drm/i915: Make exclusive awaits on i915_active optional
[linux-2.6-microblaze.git] / drivers / gpu / drm / i915 / i915_perf.c
1 /*
2  * Copyright © 2015-2016 Intel Corporation
3  *
4  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a
5  * copy of this software and associated documentation files (the "Software"),
6  * to deal in the Software without restriction, including without limitation
7  * the rights to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense,
8  * and/or sell copies of the Software, and to permit persons to whom the
9  * Software is furnished to do so, subject to the following conditions:
10  *
11  * The above copyright notice and this permission notice (including the next
12  * paragraph) shall be included in all copies or substantial portions of the
13  * Software.
14  *
15  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
16  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
17  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT.  IN NO EVENT SHALL
18  * THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
19  * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING
20  * FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS
21  * IN THE SOFTWARE.
22  *
23  * Authors:
24  *   Robert Bragg <robert@sixbynine.org>
25  */
26
27
28 /**
29  * DOC: i915 Perf Overview
30  *
31  * Gen graphics supports a large number of performance counters that can help
32  * driver and application developers understand and optimize their use of the
33  * GPU.
34  *
35  * This i915 perf interface enables userspace to configure and open a file
36  * descriptor representing a stream of GPU metrics which can then be read() as
37  * a stream of sample records.
38  *
39  * The interface is particularly suited to exposing buffered metrics that are
40  * captured by DMA from the GPU, unsynchronized with and unrelated to the CPU.
41  *
42  * Streams representing a single context are accessible to applications with a
43  * corresponding drm file descriptor, such that OpenGL can use the interface
44  * without special privileges. Access to system-wide metrics requires root
45  * privileges by default, unless changed via the dev.i915.perf_event_paranoid
46  * sysctl option.
47  *
48  */
49
50 /**
51  * DOC: i915 Perf History and Comparison with Core Perf
52  *
53  * The interface was initially inspired by the core Perf infrastructure but
54  * some notable differences are:
55  *
56  * i915 perf file descriptors represent a "stream" instead of an "event"; where
57  * a perf event primarily corresponds to a single 64bit value, while a stream
58  * might sample sets of tightly-coupled counters, depending on the
59  * configuration.  For example the Gen OA unit isn't designed to support
60  * orthogonal configurations of individual counters; it's configured for a set
61  * of related counters. Samples for an i915 perf stream capturing OA metrics
62  * will include a set of counter values packed in a compact HW specific format.
63  * The OA unit supports a number of different packing formats which can be
64  * selected by the user opening the stream. Perf has support for grouping
65  * events, but each event in the group is configured, validated and
66  * authenticated individually with separate system calls.
67  *
68  * i915 perf stream configurations are provided as an array of u64 (key,value)
69  * pairs, instead of a fixed struct with multiple miscellaneous config members,
70  * interleaved with event-type specific members.
71  *
72  * i915 perf doesn't support exposing metrics via an mmap'd circular buffer.
73  * The supported metrics are being written to memory by the GPU unsynchronized
74  * with the CPU, using HW specific packing formats for counter sets. Sometimes
75  * the constraints on HW configuration require reports to be filtered before it
76  * would be acceptable to expose them to unprivileged applications - to hide
77  * the metrics of other processes/contexts. For these use cases a read() based
78  * interface is a good fit, and provides an opportunity to filter data as it
79  * gets copied from the GPU mapped buffers to userspace buffers.
80  *
81  *
82  * Issues hit with first prototype based on Core Perf
83  * ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
84  *
85  * The first prototype of this driver was based on the core perf
86  * infrastructure, and while we did make that mostly work, with some changes to
87  * perf, we found we were breaking or working around too many assumptions baked
88  * into perf's currently cpu centric design.
89  *
90  * In the end we didn't see a clear benefit to making perf's implementation and
91  * interface more complex by changing design assumptions while we knew we still
92  * wouldn't be able to use any existing perf based userspace tools.
93  *
94  * Also considering the Gen specific nature of the Observability hardware and
95  * how userspace will sometimes need to combine i915 perf OA metrics with
96  * side-band OA data captured via MI_REPORT_PERF_COUNT commands; we're
97  * expecting the interface to be used by a platform specific userspace such as
98  * OpenGL or tools. This is to say; we aren't inherently missing out on having
99  * a standard vendor/architecture agnostic interface by not using perf.
100  *
101  *
102  * For posterity, in case we might re-visit trying to adapt core perf to be
103  * better suited to exposing i915 metrics these were the main pain points we
104  * hit:
105  *
106  * - The perf based OA PMU driver broke some significant design assumptions:
107  *
108  *   Existing perf pmus are used for profiling work on a cpu and we were
109  *   introducing the idea of _IS_DEVICE pmus with different security
110  *   implications, the need to fake cpu-related data (such as user/kernel
111  *   registers) to fit with perf's current design, and adding _DEVICE records
112  *   as a way to forward device-specific status records.
113  *
114  *   The OA unit writes reports of counters into a circular buffer, without
115  *   involvement from the CPU, making our PMU driver the first of a kind.
116  *
117  *   Given the way we were periodically forward data from the GPU-mapped, OA
118  *   buffer to perf's buffer, those bursts of sample writes looked to perf like
119  *   we were sampling too fast and so we had to subvert its throttling checks.
120  *
121  *   Perf supports groups of counters and allows those to be read via
122  *   transactions internally but transactions currently seem designed to be
123  *   explicitly initiated from the cpu (say in response to a userspace read())
124  *   and while we could pull a report out of the OA buffer we can't
125  *   trigger a report from the cpu on demand.
126  *
127  *   Related to being report based; the OA counters are configured in HW as a
128  *   set while perf generally expects counter configurations to be orthogonal.
