217  * @arg: the ioctl data
3218  *
3219  * Implementation deferred to i915_perf_ioctl_locked().
3220  *
3221  * Returns: zero on success or a negative error code. Returns -EINVAL for
3222  * an unknown ioctl request.
3223  */
3224 static long i915_perf_ioctl(struct file *file,
3225                             unsigned int cmd,
3226                             unsigned long arg)
3227 {
3228         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
3229         struct i915_perf *perf = stream->perf;
3230         long ret;
3231
3232         mutex_lock(&perf->lock);
3233         ret = i915_perf_ioctl_locked(stream, cmd, arg);
3234         mutex_unlock(&perf->lock);
3235
3236         return ret;
3237 }
3238
3239 /**
3240  * i915_perf_destroy_locked - destroy an i915 perf stream
3241  * @stream: An i915 perf stream
3242  *
3243  * Frees all resources associated with the given i915 perf @stream, disabling
3244  * any associated data capture in the process.
3245  *
3246  * Note: The &perf->lock mutex has been taken to serialize
3247  * with any non-file-operation driver hooks.
3248  */
3249 static void i915_perf_destroy_locked(struct i915_perf_stream *stream)
3250 {
3251         if (stream->enabled)
3252                 i915_perf_disable_locked(stream);
3253
3254         if (stream->ops->destroy)
3255                 stream->ops->destroy(stream);
3256
3257         if (stream->ctx)
3258                 i915_gem_context_put(stream->ctx);
3259
3260         kfree(stream);
3261 }
3262
3263 /**
3264  * i915_perf_release - handles userspace close() of a stream file
3265  * @inode: anonymous inode associated with file
3266  * @file: An i915 perf stream file
3267  *
3268  * Cleans up any resources associated with an open i915 perf stream file.
3269  *
3270  * NB: close() can't really fail from the userspace point of view.
3271  *
3272  * Returns: zero on success or a negative error code.
3273  */
3274 static int i915_perf_release(struct inode *inode, struct file *file)
3275 {
3276         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
3277         struct i915_perf *perf = stream->perf;
3278
3279         mutex_lock(&perf->lock);
3280         i915_perf_destroy_locked(stream);
3281         mutex_unlock(&perf->lock);
3282
3283         /* Release the reference the perf stream kept on the driver. */
3284         drm_dev_put(&perf->i915->drm);
3285
3286         return 0;
3287 }
3288
3289
3290 static const struct file_operations fops = {
3291         .owner          = THIS_MODULE,
3292         .llseek         = no_llseek,
3293         .release        = i915_perf_release,
3294         .poll           = i915_perf_poll,
3295         .read           = i915_perf_read,
3296         .unlocked_ioctl = i915_perf_ioctl,
3297         /* Our ioctl have no arguments, so it's safe to use the same function
3298          * to handle 32bits compatibility.
3299          */
3300         .compat_ioctl   = i915_perf_ioctl,
3301 };
3302
3303
3304 /**
3305  * i915_perf_open_ioctl_locked - DRM ioctl() for userspace to open a stream FD
3306  * @perf: i915 perf instance
3307  * @param: The open parameters passed to 'DRM_I915_PERF_OPEN`
3308  * @props: individually validated u64 property value pairs
3309  * @file: drm file
3310  *
3311  * See i915_perf_ioctl_open() for interface details.
3312  *
3313  * Implements further stream config validation and stream initialization on
3314  * behalf of i915_perf_open_ioctl() with the &perf->lock mutex
3315  * taken to serialize with any non-file-operation driver hooks.
3316  *
3317  * Note: at this point the @props have only been validated in isolation and
3318  * it's still necessary to validate that the combination of properties makes
3319  * sense.
3320  *
3321  * In the case where userspace is interested in OA unit metrics then further
3322  * config validation and stream initialization details will be handled by
3323  * i915_oa_stream_init(). The code here should only validate config state that
3324  * will be relevant to all stream types / backends.
3325  *
3326  * Returns: zero on success or a negative error code.
3327  */
3328 static int
3329 i915_perf_open_ioctl_locked(struct i915_perf *perf,
3330                             struct drm_i915_perf_open_param *param,
3331                             struct perf_open_properties *props,
3332                             struct drm_file *file)
3333 {
3334         struct i915_gem_context *specific_ctx = NULL;
3335         struct i915_perf_stream *stream = NULL;
3336         unsigned long f_flags = 0;
3337         bool privileged_op = true;
3338         int stream_fd;
3339         int ret;
3340
3341         if (props->single_context) {
3342                 u32 ctx_handle = props->ctx_handle;
3343                 struct drm_i915_file_private *file_priv = file->driver_priv;
3344
3345                 specific_ctx = i915_gem_context_lookup(file_priv, ctx_handle);
3346                 if (!specific_ctx) {
3347                         DRM_DEBUG("Failed to look up context with ID %u for opening perf stream\n",
3348                                   ctx_handle);
3349                         ret = -ENOENT;
3350                         goto err;
3351                 }
3352         }
3353
3354         /*
3355          * On Haswell the OA unit supports clock gating off for a specific
3356          * context and in this mode there's no visibility of metrics for the
3357          * rest of the system, which we consider acceptable for a
3358          * non-privileged client.
3359          *
3360          * For Gen8->11 the OA unit no longer supports clock gating off for a
3361          * specific context and the kernel can't securely stop the counters
3362          * from updating as system-wide / global values. Even though we can
3363          * filter reports based on the included context ID we can't block
3364          * clients from seeing the raw / global counter values via
3365          * MI_REPORT_PERF_COUNT commands and so consider it a privileged op to
3366          * enable the OA unit by default.
3367          *
3368          * For Gen12+ we gain a new OAR unit that only monitors the RCS on a
3369          * per context basis. So we can relax requirements there if the user
3370          * doesn't request global stream access (i.e. query based sampling
3371          * using MI_RECORD_PERF_COUNT.