129  *   Although counters can be associated with a group leader as they are
130  *   opened, there's no clear precedent for being able to provide group-wide
131  *   configuration attributes (for example we want to let userspace choose the
132  *   OA unit report format used to capture all counters in a set, or specify a
133  *   GPU context to filter metrics on). We avoided using perf's grouping
134  *   feature and forwarded OA reports to userspace via perf's 'raw' sample
135  *   field. This suited our userspace well considering how coupled the counters
136  *   are when dealing with normalizing. It would be inconvenient to split
137  *   counters up into separate events, only to require userspace to recombine
138  *   them. For Mesa it's also convenient to be forwarded raw, periodic reports
139  *   for combining with the side-band raw reports it captures using
140  *   MI_REPORT_PERF_COUNT commands.
141  *
142  *   - As a side note on perf's grouping feature; there was also some concern
143  *     that using PERF_FORMAT_GROUP as a way to pack together counter values
144  *     would quite drastically inflate our sample sizes, which would likely
145  *     lower the effective sampling resolutions we could use when the available
146  *     memory bandwidth is limited.
147  *
148  *     With the OA unit's report formats, counters are packed together as 32
149  *     or 40bit values, with the largest report size being 256 bytes.
150  *
151  *     PERF_FORMAT_GROUP values are 64bit, but there doesn't appear to be a
152  *     documented ordering to the values, implying PERF_FORMAT_ID must also be
153  *     used to add a 64bit ID before each value; giving 16 bytes per counter.
154  *
155  *   Related to counter orthogonality; we can't time share the OA unit, while
156  *   event scheduling is a central design idea within perf for allowing
157  *   userspace to open + enable more events than can be configured in HW at any
158  *   one time.  The OA unit is not designed to allow re-configuration while in
159  *   use. We can't reconfigure the OA unit without losing internal OA unit
160  *   state which we can't access explicitly to save and restore. Reconfiguring
161  *   the OA unit is also relatively slow, involving ~100 register writes. From
162  *   userspace Mesa also depends on a stable OA configuration when emitting
163  *   MI_REPORT_PERF_COUNT commands and importantly the OA unit can't be
164  *   disabled while there are outstanding MI_RPC commands lest we hang the
165  *   command streamer.
166  *
167  *   The contents of sample records aren't extensible by device drivers (i.e.
168  *   the sample_type bits). As an example; Sourab Gupta had been looking to
169  *   attach GPU timestamps to our OA samples. We were shoehorning OA reports
170  *   into sample records by using the 'raw' field, but it's tricky to pack more
171  *   than one thing into this field because events/core.c currently only lets a
172  *   pmu give a single raw data pointer plus len which will be copied into the
173  *   ring buffer. To include more than the OA report we'd have to copy the
174  *   report into an intermediate larger buffer. I'd been considering allowing a
175  *   vector of data+len values to be specified for copying the raw data, but
176  *   it felt like a kludge to being using the raw field for this purpose.
177  *
178  * - It felt like our perf based PMU was making some technical compromises
179  *   just for the sake of using perf:
180  *
181  *   perf_event_open() requires events to either relate to a pid or a specific
182  *   cpu core, while our device pmu related to neither.  Events opened with a
183  *   pid will be automatically enabled/disabled according to the scheduling of
184  *   that process - so not appropriate for us. When an event is related to a
185  *   cpu id, perf ensures pmu methods will be invoked via an inter process
186  *   interrupt on that core. To avoid invasive changes our userspace opened OA
187  *   perf events for a specific cpu. This was workable but it meant the
188  *   majority of the OA driver ran in atomic context, including all OA report
189  *   forwarding, which wasn't really necessary in our case and seems to make
190  *   our locking requirements somewhat complex as we handled the interaction
191  *   with the rest of the i915 driver.
192  */
193
194 #include <linux/anon_inodes.h>
195 #include <linux/sizes.h>
196 #include <linux/uuid.h>
197
198 #include "gem/i915_gem_context.h"
199 #include "gt/intel_engine_pm.h"
200 #include "gt/intel_engine_user.h"
201 #include "gt/intel_gt.h"
202 #include "gt/intel_lrc_reg.h"
203 #include "gt/intel_ring.h"
204
205 #include "i915_drv.h"
206 #include "i915_perf.h"
207
208 /* HW requires this to be a power of two, between 128k and 16M, though driver
209  * is currently generally designed assuming the largest 16M size is used such
210  * that the overflow cases are unlikely in normal operation.
211  */
212 #define OA_BUFFER_SIZE          SZ_16M
213
214 #define OA_TAKEN(tail, head)    ((tail - head) & (OA_BUFFER_SIZE - 1))
215
216 /**
217  * DOC: OA Tail Pointer Race
218  *
219  * There's a HW race condition between OA unit tail pointer register updates and
220  * writes to memory whereby the tail pointer can sometimes get ahead of what's
221  * been written out to the OA buffer so far (in terms of what's visible to the
222  * CPU).
223  *
224  * Although this can be observed explicitly while copying reports to userspace
225  * by checking for a zeroed report-id field in tail reports, we want to account
226  * for this earlier, as part of the oa_buffer_check_unlocked to avoid lots of
227  * redundant read() attempts.
228  *
229  * We workaround this issue in oa_buffer_check_unlocked() by reading the reports
230  * in the OA buffer, starting from the tail reported by the HW until we find a
231  * report with its first 2 dwords not 0 meaning its previous report is
232  * completely in memory and ready to be read. Those dwords are also set to 0
233  * once read and the whole buffer is cleared upon OA buffer initialization. The
234  * first dword is the reason for this report while the second is the timestamp,
235  * making the chances of having those 2 fields at 0 fairly unlikely. A more
236  * detailed explanation is available in oa_buffer_check_unlocked().
237  *
238  * Most of the implementation details for this workaround are in
239  * oa_buffer_check_unlocked() and _append_oa_reports()
240  *
241  * Note for posterity: previously the driver used to define an effective tail
242  * pointer that lagged the real pointer by a 'tail margin' measured in bytes
243  * derived from %OA_TAIL_MARGIN_NSEC and the configured sampling frequency.