3372          */
3373         if (IS_HASWELL(perf->i915) && specific_ctx)
3374                 privileged_op = false;
3375         else if (IS_GEN(perf->i915, 12) && specific_ctx &&
3376                  (props->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT) == 0)
3377                 privileged_op = false;
3378
3379         if (props->hold_preemption) {
3380                 if (!props->single_context) {
3381                         DRM_DEBUG("preemption disable with no context\n");
3382                         ret = -EINVAL;
3383                         goto err;
3384                 }
3385                 privileged_op = true;
3386         }
3387
3388         /* Similar to perf's kernel.perf_paranoid_cpu sysctl option
3389          * we check a dev.i915.perf_stream_paranoid sysctl option
3390          * to determine if it's ok to access system wide OA counters
3391          * without CAP_SYS_ADMIN privileges.
3392          */
3393         if (privileged_op &&
3394             i915_perf_stream_paranoid && !capable(CAP_SYS_ADMIN)) {
3395                 DRM_DEBUG("Insufficient privileges to open i915 perf stream\n");
3396                 ret = -EACCES;
3397                 goto err_ctx;
3398         }
3399
3400         stream = kzalloc(sizeof(*stream), GFP_KERNEL);
3401         if (!stream) {
3402                 ret = -ENOMEM;
3403                 goto err_ctx;
3404         }
3405
3406         stream->perf = perf;
3407         stream->ctx = specific_ctx;
3408
3409         ret = i915_oa_stream_init(stream, param, props);
3410         if (ret)
3411                 goto err_alloc;
3412
3413         /* we avoid simply assigning stream->sample_flags = props->sample_flags
3414          * to have _stream_init check the combination of sample flags more
3415          * thoroughly, but still this is the expected result at this point.
3416          */
3417         if (WARN_ON(stream->sample_flags != props->sample_flags)) {
3418                 ret = -ENODEV;
3419                 goto err_flags;
3420         }
3421
3422         if (param->flags & I915_PERF_FLAG_FD_CLOEXEC)
3423                 f_flags |= O_CLOEXEC;
3424         if (param->flags & I915_PERF_FLAG_FD_NONBLOCK)
3425                 f_flags |= O_NONBLOCK;
3426
3427         stream_fd = anon_inode_getfd("[i915_perf]", &fops, stream, f_flags);
3428         if (stream_fd < 0) {
3429                 ret = stream_fd;
3430                 goto err_flags;
3431         }
3432
3433         if (!(param->flags & I915_PERF_FLAG_DISABLED))
3434                 i915_perf_enable_locked(stream);
3435
3436         /* Take a reference on the driver that will be kept with stream_fd
3437          * until its release.
3438          */
3439         drm_dev_get(&perf->i915->drm);
3440
3441         return stream_fd;
3442
3443 err_flags:
3444         if (stream->ops->destroy)
3445                 stream->ops->destroy(stream);
3446 err_alloc:
3447         kfree(stream);
3448 err_ctx:
3449         if (specific_ctx)
3450                 i915_gem_context_put(specific_ctx);
3451 err:
3452         return ret;
3453 }
3454
3455 static u64 oa_exponent_to_ns(struct i915_perf *perf, int exponent)
3456 {
3457         return div64_u64(1000000000ULL * (2ULL << exponent),
3458                          1000ULL * RUNTIME_INFO(perf->i915)->cs_timestamp_frequency_khz);
3459 }
3460
3461 /**
3462  * read_properties_unlocked - validate + copy userspace stream open properties
3463  * @perf: i915 perf instance
3464  * @uprops: The array of u64 key value pairs given by userspace
3465  * @n_props: The number of key value pairs expected in @uprops
3466  * @props: The stream configuration built up while validating properties
3467  *
3468  * Note this function only validates properties in isolation it doesn't
3469  * validate that the combination of properties makes sense or that all
3470  * properties necessary for a particular kind of stream have been set.
3471  *
3472  * Note that there currently aren't any ordering requirements for properties so
3473  * we shouldn't validate or assume anything about ordering here. This doesn't
3474  * rule out defining new properties with ordering requirements in the future.
3475  */
3476 static int read_properties_unlocked(struct i915_perf *perf,
3477                                     u64 __user *uprops,
3478                                     u32 n_props,
3479                                     struct perf_open_properties *props)
3480 {
3481         u64 __user *uprop = uprops;
3482         u32 i;
3483
3484         memset(props, 0, sizeof(struct perf_open_properties));
3485
3486         if (!n_props) {
3487                 DRM_DEBUG("No i915 perf properties given\n");
3488                 return -EINVAL;
3489         }
3490
3491         /* At the moment we only support using i915-perf on the RCS. */
3492         props->engine = intel_engine_lookup_user(perf->i915,
3493                                                  I915_ENGINE_CLASS_RENDER,
3494                                                  0);
3495         if (!props->engine) {
3496                 DRM_DEBUG("No RENDER-capable engines\n");
3497                 return -EINVAL;
3498         }
3499
3500         /* Considering that ID = 0 is reserved and assuming that we don't
3501          * (currently) expect any configurations to ever specify duplicate
3502          * values for a particular property ID then the last _PROP_MAX value is
3503          * one greater than the maximum number of properties we expect to get
3504          * from userspace.
3505          */
3506         if (n_props >= DRM_I915_PERF_PROP_MAX) {
3507                 DRM_DEBUG("More i915 perf properties specified than exist\n");
3508                 return -EINVAL;
3509         }
3510
3511         for (i = 0; i < n_props; i++) {
3512                 u64 oa_period, oa_freq_hz;
3513                 u64 id, value;
3514                 int ret;
3515
3516                 ret = get_user(id, uprop);
3517                 if (ret)
3518                         return ret;
3519
3520                 ret = get_user(value, uprop + 1);
3521                 if (ret)
3522                         return ret;
3523
3524                 if (id == 0 || id >= DRM_I915_PERF_PROP_MAX) {
3525                         DRM_DEBUG("Unknown i915 perf property ID\n");
3526                         return -EINVAL;
3527                 }
3528
3529                 switch ((enum drm_i915_perf_property_id)id) {
3530                 case DRM_I915_PERF_PROP_CTX_HANDLE:
3531                         props->single_context = 1;
3532                         props->ctx_handle = value;
3533                         break;
3534                 case DRM_I915_PERF_PROP_SAMPLE_OA:
3535                         if (value)
3536                                 props->sample_flags |= SAMPLE_OA_REPORT;
3537                         break;
3538                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_METRICS_SET:
3539                         if (value == 0) {
3540                                 DRM_DEBUG("Unknown OA metric set ID\n");
3541                                 return -EINVAL;
3542                         }
3543                         props->metrics_set = value;
3544                         break;
3545                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_FORMAT:
3546                         if (value == 0 || value >= I915_OA_FORMAT_MAX) {
3547                                 DRM_DEBUG("Out-of-range OA report format %llu\n",
3548                                           value);
3549                                 return -EINVAL;
3550                         }
3551                         if (!perf->oa_formats[value].size) {
3552                                 DRM_DEBUG("Unsupported OA report format %llu\n",
3553                                           value);
3554                                 return -EINVAL;
3555                         }
3556                         props->oa_format = value;
3557                         break;
3558                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_EXPONENT:
3559                         if (value > OA_EXPONENT_MAX) {
3560                                 DRM_DEBUG("OA timer exponent too high (> %u)\n",
3561                                          OA_EXPONENT_MAX);
3562                                 return -EINVAL;
3563                         }
3564
3565                         /* Theoretically we can program the OA unit to sample
3566                          * e.g. every 160ns for HSW, 167ns for BDW/SKL or 104ns
3567                          * for BXT. We don't allow such high sampling
3568                          * frequencies by default unless root.
3569                          */
3570
3571                         BUILD_BUG_ON(sizeof(oa_period) != 8);
3572                         oa_period = oa_exponent_to_ns(perf, value);
3573
3574                         /* This check is primarily to ensure that oa_period <=
3575                          * UINT32_MAX (before passing to do_div which only
3576                          * accepts a u32 denominator), but we can also skip
3577                          * checking anything < 1Hz which implicitly can't be
3578                          * limited via an integer oa_max_sample_rate.
3579                          */
3580                         if (oa_period <= NSEC_PER_SEC) {
3581                                 u64 tmp = NSEC_PER_SEC;
3582                                 do_div(tmp, oa_period);
3583                                 oa_freq_hz = tmp;
3584                         } else
3585                                 oa_freq_hz = 0;
3586
3587                         if (oa_freq_hz > i915_oa_max_sample_rate &&
3588                             !capable(CAP_SYS_ADMIN)) {
3589                                 DRM_DEBUG("OA exponent would exceed the max sampling frequency (sysctl dev.i915.oa_max_sample_rate) %uHz without root privileges\n",
3590                                           i915_oa_max_sample_rate);
3591                                 return -EACCES;
3592                         }
3593
3594                         props->oa_periodic = true;
3595                         props->oa_period_exponent = value;
3596                         break;
3597                 case DRM_I915_PERF_PROP_HOLD_PREEMPTION:
3598                         props->hold_preemption = !!value;
3599                         break;
3600                 case DRM_I915_PERF_PROP_MAX:
3601                         MISSING_CASE(id);
3602                         return -EINVAL;
3603                 }
3604
3605                 uprop += 2;
3606         }
3607
3608         return 0;
3609 }
3610
3611 /**
3612  * i915_perf_open_ioctl - DRM ioctl() for userspace to open a stream FD
3613  * @dev: drm device
3614  * @data: ioctl data copied from userspace (unvalidated)
3615  * @file: drm file
3616  *
3617  * Validates the stream open parameters given by userspace including flags
3618  * and an array of u64 key, value pair properties.
3619  *
3620  * Very little is assumed up front about the nature of the stream being
3621  * opened (for instance we don't assume it's for periodic OA unit metrics). An
3622  * i915-perf stream is expected to be a suitable interface for other forms of
3623  * buffered data written by the GPU besides periodic OA metrics.
3624  *
3625  * Note we copy the properties from userspace outside of the i915 perf
3626  * mutex to avoid an awkward lockdep with mmap_sem.
3627  *
3628  * Most of the implementation details are handled by
3629  * i915_perf_open_ioctl_locked() after taking the &perf->lock
3630  * mutex for serializing with any non-file-operation driver hooks.
3631  *
3632  * Return: A newly opened i915 Perf stream file descriptor or negative
3633  * error code on failure.
3634  */
3635 int i915_perf_open_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
3636                          struct drm_file *file)
3637 {
3638         struct i915_perf *perf = &to_i915(dev)->perf;
3639         struct drm_i915_perf_open_param *param = data;
3640         struct perf_open_properties props;
3641         u32 known_open_flags;
3642         int ret;
3643
3644         if (!perf->i915) {
3645                 DRM_DEBUG("i915 perf interface not available for this system\n");
3646                 return -ENOTSUPP;
3647         }
3648
3649         known_open_flags = I915_PERF_FLAG_FD_CLOEXEC |
3650                            I915_PERF_FLAG_FD_NONBLOCK |
3651                            I915_PERF_FLAG_DISABLED;
3652         if (param->flags & ~known_open_flags) {
3653                 DRM_DEBUG("Unknown drm_i915_perf_open_param flag\n");
3654                 return -EINVAL;
3655         }
3656
3657         ret = read_properties_unlocked(perf,
3658                                        u64_to_user_ptr(param->properties_ptr),
3659                                        param->num_properties,
3660                                        &props);
3661         if (ret)
3662                 return ret;
3663
3664         mutex_lock(&perf->lock);
3665         ret = i915_perf_open_ioctl_locked(perf, param, &props, file);
3666         mutex_unlock(&perf->lock);
3667
3668         return ret;
3669 }
3670
3671 /**
3672  * i915_perf_register - exposes i915-perf to userspace
3673  * @i915: i915 device instance
3674  *
3675  * In particular OA metric sets are advertised under a sysfs metrics/
3676  * directory allowing userspace to enumerate valid IDs that can be
3677  * used to open an i915-perf stream.
3678  */
3679 void i915_perf_register(struct drm_i915_private *i915)
3680 {
3681         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
3682         int ret;
3683
3684         if (!perf->i915)
3685                 return;
3686
3687         /* To be sure we're synchronized with an attempted
3688          * i915_perf_open_ioctl(); considering that we register after
3689          * being exposed to userspace.