244  * This was flawed considering that the OA unit may also automatically generate
245  * non-periodic reports (such as on context switch) or the OA unit may be
246  * enabled without any periodic sampling.
247  */
248 #define OA_TAIL_MARGIN_NSEC     100000ULL
249 #define INVALID_TAIL_PTR        0xffffffff
250
251 /* The default frequency for checking whether the OA unit has written new
252  * reports to the circular OA buffer...
253  */
254 #define DEFAULT_POLL_FREQUENCY_HZ 200
255 #define DEFAULT_POLL_PERIOD_NS (NSEC_PER_SEC / DEFAULT_POLL_FREQUENCY_HZ)
256
257 /* for sysctl proc_dointvec_minmax of dev.i915.perf_stream_paranoid */
258 static u32 i915_perf_stream_paranoid = true;
259
260 /* The maximum exponent the hardware accepts is 63 (essentially it selects one
261  * of the 64bit timestamp bits to trigger reports from) but there's currently
262  * no known use case for sampling as infrequently as once per 47 thousand years.
263  *
264  * Since the timestamps included in OA reports are only 32bits it seems
265  * reasonable to limit the OA exponent where it's still possible to account for
266  * overflow in OA report timestamps.
267  */
268 #define OA_EXPONENT_MAX 31
269
270 #define INVALID_CTX_ID 0xffffffff
271
272 /* On Gen8+ automatically triggered OA reports include a 'reason' field... */
273 #define OAREPORT_REASON_MASK           0x3f
274 #define OAREPORT_REASON_MASK_EXTENDED  0x7f
275 #define OAREPORT_REASON_SHIFT          19
276 #define OAREPORT_REASON_TIMER          (1<<0)
277 #define OAREPORT_REASON_CTX_SWITCH     (1<<3)
278 #define OAREPORT_REASON_CLK_RATIO      (1<<5)
279
280
281 /* For sysctl proc_dointvec_minmax of i915_oa_max_sample_rate
282  *
283  * The highest sampling frequency we can theoretically program the OA unit
284  * with is always half the timestamp frequency: E.g. 6.25Mhz for Haswell.
285  *
286  * Initialized just before we register the sysctl parameter.
287  */
288 static int oa_sample_rate_hard_limit;
289
290 /* Theoretically we can program the OA unit to sample every 160ns but don't
291  * allow that by default unless root...
292  *
293  * The default threshold of 100000Hz is based on perf's similar
294  * kernel.perf_event_max_sample_rate sysctl parameter.
295  */
296 static u32 i915_oa_max_sample_rate = 100000;
297
298 /* XXX: beware if future OA HW adds new report formats that the current
299  * code assumes all reports have a power-of-two size and ~(size - 1) can
300  * be used as a mask to align the OA tail pointer.
301  */
302 static const struct i915_oa_format hsw_oa_formats[I915_OA_FORMAT_MAX] = {
303         [I915_OA_FORMAT_A13]        = { 0, 64 },
304         [I915_OA_FORMAT_A29]        = { 1, 128 },
305         [I915_OA_FORMAT_A13_B8_C8]  = { 2, 128 },
306         /* A29_B8_C8 Disallowed as 192 bytes doesn't factor into buffer size */
307         [I915_OA_FORMAT_B4_C8]      = { 4, 64 },
308         [I915_OA_FORMAT_A45_B8_C8]  = { 5, 256 },
309         [I915_OA_FORMAT_B4_C8_A16]  = { 6, 128 },
310         [I915_OA_FORMAT_C4_B8]      = { 7, 64 },
311 };
312
313 static const struct i915_oa_format gen8_plus_oa_formats[I915_OA_FORMAT_MAX] = {
314         [I915_OA_FORMAT_A12]                = { 0, 64 },
315         [I915_OA_FORMAT_A12_B8_C8]          = { 2, 128 },
316         [I915_OA_FORMAT_A32u40_A4u32_B8_C8] = { 5, 256 },
317         [I915_OA_FORMAT_C4_B8]              = { 7, 64 },
318 };
319
320 static const struct i915_oa_format gen12_oa_formats[I915_OA_FORMAT_MAX] = {
321         [I915_OA_FORMAT_A32u40_A4u32_B8_C8] = { 5, 256 },
322 };
323
324 #define SAMPLE_OA_REPORT      (1<<0)
325
326 /**
327  * struct perf_open_properties - for validated properties given to open a stream
328  * @sample_flags: `DRM_I915_PERF_PROP_SAMPLE_*` properties are tracked as flags
329  * @single_context: Whether a single or all gpu contexts should be monitored
330  * @hold_preemption: Whether the preemption is disabled for the filtered
331  *                   context
332  * @ctx_handle: A gem ctx handle for use with @single_context
333  * @metrics_set: An ID for an OA unit metric set advertised via sysfs
334  * @oa_format: An OA unit HW report format
335  * @oa_periodic: Whether to enable periodic OA unit sampling
336  * @oa_period_exponent: The OA unit sampling period is derived from this
337  * @engine: The engine (typically rcs0) being monitored by the OA unit
338  * @has_sseu: Whether @sseu was specified by userspace
339  * @sseu: internal SSEU configuration computed either from the userspace
340  *        specified configuration in the opening parameters or a default value
341  *        (see get_default_sseu_config())
342  * @poll_oa_period: The period in nanoseconds at which the CPU will check for OA
343  * data availability
344  *
345  * As read_properties_unlocked() enumerates and validates the properties given
346  * to open a stream of metrics the configuration is built up in the structure
347  * which starts out zero initialized.