3690          */
3691         mutex_lock(&perf->lock);
3692
3693         perf->metrics_kobj =
3694                 kobject_create_and_add("metrics",
3695                                        &i915->drm.primary->kdev->kobj);
3696         if (!perf->metrics_kobj)
3697                 goto exit;
3698
3699         sysfs_attr_init(&perf->test_config.sysfs_metric_id.attr);
3700
3701         if (IS_TIGERLAKE(i915)) {
3702                 i915_perf_load_test_config_tgl(i915);
3703         } else if (INTEL_GEN(i915) >= 11) {
3704                 i915_perf_load_test_config_icl(i915);
3705         } else if (IS_CANNONLAKE(i915)) {
3706                 i915_perf_load_test_config_cnl(i915);
3707         } else if (IS_COFFEELAKE(i915)) {
3708                 if (IS_CFL_GT2(i915))
3709                         i915_perf_load_test_config_cflgt2(i915);
3710                 if (IS_CFL_GT3(i915))
3711                         i915_perf_load_test_config_cflgt3(i915);
3712         } else if (IS_GEMINILAKE(i915)) {
3713                 i915_perf_load_test_config_glk(i915);
3714         } else if (IS_KABYLAKE(i915)) {
3715                 if (IS_KBL_GT2(i915))
3716                         i915_perf_load_test_config_kblgt2(i915);
3717                 else if (IS_KBL_GT3(i915))
3718                         i915_perf_load_test_config_kblgt3(i915);
3719         } else if (IS_BROXTON(i915)) {
3720                 i915_perf_load_test_config_bxt(i915);
3721         } else if (IS_SKYLAKE(i915)) {
3722                 if (IS_SKL_GT2(i915))
3723                         i915_perf_load_test_config_sklgt2(i915);
3724                 else if (IS_SKL_GT3(i915))
3725                         i915_perf_load_test_config_sklgt3(i915);
3726                 else if (IS_SKL_GT4(i915))
3727                         i915_perf_load_test_config_sklgt4(i915);
3728         } else if (IS_CHERRYVIEW(i915)) {
3729                 i915_perf_load_test_config_chv(i915);
3730         } else if (IS_BROADWELL(i915)) {
3731                 i915_perf_load_test_config_bdw(i915);
3732         } else if (IS_HASWELL(i915)) {
3733                 i915_perf_load_test_config_hsw(i915);
3734         }
3735
3736         if (perf->test_config.id == 0)
3737                 goto sysfs_error;
3738
3739         ret = sysfs_create_group(perf->metrics_kobj,
3740                                  &perf->test_config.sysfs_metric);
3741         if (ret)
3742                 goto sysfs_error;
3743
3744         perf->test_config.perf = perf;
3745         kref_init(&perf->test_config.ref);
3746
3747         goto exit;
3748
3749 sysfs_error:
3750         kobject_put(perf->metrics_kobj);
3751         perf->metrics_kobj = NULL;
3752
3753 exit:
3754         mutex_unlock(&perf->lock);
3755 }
3756
3757 /**
3758  * i915_perf_unregister - hide i915-perf from userspace
3759  * @i915: i915 device instance
3760  *
3761  * i915-perf state cleanup is split up into an 'unregister' and
3762  * 'deinit' phase where the interface is first hidden from
3763  * userspace by i915_perf_unregister() before cleaning up
3764  * remaining state in i915_perf_fini().
3765  */
3766 void i915_perf_unregister(struct drm_i915_private *i915)
3767 {
3768         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
3769
3770         if (!perf->metrics_kobj)
3771                 return;
3772
3773         sysfs_remove_group(perf->metrics_kobj,
3774                            &perf->test_config.sysfs_metric);
3775
3776         kobject_put(perf->metrics_kobj);
3777         perf->metrics_kobj = NULL;
3778 }
3779
3780 static bool gen8_is_valid_flex_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3781 {
3782         static const i915_reg_t flex_eu_regs[] = {
3783                 EU_PERF_CNTL0,
3784                 EU_PERF_CNTL1,
3785                 EU_PERF_CNTL2,
3786                 EU_PERF_CNTL3,
3787                 EU_PERF_CNTL4,
3788                 EU_PERF_CNTL5,
3789                 EU_PERF_CNTL6,
3790         };
3791         int i;
3792
3793         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(flex_eu_regs); i++) {
3794                 if (i915_mmio_reg_offset(flex_eu_regs[i]) == addr)
3795                         return true;
3796         }
3797         return false;
3798 }
3799
3800 #define ADDR_IN_RANGE(addr, start, end) \
3801         ((addr) >= (start) && \
3802          (addr) <= (end))
3803
3804 #define REG_IN_RANGE(addr, start, end) \
3805         ((addr) >= i915_mmio_reg_offset(start) && \
3806          (addr) <= i915_mmio_reg_offset(end))
3807
3808 #define REG_EQUAL(addr, mmio) \
3809         ((addr) == i915_mmio_reg_offset(mmio))
3810
3811 static bool gen7_is_valid_b_counter_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3812 {
3813         return REG_IN_RANGE(addr, OASTARTTRIG1, OASTARTTRIG8) ||
3814                REG_IN_RANGE(addr, OAREPORTTRIG1, OAREPORTTRIG8) ||
3815                REG_IN_RANGE(addr, OACEC0_0, OACEC7_1);
3816 }
3817
3818 static bool gen7_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3819 {
3820         return REG_EQUAL(addr, HALF_SLICE_CHICKEN2) ||
3821                REG_IN_RANGE(addr, MICRO_BP0_0, NOA_WRITE) ||
3822                REG_IN_RANGE(addr, OA_PERFCNT1_LO, OA_PERFCNT2_HI) ||
3823                REG_IN_RANGE(addr, OA_PERFMATRIX_LO, OA_PERFMATRIX_HI);
3824 }
3825
3826 static bool gen8_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3827 {
3828         return gen7_is_valid_mux_addr(perf, addr) ||
3829                REG_EQUAL(addr, WAIT_FOR_RC6_EXIT) ||
3830                REG_IN_RANGE(addr, RPM_CONFIG0, NOA_CONFIG(8));
3831 }
3832
3833 static bool gen10_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3834 {
3835         return gen8_is_valid_mux_addr(perf, addr) ||
3836                REG_EQUAL(addr, GEN10_NOA_WRITE_HIGH) ||
3837                REG_IN_RANGE(addr, OA_PERFCNT3_LO, OA_PERFCNT4_HI);
3838 }
3839
3840 static bool hsw_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3841 {