348  */
349 struct perf_open_properties {
350         u32 sample_flags;
351
352         u64 single_context:1;
353         u64 hold_preemption:1;
354         u64 ctx_handle;
355
356         /* OA sampling state */
357         int metrics_set;
358         int oa_format;
359         bool oa_periodic;
360         int oa_period_exponent;
361
362         struct intel_engine_cs *engine;
363
364         bool has_sseu;
365         struct intel_sseu sseu;
366
367         u64 poll_oa_period;
368 };
369
370 struct i915_oa_config_bo {
371         struct llist_node node;
372
373         struct i915_oa_config *oa_config;
374         struct i915_vma *vma;
375 };
376
377 static struct ctl_table_header *sysctl_header;
378
379 static enum hrtimer_restart oa_poll_check_timer_cb(struct hrtimer *hrtimer);
380
381 void i915_oa_config_release(struct kref *ref)
382 {
383         struct i915_oa_config *oa_config =
384                 container_of(ref, typeof(*oa_config), ref);
385
386         kfree(oa_config->flex_regs);
387         kfree(oa_config->b_counter_regs);
388         kfree(oa_config->mux_regs);
389
390         kfree_rcu(oa_config, rcu);
391 }
392
393 struct i915_oa_config *
394 i915_perf_get_oa_config(struct i915_perf *perf, int metrics_set)
395 {
396         struct i915_oa_config *oa_config;
397
398         rcu_read_lock();
399         oa_config = idr_find(&perf->metrics_idr, metrics_set);
400         if (oa_config)
401                 oa_config = i915_oa_config_get(oa_config);
402         rcu_read_unlock();
403
404         return oa_config;
405 }
406
407 static void free_oa_config_bo(struct i915_oa_config_bo *oa_bo)
408 {
409         i915_oa_config_put(oa_bo->oa_config);
410         i915_vma_put(oa_bo->vma);
411         kfree(oa_bo);
412 }
413
414 static u32 gen12_oa_hw_tail_read(struct i915_perf_stream *stream)
415 {
416         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
417
418         return intel_uncore_read(uncore, GEN12_OAG_OATAILPTR) &
419                GEN12_OAG_OATAILPTR_MASK;
420 }
421
422 static u32 gen8_oa_hw_tail_read(struct i915_perf_stream *stream)
423 {
424         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
425
426         return intel_uncore_read(uncore, GEN8_OATAILPTR) & GEN8_OATAILPTR_MASK;
427 }
428
429 static u32 gen7_oa_hw_tail_read(struct i915_perf_stream *stream)
430 {
431         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
432         u32 oastatus1 = intel_uncore_read(uncore, GEN7_OASTATUS1);
433
434         return oastatus1 & GEN7_OASTATUS1_TAIL_MASK;
435 }
436
437 /**
438  * oa_buffer_check_unlocked - check for data and update tail ptr state
439  * @stream: i915 stream instance
440  *
441  * This is either called via fops (for blocking reads in user ctx) or the poll
442  * check hrtimer (atomic ctx) to check the OA buffer tail pointer and check
443  * if there is data available for userspace to read.
444  *
445  * This function is central to providing a workaround for the OA unit tail
446  * pointer having a race with respect to what data is visible to the CPU.
447  * It is responsible for reading tail pointers from the hardware and giving
448  * the pointers time to 'age' before they are made available for reading.
449  * (See description of OA_TAIL_MARGIN_NSEC above for further details.)
450  *
451  * Besides returning true when there is data available to read() this function
452  * also updates the tail, aging_tail and aging_timestamp in the oa_buffer
453  * object.
454  *
455  * Note: It's safe to read OA config state here unlocked, assuming that this is
456  * only called while the stream is enabled, while the global OA configuration
457  * can't be modified.
458  *
459  * Returns: %true if the OA buffer contains data, else %false
460  */
461 static bool oa_buffer_check_unlocked(struct i915_perf_stream *stream)
462 {
463         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
464         int report_size = stream->oa_buffer.format_size;
465         unsigned long flags;
466         bool pollin;
467         u32 hw_tail;
468         u64 now;
469
470         /* We have to consider the (unlikely) possibility that read() errors
471          * could result in an OA buffer reset which might reset the head and
472          * tail state.
473          */
474         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
475
476         hw_tail = stream->perf->ops.oa_hw_tail_read(stream);
477
478         /* The tail pointer increases in 64 byte increments,
479          * not in report_size steps...
480          */
481         hw_tail &= ~(report_size - 1);
482
483         now = ktime_get_mono_fast_ns();
484
485         if (hw_tail == stream->oa_buffer.aging_tail &&
486             (now - stream->oa_buffer.aging_timestamp) > OA_TAIL_MARGIN_NSEC) {
487                 /* If the HW tail hasn't move since the last check and the HW
488                  * tail has been aging for long enough, declare it the new
489                  * tail.
490                  */
491                 stream->oa_buffer.tail = stream->oa_buffer.aging_tail;
492         } else {
493                 u32 head, tail, aged_tail;
494
495                 /* NB: The head we observe here might effectively be a little
496                  * out of date. If a read() is in progress, the head could be
497                  * anywhere between this head and stream->oa_buffer.tail.
498                  */
499                 head = stream->oa_buffer.head - gtt_offset;
500                 aged_tail = stream->oa_buffer.tail - gtt_offset;
501
502                 hw_tail -= gtt_offset;
503                 tail = hw_tail;
504
505                 /* Walk the stream backward until we find a report with dword 0
506                  * & 1 not at 0. Since the circular buffer pointers progress by
507                  * increments of 64 bytes and that reports can be up to 256
508                  * bytes long, we can't tell whether a report has fully landed
509                  * in memory before the first 2 dwords of the following report
510                  * have effectively landed.
511                  *
512                  * This is assuming that the writes of the OA unit land in
513                  * memory in the order they were written to.
514                  * If not : (╯°□°)╯︵ ┻━┻
515                  */
516                 while (OA_TAKEN(tail, aged_tail) >= report_size) {
517                         u32 *report32 = (void *)(stream->oa_buffer.vaddr + tail);
518
519                         if (report32[0] != 0 || report32[1] != 0)
520                                 break;
521
522                         tail = (tail - report_size) & (OA_BUFFER_SIZE - 1);
523                 }
524
525                 if (OA_TAKEN(hw_tail, tail) > report_size &&
526                     __ratelimit(&stream->perf->tail_pointer_race))
527                         DRM_NOTE("unlanded report(s) head=0x%x "
528                                  "tail=0x%x hw_tail=0x%x\n",
529                                  head, tail, hw_tail);
530
531                 stream->oa_buffer.tail = gtt_offset + tail;
532                 stream->oa_buffer.aging_tail = gtt_offset + hw_tail;
533                 stream->oa_buffer.aging_timestamp = now;
534         }
535
536         pollin = OA_TAKEN(stream->oa_buffer.tail - gtt_offset,
537                           stream->oa_buffer.head - gtt_offset) >= report_size;
538
539         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
540
541         return pollin;
542 }
543
544 /**
545  * append_oa_status - Appends a status record to a userspace read() buffer.
546  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
547  * @buf: destination buffer given by userspace
548  * @count: the number of bytes userspace wants to read
549  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
550  * @type: The kind of status to report to userspace
551  *
552  * Writes a status record (such as `DRM_I915_PERF_RECORD_OA_REPORT_LOST`)
553  * into the userspace read() buffer.
554  *
555  * The @buf @offset will only be updated on success.
556  *
557  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
558  */
559 static int append_oa_status(struct i915_perf_stream *stream,
560                             char __user *buf,
561                             size_t count,
562                             size_t *offset,
563                             enum drm_i915_perf_record_type type)
564 {
565         struct drm_i915_perf_record_header header = { type, 0, sizeof(header) };
566
567         if ((count - *offset) < header.size)
568                 return -ENOSPC;
569
570         if (copy_to_user(buf + *offset, &header, sizeof(header)))
571                 return -EFAULT;
572
573         (*offset) += header.size;
574
575         return 0;
576 }
577
578 /**
579  * append_oa_sample - Copies single OA report into userspace read() buffer.
580  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
581  * @buf: destination buffer given by userspace
582  * @count: the number of bytes userspace wants to read
583  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
584  * @report: A single OA report to (optionally) include as part of the sample
585  *
586  * The contents of a sample are configured through `DRM_I915_PERF_PROP_SAMPLE_*`
587  * properties when opening a stream, tracked as `stream->sample_flags`. This
588  * function copies the requested components of a single sample to the given
589  * read() @buf.
590  *
591  * The @buf @offset will only be updated on success.
592  *
593  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
594  */
595 static int append_oa_sample(struct i915_perf_stream *stream,
596                             char __user *buf,
597                             size_t count,
598                             size_t *offset,
599                             const u8 *report)
600 {
601         int report_size = stream->oa_buffer.format_size;
602         struct drm_i915_perf_record_header header;
603         u32 sample_flags = stream->sample_flags;
604
605         header.type = DRM_I915_PERF_RECORD_SAMPLE;
606         header.pad = 0;
607         header.size = stream->sample_size;
608
609         if ((count - *offset) < header.size)
610                 return -ENOSPC;
611
612         buf += *offset;
613         if (copy_to_user(buf, &header, sizeof(header)))
614                 return -EFAULT;
615         buf += sizeof(header);
616
617         if (sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT) {
618                 if (copy_to_user(buf, report, report_size))
619                         return -EFAULT;
620         }
621
622         (*offset) += header.size;
623
624         return 0;
625 }
626
627 /**
628  * Copies all buffered OA reports into userspace read() buffer.
629  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
630  * @buf: destination buffer given by userspace
631  * @count: the number of bytes userspace wants to read
632  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
633  *
634  * Notably any error condition resulting in a short read (-%ENOSPC or
635  * -%EFAULT) will be returned even though one or more records may
636  * have been successfully copied. In this case it's up to the caller
637  * to decide if the error should be squashed before returning to
638  * userspace.
639  *
640  * Note: reports are consumed from the head, and appended to the
641  * tail, so the tail chases the head?... If you think that's mad
642  * and back-to-front you're not alone, but this follows the
643  * Gen PRM naming convention.
644  *
645  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
646  */
647 static int gen8_append_oa_reports(struct i915_perf_stream *stream,
648                                   char __user *buf,
649                                   size_t count,
650                                   size_t *offset)
651 {
652         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
653         int report_size = stream->oa_buffer.format_size;
654         u8 *oa_buf_base = stream->oa_buffer.vaddr;
655         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
656         u32 mask = (OA_BUFFER_SIZE - 1);
657         size_t start_offset = *offset;
658         unsigned long flags;
659         u32 head, tail;
660         u32 taken;
661         int ret = 0;
662
663         if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm, !stream->enabled))
664                 return -EIO;
665
666         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
667
668         head = stream->oa_buffer.head;
669         tail = stream->oa_buffer.tail;
670
671         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
672
673         /*
674          * NB: oa_buffer.head/tail include the gtt_offset which we don't want
675          * while indexing relative to oa_buf_base.
676          */
677         head -= gtt_offset;
678         tail -= gtt_offset;
679
680         /*
681          * An out of bounds or misaligned head or tail pointer implies a driver
682          * bug since we validate + align the tail pointers we read from the
683          * hardware and we are in full control of the head pointer which should
684          * only be incremented by multiples of the report size (notably also
685          * all a power of two).
686          */
687         if (drm_WARN_ONCE(&uncore->i915->drm,
688                           head > OA_BUFFER_SIZE || head % report_size ||
689                           tail > OA_BUFFER_SIZE || tail % report_size,
690                           "Inconsistent OA buffer pointers: head = %u, tail = %u\n",
691                           head, tail))
692                 return -EIO;
693
694
695         for (/* none */;
696              (taken = OA_TAKEN(tail, head));
697              head = (head + report_size) & mask) {
698                 u8 *report = oa_buf_base + head;
699                 u32 *report32 = (void *)report;
700                 u32 ctx_id;
701                 u32 reason;
702
703                 /*
704                  * All the report sizes factor neatly into the buffer
705                  * size so we never expect to see a report split
706                  * between the beginning and end of the buffer.
707                  *
708                  * Given the initial alignment check a misalignment
709                  * here would imply a driver bug that would result
710                  * in an overrun.