3842         return gen7_is_valid_mux_addr(perf, addr) ||
3843                ADDR_IN_RANGE(addr, 0x25100, 0x2FF90) ||
3844                REG_IN_RANGE(addr, HSW_MBVID2_NOA0, HSW_MBVID2_NOA9) ||
3845                REG_EQUAL(addr, HSW_MBVID2_MISR0);
3846 }
3847
3848 static bool chv_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3849 {
3850         return gen7_is_valid_mux_addr(perf, addr) ||
3851                ADDR_IN_RANGE(addr, 0x182300, 0x1823A4);
3852 }
3853
3854 static bool gen12_is_valid_b_counter_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3855 {
3856         return REG_IN_RANGE(addr, GEN12_OAG_OASTARTTRIG1, GEN12_OAG_OASTARTTRIG8) ||
3857                REG_IN_RANGE(addr, GEN12_OAG_OAREPORTTRIG1, GEN12_OAG_OAREPORTTRIG8) ||
3858                REG_IN_RANGE(addr, GEN12_OAG_CEC0_0, GEN12_OAG_CEC7_1) ||
3859                REG_IN_RANGE(addr, GEN12_OAG_SCEC0_0, GEN12_OAG_SCEC7_1) ||
3860                REG_EQUAL(addr, GEN12_OAA_DBG_REG) ||
3861                REG_EQUAL(addr, GEN12_OAG_OA_PESS) ||
3862                REG_EQUAL(addr, GEN12_OAG_SPCTR_CNF);
3863 }
3864
3865 static bool gen12_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3866 {
3867         return REG_EQUAL(addr, NOA_WRITE) ||
3868                REG_EQUAL(addr, GEN10_NOA_WRITE_HIGH) ||
3869                REG_EQUAL(addr, GDT_CHICKEN_BITS) ||
3870                REG_EQUAL(addr, WAIT_FOR_RC6_EXIT) ||
3871                REG_EQUAL(addr, RPM_CONFIG0) ||
3872                REG_EQUAL(addr, RPM_CONFIG1) ||
3873                REG_IN_RANGE(addr, NOA_CONFIG(0), NOA_CONFIG(8));
3874 }
3875
3876 static u32 mask_reg_value(u32 reg, u32 val)
3877 {
3878         /* HALF_SLICE_CHICKEN2 is programmed with a the
3879          * WaDisableSTUnitPowerOptimization workaround. Make sure the value
3880          * programmed by userspace doesn't change this.
3881          */
3882         if (REG_EQUAL(reg, HALF_SLICE_CHICKEN2))
3883                 val = val & ~_MASKED_BIT_ENABLE(GEN8_ST_PO_DISABLE);
3884
3885         /* WAIT_FOR_RC6_EXIT has only one bit fullfilling the function
3886          * indicated by its name and a bunch of selection fields used by OA
3887          * configs.
3888          */
3889         if (REG_EQUAL(reg, WAIT_FOR_RC6_EXIT))
3890                 val = val & ~_MASKED_BIT_ENABLE(HSW_WAIT_FOR_RC6_EXIT_ENABLE);
3891
3892         return val;
3893 }
3894
3895 static struct i915_oa_reg *alloc_oa_regs(struct i915_perf *perf,
3896                                          bool (*is_valid)(struct i915_perf *perf, u32 addr),
3897                                          u32 __user *regs,
3898                                          u32 n_regs)
3899 {
3900         struct i915_oa_reg *oa_regs;
3901         int err;
3902         u32 i;
3903
3904         if (!n_regs)
3905                 return NULL;
3906
3907         if (!access_ok(regs, n_regs * sizeof(u32) * 2))
3908                 return ERR_PTR(-EFAULT);
3909
3910         /* No is_valid function means we're not allowing any register to be programmed. */
3911         GEM_BUG_ON(!is_valid);
3912         if (!is_valid)
3913                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3914
3915         oa_regs = kmalloc_array(n_regs, sizeof(*oa_regs), GFP_KERNEL);
3916         if (!oa_regs)
3917                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
3918
3919         for (i = 0; i < n_regs; i++) {
3920                 u32 addr, value;
3921
3922                 err = get_user(addr, regs);
3923                 if (err)
3924                         goto addr_err;
3925
3926                 if (!is_valid(perf, addr)) {
3927                         DRM_DEBUG("Invalid oa_reg address: %X\n", addr);
3928                         err = -EINVAL;
3929                         goto addr_err;
3930                 }
3931
3932                 err = get_user(value, regs + 1);
3933                 if (err)
3934                         goto addr_err;
3935
3936                 oa_regs[i].addr = _MMIO(addr);
3937                 oa_regs[i].value = mask_reg_value(addr, value);
3938
3939                 regs += 2;
3940         }
3941
3942         return oa_regs;
3943
3944 addr_err:
3945         kfree(oa_regs);
3946         return ERR_PTR(err);
3947 }
3948
3949 static ssize_t show_dynamic_id(struct device *dev,
3950                                struct device_attribute *attr,
3951                                char *buf)
3952 {
3953         struct i915_oa_config *oa_config =
3954                 container_of(attr, typeof(*oa_config), sysfs_metric_id);
3955
3956         return sprintf(buf, "%d\n", oa_config->id);
3957 }
3958
3959 static int create_dynamic_oa_sysfs_entry(struct i915_perf *perf,
3960                                          struct i915_oa_config *oa_config)
3961 {
3962         sysfs_attr_init(&oa_config->sysfs_metric_id.attr);
3963         oa_config->sysfs_metric_id.attr.name = "id";
3964         oa_config->sysfs_metric_id.attr.mode = S_IRUGO;
3965         oa_config->sysfs_metric_id.show = show_dynamic_id;
3966         oa_config->sysfs_metric_id.store = NULL;
3967
3968         oa_config->attrs[0] = &oa_config->sysfs_metric_id.attr;
3969         oa_config->attrs[1] = NULL;
3970
3971         oa_config->sysfs_metric.name = oa_config->uuid;
3972         oa_config->sysfs_metric.attrs = oa_config->attrs;
3973
3974         return sysfs_create_group(perf->metrics_kobj,
3975                                   &oa_config->sysfs_metric);
3976 }
3977
3978 /**
3979  * i915_perf_add_config_ioctl - DRM ioctl() for userspace to add a new OA config
3980  * @dev: drm device
3981  * @data: ioctl data (pointer to struct drm_i915_perf_oa_config) copied from
3982  *        userspace (unvalidated)
3983  * @file: drm file
3984  *
3985  * Validates the submitted OA register to be saved into a new OA config that
3986  * can then be used for programming the OA unit and its NOA network.