711                  */
712                 if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm,
713                                 (OA_BUFFER_SIZE - head) < report_size)) {
714                         drm_err(&uncore->i915->drm,
715                                 "Spurious OA head ptr: non-integral report offset\n");
716                         break;
717                 }
718
719                 /*
720                  * The reason field includes flags identifying what
721                  * triggered this specific report (mostly timer
722                  * triggered or e.g. due to a context switch).
723                  *
724                  * This field is never expected to be zero so we can
725                  * check that the report isn't invalid before copying
726                  * it to userspace...
727                  */
728                 reason = ((report32[0] >> OAREPORT_REASON_SHIFT) &
729                           (IS_GEN(stream->perf->i915, 12) ?
730                            OAREPORT_REASON_MASK_EXTENDED :
731                            OAREPORT_REASON_MASK));
732                 if (reason == 0) {
733                         if (__ratelimit(&stream->perf->spurious_report_rs))
734                                 DRM_NOTE("Skipping spurious, invalid OA report\n");
735                         continue;
736                 }
737
738                 ctx_id = report32[2] & stream->specific_ctx_id_mask;
739
740                 /*
741                  * Squash whatever is in the CTX_ID field if it's marked as
742                  * invalid to be sure we avoid false-positive, single-context
743                  * filtering below...
744                  *
745                  * Note: that we don't clear the valid_ctx_bit so userspace can
746                  * understand that the ID has been squashed by the kernel.
747                  */
748                 if (!(report32[0] & stream->perf->gen8_valid_ctx_bit) &&
749                     INTEL_GEN(stream->perf->i915) <= 11)
750                         ctx_id = report32[2] = INVALID_CTX_ID;
751
752                 /*
753                  * NB: For Gen 8 the OA unit no longer supports clock gating
754                  * off for a specific context and the kernel can't securely
755                  * stop the counters from updating as system-wide / global
756                  * values.
757                  *
758                  * Automatic reports now include a context ID so reports can be
759                  * filtered on the cpu but it's not worth trying to
760                  * automatically subtract/hide counter progress for other
761                  * contexts while filtering since we can't stop userspace
762                  * issuing MI_REPORT_PERF_COUNT commands which would still
763                  * provide a side-band view of the real values.
764                  *
765                  * To allow userspace (such as Mesa/GL_INTEL_performance_query)
766                  * to normalize counters for a single filtered context then it
767                  * needs be forwarded bookend context-switch reports so that it
768                  * can track switches in between MI_REPORT_PERF_COUNT commands
769                  * and can itself subtract/ignore the progress of counters
770                  * associated with other contexts. Note that the hardware
771                  * automatically triggers reports when switching to a new
772                  * context which are tagged with the ID of the newly active
773                  * context. To avoid the complexity (and likely fragility) of
774                  * reading ahead while parsing reports to try and minimize
775                  * forwarding redundant context switch reports (i.e. between
776                  * other, unrelated contexts) we simply elect to forward them
777                  * all.
778                  *
779                  * We don't rely solely on the reason field to identify context
780                  * switches since it's not-uncommon for periodic samples to
781                  * identify a switch before any 'context switch' report.
782                  */
783                 if (!stream->perf->exclusive_stream->ctx ||
784                     stream->specific_ctx_id == ctx_id ||
785                     stream->oa_buffer.last_ctx_id == stream->specific_ctx_id ||
786                     reason & OAREPORT_REASON_CTX_SWITCH) {
787
788                         /*
789                          * While filtering for a single context we avoid
790                          * leaking the IDs of other contexts.
791                          */
792                         if (stream->perf->exclusive_stream->ctx &&
793                             stream->specific_ctx_id != ctx_id) {
794                                 report32[2] = INVALID_CTX_ID;
795                         }
796
797                         ret = append_oa_sample(stream, buf, count, offset,
798                                                report);
799                         if (ret)
800                                 break;
801
802                         stream->oa_buffer.last_ctx_id = ctx_id;
803                 }
804
805                 /*
806                  * Clear out the first 2 dword as a mean to detect unlanded
807                  * reports.
808                  */
809                 report32[0] = 0;
810                 report32[1] = 0;
811         }
812
813         if (start_offset != *offset) {
814                 i915_reg_t oaheadptr;
815
816                 oaheadptr = IS_GEN(stream->perf->i915, 12) ?
817                             GEN12_OAG_OAHEADPTR : GEN8_OAHEADPTR;
818
819                 spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
820
821                 /*
822                  * We removed the gtt_offset for the copy loop above, indexing
823                  * relative to oa_buf_base so put back here...
824                  */
825                 head += gtt_offset;
826                 intel_uncore_write(uncore, oaheadptr,
827                                    head & GEN12_OAG_OAHEADPTR_MASK);
828                 stream->oa_buffer.head = head;
829
830                 spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
831         }
832
833         return ret;
834 }
835
836 /**
837  * gen8_oa_read - copy status records then buffered OA reports
838  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
839  * @buf: destination buffer given by userspace
840  * @count: the number of bytes userspace wants to read
841  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
842  *
843  * Checks OA unit status registers and if necessary appends corresponding
844  * status records for userspace (such as for a buffer full condition) and then
845  * initiate appending any buffered OA reports.
846  *
847  * Updates @offset according to the number of bytes successfully copied into
848  * the userspace buffer.
849  *
850  * NB: some data may be successfully copied to the userspace buffer
851  * even if an error is returned, and this is reflected in the
852  * updated @offset.
853  *
854  * Returns: zero on success or a negative error code
855  */
856 static int gen8_oa_read(struct i915_perf_stream *stream,
857                         char __user *buf,
858                         size_t count,
859                         size_t *offset)
860 {
861         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
862         u32 oastatus;
863         i915_reg_t oastatus_reg;
864         int ret;
865
866         if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm, !stream->oa_buffer.vaddr))
867                 return -EIO;
868
869         oastatus_reg = IS_GEN(stream->perf->i915, 12) ?
870                        GEN12_OAG_OASTATUS : GEN8_OASTATUS;
871
872         oastatus = intel_uncore_read(uncore, oastatus_reg);
873
874         /*
875          * We treat OABUFFER_OVERFLOW as a significant error:
876          *
877          * Although theoretically we could handle this more gracefully
878          * sometimes, some Gens don't correctly suppress certain
879          * automatically triggered reports in this condition and so we
880          * have to assume that old reports are now being trampled
881          * over.
882          *
883          * Considering how we don't currently give userspace control
884          * over the OA buffer size and always configure a large 16MB
885          * buffer, then a buffer overflow does anyway likely indicate
886          * that something has gone quite badly wrong.
887          */
888         if (oastatus & GEN8_OASTATUS_OABUFFER_OVERFLOW) {
889                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
890                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_BUFFER_LOST);
891                 if (ret)
892                         return ret;
893
894                 DRM_DEBUG("OA buffer overflow (exponent = %d): force restart\n",
895                           stream->period_exponent);
896
897                 stream->perf->ops.oa_disable(stream);
898                 stream->perf->ops.oa_enable(stream);
899
900                 /*
901                  * Note: .oa_enable() is expected to re-init the oabuffer and
902                  * reset GEN8_OASTATUS for us
903                  */
904                 oastatus = intel_uncore_read(uncore, oastatus_reg);
905         }
906
907         if (oastatus & GEN8_OASTATUS_REPORT_LOST) {
908                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
909                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_REPORT_LOST);
910                 if (ret)
911                         return ret;
912                 intel_uncore_write(uncore, oastatus_reg,
913                                    oastatus & ~GEN8_OASTATUS_REPORT_LOST);
914         }
915
916         return gen8_append_oa_reports(stream, buf, count, offset);
917 }
918
919 /**
920  * Copies all buffered OA reports into userspace read() buffer.
921  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
922  * @buf: destination buffer given by userspace
923  * @count: the number of bytes userspace wants to read
924  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
925  *
926  * Notably any error condition resulting in a short read (-%ENOSPC or
927  * -%EFAULT) will be returned even though one or more records may
928  * have been successfully copied. In this case it's up to the caller
929  * to decide if the error should be squashed before returning to
930  * userspace.
931  *
932  * Note: reports are consumed from the head, and appended to the
933  * tail, so the tail chases the head?... If you think that's mad
934  * and back-to-front you're not alone, but this follows the
935  * Gen PRM naming convention.
936  *
937  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
938  */
939 static int gen7_append_oa_reports(struct i915_perf_stream *stream,
940                                   char __user *buf,
941                                   size_t count,
942                                   size_t *offset)
943 {
944         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
945         int report_size = stream->oa_buffer.format_size;
946         u8 *oa_buf_base = stream->oa_buffer.vaddr;
947         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
948         u32 mask = (OA_BUFFER_SIZE - 1);
949         size_t start_offset = *offset;
950         unsigned long flags;
951         u32 head, tail;
952         u32 taken;
953         int ret = 0;
954
955         if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm, !stream->enabled))
956                 return -EIO;
957
958         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
959
960         head = stream->oa_buffer.head;
961         tail = stream->oa_buffer.tail;
962
963         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
964
965         /* NB: oa_buffer.head/tail include the gtt_offset which we don't want
966          * while indexing relative to oa_buf_base.
967          */
968         head -= gtt_offset;
969         tail -= gtt_offset;
970
971         /* An out of bounds or misaligned head or tail pointer implies a driver
972          * bug since we validate + align the tail pointers we read from the
973          * hardware and we are in full control of the head pointer which should
974          * only be incremented by multiples of the report size (notably also
975          * all a power of two).
976          */
977         if (drm_WARN_ONCE(&uncore->i915->drm,
978                           head > OA_BUFFER_SIZE || head % report_size ||
979                           tail > OA_BUFFER_SIZE || tail % report_size,
980                           "Inconsistent OA buffer pointers: head = %u, tail = %u\n",
981                           head, tail))
982                 return -EIO;
983
984
985         for (/* none */;
986              (taken = OA_TAKEN(tail, head));
987              head = (head + report_size) & mask) {
988                 u8 *report = oa_buf_base + head;
989                 u32 *report32 = (void *)report;
990
991                 /* All the report sizes factor neatly into the buffer
992                  * size so we never expect to see a report split
993                  * between the beginning and end of the buffer.
994                  *
995                  * Given the initial alignment check a misalignment
996                  * here would imply a driver bug that would result
997                  * in an overrun.
998                  */
999                 if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm,
1000                                 (OA_BUFFER_SIZE - head) < report_size)) {
1001                         drm_err(&uncore->i915->drm,
1002                                 "Spurious OA head ptr: non-integral report offset\n");
1003                         break;
1004                 }
1005
1006                 /* The report-ID field for periodic samples includes
1007                  * some undocumented flags related to what triggered
1008                  * the report and is never expected to be zero so we
1009                  * can check that the report isn't invalid before
1010                  * copying it to userspace...
1011                  */
1012                 if (report32[0] == 0) {
1013                         if (__ratelimit(&stream->perf->spurious_report_rs))
1014                                 DRM_NOTE("Skipping spurious, invalid OA report\n");
1015                         continue;
1016                 }
1017
1018                 ret = append_oa_sample(stream, buf, count, offset, report);
1019                 if (ret)
1020                         break;
1021
1022                 /* Clear out the first 2 dwords as a mean to detect unlanded
1023                  * reports.
1024                  */
1025                 report32[0] = 0;
1026                 report32[1] = 0;
1027         }
1028
1029         if (start_offset != *offset) {
1030                 spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1031
1032                 /* We removed the gtt_offset for the copy loop above, indexing
1033                  * relative to oa_buf_base so put back here...