3987  *
3988  * Returns: A new allocated config number to be used with the perf open ioctl
3989  * or a negative error code on failure.
3990  */
3991 int i915_perf_add_config_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
3992                                struct drm_file *file)
3993 {
3994         struct i915_perf *perf = &to_i915(dev)->perf;
3995         struct drm_i915_perf_oa_config *args = data;
3996         struct i915_oa_config *oa_config, *tmp;
3997         struct i915_oa_reg *regs;
3998         int err, id;
3999
4000         if (!perf->i915) {
4001                 DRM_DEBUG("i915 perf interface not available for this system\n");
4002                 return -ENOTSUPP;
4003         }
4004
4005         if (!perf->metrics_kobj) {
4006                 DRM_DEBUG("OA metrics weren't advertised via sysfs\n");
4007                 return -EINVAL;
4008         }
4009
4010         if (i915_perf_stream_paranoid && !capable(CAP_SYS_ADMIN)) {
4011                 DRM_DEBUG("Insufficient privileges to add i915 OA config\n");
4012                 return -EACCES;
4013         }
4014
4015         if ((!args->mux_regs_ptr || !args->n_mux_regs) &&
4016             (!args->boolean_regs_ptr || !args->n_boolean_regs) &&
4017             (!args->flex_regs_ptr || !args->n_flex_regs)) {
4018                 DRM_DEBUG("No OA registers given\n");
4019                 return -EINVAL;
4020         }
4021
4022         oa_config = kzalloc(sizeof(*oa_config), GFP_KERNEL);
4023         if (!oa_config) {
4024                 DRM_DEBUG("Failed to allocate memory for the OA config\n");
4025                 return -ENOMEM;
4026         }
4027
4028         oa_config->perf = perf;
4029         kref_init(&oa_config->ref);
4030
4031         if (!uuid_is_valid(args->uuid)) {
4032                 DRM_DEBUG("Invalid uuid format for OA config\n");
4033                 err = -EINVAL;
4034                 goto reg_err;
4035         }
4036
4037         /* Last character in oa_config->uuid will be 0 because oa_config is
4038          * kzalloc.
4039          */
4040         memcpy(oa_config->uuid, args->uuid, sizeof(args->uuid));
4041
4042         oa_config->mux_regs_len = args->n_mux_regs;
4043         regs = alloc_oa_regs(perf,
4044                              perf->ops.is_valid_mux_reg,
4045                              u64_to_user_ptr(args->mux_regs_ptr),
4046                              args->n_mux_regs);
4047
4048         if (IS_ERR(regs)) {
4049                 DRM_DEBUG("Failed to create OA config for mux_regs\n");
4050                 err = PTR_ERR(regs);
4051                 goto reg_err;
4052         }
4053         oa_config->mux_regs = regs;
4054
4055         oa_config->b_counter_regs_len = args->n_boolean_regs;
4056         regs = alloc_oa_regs(perf,
4057                              perf->ops.is_valid_b_counter_reg,
4058                              u64_to_user_ptr(args->boolean_regs_ptr),
4059                              args->n_boolean_regs);
4060
4061         if (IS_ERR(regs)) {
4062                 DRM_DEBUG("Failed to create OA config for b_counter_regs\n");
4063                 err = PTR_ERR(regs);
4064                 goto reg_err;
4065         }
4066         oa_config->b_counter_regs = regs;
4067
4068         if (INTEL_GEN(perf->i915) < 8) {
4069                 if (args->n_flex_regs != 0) {
4070                         err = -EINVAL;
4071                         goto reg_err;
4072                 }
4073         } else {
4074                 oa_config->flex_regs_len = args->n_flex_regs;
4075                 regs = alloc_oa_regs(perf,
4076                                      perf->ops.is_valid_flex_reg,
4077                                      u64_to_user_ptr(args->flex_regs_ptr),
4078                                      args->n_flex_regs);
4079
4080                 if (IS_ERR(regs)) {
4081                         DRM_DEBUG("Failed to create OA config for flex_regs\n");
4082                         err = PTR_ERR(regs);
4083                         goto reg_err;
4084                 }
4085                 oa_config->flex_regs = regs;
4086         }
4087
4088         err = mutex_lock_interruptible(&perf->metrics_lock);
4089         if (err)
4090                 goto reg_err;
4091
4092         /* We shouldn't have too many configs, so this iteration shouldn't be
4093          * too costly.
4094          */
4095         idr_for_each_entry(&perf->metrics_idr, tmp, id) {
4096                 if (!strcmp(tmp->uuid, oa_config->uuid)) {
4097                         DRM_DEBUG("OA config already exists with this uuid\n");
4098                         err = -EADDRINUSE;
4099                         goto sysfs_err;
4100                 }
4101         }
4102
4103         err = create_dynamic_oa_sysfs_entry(perf, oa_config);
4104         if (err) {
4105                 DRM_DEBUG("Failed to create sysfs entry for OA config\n");
4106                 goto sysfs_err;
4107         }
4108
4109         /* Config id 0 is invalid, id 1 for kernel stored test config. */
4110         oa_config->id = idr_alloc(&perf->metrics_idr,
4111                                   oa_config, 2,
4112                                   0, GFP_KERNEL);
4113         if (oa_config->id < 0) {
4114                 DRM_DEBUG("Failed to create sysfs entry for OA config\n");
4115                 err = oa_config->id;
4116                 goto sysfs_err;
4117         }
4118
4119         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4120
4121         DRM_DEBUG("Added config %s id=%i\n", oa_config->uuid, oa_config->id);
4122
4123         return oa_config->id;
4124
4125 sysfs_err:
4126         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4127 reg_err:
4128         i915_oa_config_put(oa_config);
4129         DRM_DEBUG("Failed to add new OA config\n");
4130         return err;
4131 }
4132
4133 /**
4134  * i915_perf_remove_config_ioctl - DRM ioctl() for userspace to remove an OA config
4135  * @dev: drm device
4136  * @data: ioctl data (pointer to u64 integer) copied from userspace
4137  * @file: drm file
4138  *
4139  * Configs can be removed while being used, the will stop appearing in sysfs
4140  * and their content will be freed when the stream using the config is closed.
4141  *
4142  * Returns: 0 on success or a negative error code on failure.
4143  */
4144 int i915_perf_remove_config_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
4145                                   struct drm_file *file)
4146 {
4147         struct i915_perf *perf = &to_i915(dev)->perf;
4148         u64 *arg = data;
4149         struct i915_oa_config *oa_config;
4150         int ret;
4151
4152         if (!perf->i915) {
4153                 DRM_DEBUG("i915 perf interface not available for this system\n");
4154                 return -ENOTSUPP;
4155         }
4156
4157         if (i915_perf_stream_paranoid && !capable(CAP_SYS_ADMIN)) {
4158                 DRM_DEBUG("Insufficient privileges to remove i915 OA config\n");
4159                 return -EACCES;
4160         }
4161
4162         ret = mutex_lock_interruptible(&perf->metrics_lock);
4163         if (ret)
4164                 return ret;
4165
4166         oa_config = idr_find(&perf->metrics_idr, *arg);
4167         if (!oa_config) {
4168                 DRM_DEBUG("Failed to remove unknown OA config\n");
4169                 ret = -ENOENT;
4170                 goto err_unlock;
4171         }
4172
4173         GEM_BUG_ON(*arg != oa_config->id);
4174
4175         sysfs_remove_group(perf->metrics_kobj, &oa_config->sysfs_metric);
4176
4177         idr_remove(&perf->metrics_idr, *arg);
4178
4179         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4180
4181         DRM_DEBUG("Removed config %s id=%i\n", oa_config->uuid, oa_config->id);
4182
4183         i915_oa_config_put(oa_config);
4184
4185         return 0;
4186
4187 err_unlock:
4188         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4189         return ret;
4190 }
4191
4192 static struct ctl_table oa_table[] = {
4193         {
4194          .procname = "perf_stream_paranoid",
4195          .data = &i915_perf_stream_paranoid,
4196          .maxlen = sizeof(i915_perf_stream_paranoid),
4197          .mode = 0644,
4198          .proc_handler = proc_dointvec_minmax,
4199          .extra1 = SYSCTL_ZERO,
4200          .extra2 = SYSCTL_ONE,
4201          },
4202         {
4203          .procname = "oa_max_sample_rate",
4204          .data = &i915_oa_max_sample_rate,
4205          .maxlen = sizeof(i915_oa_max_sample_rate),
4206          .mode = 0644,
4207          .proc_handler = proc_dointvec_minmax,
4208          .extra1 = SYSCTL_ZERO,
4209          .extra2 = &oa_sample_rate_hard_limit,
4210          },
4211         {}
4212 };
4213
4214 static struct ctl_table i915_root[] = {
4215         {
4216          .procname = "i915",
4217          .maxlen = 0,
4218          .mode = 0555,
4219          .child = oa_table,
4220          },
4221         {}
4222 };
4223
4224 static struct ctl_table dev_root[] = {
4225         {
4226          .procname = "dev",
4227          .maxlen = 0,
4228          .mode = 0555,
4229          .child = i915_root,
4230          },
4231         {}
4232 };
4233
4234 /**
4235  * i915_perf_init - initialize i915-perf state on module bind
4236  * @i915: i915 device instance
4237  *
4238  * Initializes i915-perf state without exposing anything to userspace.
4239  *
4240  * Note: i915-perf initialization is split into an 'init' and 'register'
4241  * phase with the i915_perf_register() exposing state to userspace.
4242  */
4243 void i915_perf_init(struct drm_i915_private *i915)
4244 {
4245         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
4246
4247         /* XXX const struct i915_perf_ops! */
4248
4249         if (IS_HASWELL(i915)) {
4250                 perf->ops.is_valid_b_counter_reg = gen7_is_valid_b_counter_addr;
4251                 perf->ops.is_valid_mux_reg = hsw_is_valid_mux_addr;
4252                 perf->ops.is_valid_flex_reg = NULL;
4253                 perf->ops.enable_metric_set = hsw_enable_metric_set;
4254                 perf->ops.disable_metric_set = hsw_disable_metric_set;
4255                 perf->ops.oa_enable = gen7_oa_enable;
4256                 perf->ops.oa_disable = gen7_oa_disable;
4257                 perf->ops.read = gen7_oa_read;
4258                 perf->ops.oa_hw_tail_read = gen7_oa_hw_tail_read;
4259
4260                 perf->oa_formats = hsw_oa_formats;
4261         } else if (HAS_LOGICAL_RING_CONTEXTS(i915)) {
4262                 /* Note: that although we could theoretically also support the
4263                  * legacy ringbuffer mode on BDW (and earlier iterations of
4264                  * this driver, before upstreaming did this) it didn't seem
4265                  * worth the complexity to maintain now that BDW+ enable
4266                  * execlist mode by default.
4267                  */
4268                 perf->ops.read = gen8_oa_read;
4269
4270                 if (IS_GEN_RANGE(i915, 8, 9)) {
4271                         perf->oa_formats = gen8_plus_oa_formats;
4272
4273                         perf->ops.is_valid_b_counter_reg =
4274                                 gen7_is_valid_b_counter_addr;
4275                         perf->ops.is_valid_mux_reg =
4276                                 gen8_is_valid_mux_addr;
4277                         perf->ops.is_valid_flex_reg =
4278                                 gen8_is_valid_flex_addr;
4279
4280                         if (IS_CHERRYVIEW(i915)) {
4281                                 perf->ops.is_valid_mux_reg =
4282                                         chv_is_valid_mux_addr;
4283                         }
4284
4285                         perf->ops.oa_enable = gen8_oa_enable;
4286                         perf->ops.oa_disable = gen8_oa_disable;
4287                         perf->ops.enable_metric_set = gen8_enable_metric_set;
4288                         perf->ops.disable_metric_set = gen8_disable_metric_set;
4289                         perf->ops.oa_hw_tail_read = gen8_oa_hw_tail_read;
4290
4291                         if (IS_GEN(i915, 8)) {
4292                                 perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x120;
4293                                 perf->ctx_flexeu0_offset = 0x2ce;
4294
4295                                 perf->gen8_valid_ctx_bit = BIT(25);
4296                         } else {
4297                                 perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x128;
4298                                 perf->ctx_flexeu0_offset = 0x3de;
4299
4300                                 perf->gen8_valid_ctx_bit = BIT(16);
4301                         }
4302                 } else if (IS_GEN_RANGE(i915, 10, 11)) {
4303                         perf->oa_formats = gen8_plus_oa_formats;
4304
4305                         perf->ops.is_valid_b_counter_reg =
4306                                 gen7_is_valid_b_counter_addr;
4307                         perf->ops.is_valid_mux_reg =
4308                                 gen10_is_valid_mux_addr;
4309                         perf->ops.is_valid_flex_reg =
4310                                 gen8_is_valid_flex_addr;
4311
4312                         perf->ops.oa_enable = gen8_oa_enable;
4313                         perf->ops.oa_disable = gen8_oa_disable;
4314                         perf->ops.enable_metric_set = gen8_enable_metric_set;
4315                         perf->ops.disable_metric_set = gen10_disable_metric_set;
4316                         perf->ops.oa_hw_tail_read = gen8_oa_hw_tail_read;
4317
4318                         if (IS_GEN(i915, 10)) {
4319                                 perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x128;
4320                                 perf->ctx_flexeu0_offset = 0x3de;
4321                         } else {
4322                                 perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x124;
4323                                 perf->ctx_flexeu0_offset = 0x78e;
4324                         }
4325                         perf->gen8_valid_ctx_bit = BIT(16);
4326                 } else if (IS_GEN(i915, 12)) {
4327                         perf->oa_formats = gen12_oa_formats;
4328
4329                         perf->ops.is_valid_b_counter_reg =
4330                                 gen12_is_valid_b_counter_addr;
4331                         perf->ops.is_valid_mux_reg =
4332                                 gen12_is_valid_mux_addr;
4333                         perf->ops.is_valid_flex_reg =
4334                                 gen8_is_valid_flex_addr;
4335
4336                         perf->ops.oa_enable = gen12_oa_enable;
4337                         perf->ops.oa_disable = gen12_oa_disable;
4338                         perf->ops.enable_metric_set = gen12_enable_metric_set;
4339                         perf->ops.disable_metric_set = gen12_disable_metric_set;
4340                         perf->ops.oa_hw_tail_read = gen12_oa_hw_tail_read;
4341
4342                         perf->ctx_flexeu0_offset = 0;
4343                         perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x144;
4344                 }
4345         }
4346
4347         if (perf->ops.enable_metric_set) {
4348                 mutex_init(&perf->lock);
4349
4350                 oa_sample_rate_hard_limit = 1000 *
4351                         (RUNTIME_INFO(i915)->cs_timestamp_frequency_khz / 2);
4352
4353                 mutex_init(&perf->metrics_lock);
4354                 idr_init(&perf->metrics_idr);
4355
4356                 /* We set up some ratelimit state to potentially throttle any
4357                  * _NOTES about spurious, invalid OA reports which we don't
4358                  * forward to userspace.
4359                  *
4360                  * We print a _NOTE about any throttling when closing the
4361                  * stream instead of waiting until driver _fini which no one
4362                  * would ever see.
4363                  *
4364                  * Using the same limiting factors as printk_ratelimit()
4365                  */
4366                 ratelimit_state_init(&perf->spurious_report_rs, 5 * HZ, 10);
4367                 /* Since we use a DRM_NOTE for spurious reports it would be
4368                  * inconsistent to let __ratelimit() automatically print a
4369                  * warning for throttling.
4370                  */
4371                 ratelimit_set_flags(&perf->spurious_report_rs,
4372                                     RATELIMIT_MSG_ON_RELEASE);
4373
4374                 atomic64_set(&perf->noa_programming_delay,
4375                              500 * 1000 /* 500us */);
4376
4377                 perf->i915 = i915;
4378         }
4379 }
4380
4381 static int destroy_config(int id, void *p, void *data)
4382 {
4383         i915_oa_config_put(p);
4384         return 0;
4385 }
4386
4387 void i915_perf_sysctl_register(void)
4388 {
4389         sysctl_header = register_sysctl_table(dev_root);
4390 }
4391
4392 void i915_perf_sysctl_unregister(void)
4393 {
4394         unregister_sysctl_table(sysctl_header);
4395 }
4396
4397 /**
4398  * i915_perf_fini - Counter part to i915_perf_init()
4399  * @i915: i915 device instance
4400  */
4401 void i915_perf_fini(struct drm_i915_private *i915)
4402 {
4403         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
4404
4405         if (!perf->i915)
4406                 return;
4407
4408         idr_for_each(&perf->metrics_idr, destroy_config, perf);
4409         idr_destroy(&perf->metrics_idr);
4410
4411         memset(&perf->ops, 0, sizeof(perf->ops));
4412         perf->i915 = NULL;
4413 }
4414
4415 /**
4416  * i915_perf_ioctl_version - Version of the i915-perf subsystem
4417  *
4418  * This version number is used by userspace to detect available features.
4419  */
4420 int i915_perf_ioctl_version(void)
4421 {
4422         /*
4423          * 1: Initial version
4424          *   I915_PERF_IOCTL_ENABLE
4425          *   I915_PERF_IOCTL_DISABLE
4426          *
4427          * 2: Added runtime modification of OA config.
4428          *   I915_PERF_IOCTL_CONFIG
4429          *
4430          * 3: Add DRM_I915_PERF_PROP_HOLD_PREEMPTION parameter to hold
4431          *    preemption on a particular context so that performance data is
4432          *    accessible from a delta of MI_RPC reports without looking at the
4433          *    OA buffer.
4434          */
4435         return 3;
4436 }
4437
4438 #if IS_ENABLED(CONFIG_DRM_I915_SELFTEST)
4439 #include "selftests/i915_perf.c"
4440 #endif