1034                  */
1035                 head += gtt_offset;
1036
1037                 intel_uncore_write(uncore, GEN7_OASTATUS2,
1038                                    (head & GEN7_OASTATUS2_HEAD_MASK) |
1039                                    GEN7_OASTATUS2_MEM_SELECT_GGTT);
1040                 stream->oa_buffer.head = head;
1041
1042                 spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1043         }
1044
1045         return ret;
1046 }
1047
1048 /**
1049  * gen7_oa_read - copy status records then buffered OA reports
1050  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1051  * @buf: destination buffer given by userspace
1052  * @count: the number of bytes userspace wants to read
1053  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
1054  *
1055  * Checks Gen 7 specific OA unit status registers and if necessary appends
1056  * corresponding status records for userspace (such as for a buffer full
1057  * condition) and then initiate appending any buffered OA reports.
1058  *
1059  * Updates @offset according to the number of bytes successfully copied into
1060  * the userspace buffer.
1061  *
1062  * Returns: zero on success or a negative error code
1063  */
1064 static int gen7_oa_read(struct i915_perf_stream *stream,
1065                         char __user *buf,
1066                         size_t count,
1067                         size_t *offset)
1068 {
1069         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1070         u32 oastatus1;
1071         int ret;
1072
1073         if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm, !stream->oa_buffer.vaddr))
1074                 return -EIO;
1075
1076         oastatus1 = intel_uncore_read(uncore, GEN7_OASTATUS1);
1077
1078         /* XXX: On Haswell we don't have a safe way to clear oastatus1
1079          * bits while the OA unit is enabled (while the tail pointer
1080          * may be updated asynchronously) so we ignore status bits
1081          * that have already been reported to userspace.
1082          */
1083         oastatus1 &= ~stream->perf->gen7_latched_oastatus1;
1084
1085         /* We treat OABUFFER_OVERFLOW as a significant error:
1086          *
1087          * - The status can be interpreted to mean that the buffer is
1088          *   currently full (with a higher precedence than OA_TAKEN()
1089          *   which will start to report a near-empty buffer after an
1090          *   overflow) but it's awkward that we can't clear the status
1091          *   on Haswell, so without a reset we won't be able to catch
1092          *   the state again.
1093          *
1094          * - Since it also implies the HW has started overwriting old
1095          *   reports it may also affect our sanity checks for invalid
1096          *   reports when copying to userspace that assume new reports
1097          *   are being written to cleared memory.
1098          *
1099          * - In the future we may want to introduce a flight recorder
1100          *   mode where the driver will automatically maintain a safe
1101          *   guard band between head/tail, avoiding this overflow
1102          *   condition, but we avoid the added driver complexity for
1103          *   now.
1104          */
1105         if (unlikely(oastatus1 & GEN7_OASTATUS1_OABUFFER_OVERFLOW)) {
1106                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
1107                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_BUFFER_LOST);
1108                 if (ret)
1109                         return ret;
1110
1111                 DRM_DEBUG("OA buffer overflow (exponent = %d): force restart\n",
1112                           stream->period_exponent);
1113
1114                 stream->perf->ops.oa_disable(stream);
1115                 stream->perf->ops.oa_enable(stream);
1116
1117                 oastatus1 = intel_uncore_read(uncore, GEN7_OASTATUS1);
1118         }
1119
1120         if (unlikely(oastatus1 & GEN7_OASTATUS1_REPORT_LOST)) {
1121                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
1122                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_REPORT_LOST);
1123                 if (ret)
1124                         return ret;
1125                 stream->perf->gen7_latched_oastatus1 |=
1126                         GEN7_OASTATUS1_REPORT_LOST;
1127         }
1128
1129         return gen7_append_oa_reports(stream, buf, count, offset);
1130 }
1131
1132 /**
1133  * i915_oa_wait_unlocked - handles blocking IO until OA data available
1134  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1135  *
1136  * Called when userspace tries to read() from a blocking stream FD opened
1137  * for OA metrics. It waits until the hrtimer callback finds a non-empty
1138  * OA buffer and wakes us.
1139  *
1140  * Note: it's acceptable to have this return with some false positives
1141  * since any subsequent read handling will return -EAGAIN if there isn't
1142  * really data ready for userspace yet.
1143  *
1144  * Returns: zero on success or a negative error code
1145  */
1146 static int i915_oa_wait_unlocked(struct i915_perf_stream *stream)
1147 {
1148         /* We would wait indefinitely if periodic sampling is not enabled */
1149         if (!stream->periodic)
1150                 return -EIO;
1151
1152         return wait_event_interruptible(stream->poll_wq,
1153                                         oa_buffer_check_unlocked(stream));
1154 }
1155
1156 /**
1157  * i915_oa_poll_wait - call poll_wait() for an OA stream poll()
1158  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1159  * @file: An i915 perf stream file
1160  * @wait: poll() state table
1161  *
1162  * For handling userspace polling on an i915 perf stream opened for OA metrics,
1163  * this starts a poll_wait with the wait queue that our hrtimer callback wakes
1164  * when it sees data ready to read in the circular OA buffer.
1165  */
1166 static void i915_oa_poll_wait(struct i915_perf_stream *stream,
1167                               struct file *file,
1168                               poll_table *wait)
1169 {
1170         poll_wait(file, &stream->poll_wq, wait);
1171 }
1172
1173 /**
1174  * i915_oa_read - just calls through to &i915_oa_ops->read
1175  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1176  * @buf: destination buffer given by userspace
1177  * @count: the number of bytes userspace wants to read
1178  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
1179  *
1180  * Updates @offset according to the number of bytes successfully copied into
1181  * the userspace buffer.
1182  *
1183  * Returns: zero on success or a negative error code
1184  */
1185 static int i915_oa_read(struct i915_perf_stream *stream,
1186                         char __user *buf,
1187                         size_t count,
1188                         size_t *offset)
1189 {
1190         return stream->perf->ops.read(stream, buf, count, offset);
1191 }
1192
1193 static struct intel_context *oa_pin_context(struct i915_perf_stream *stream)
1194 {
1195         struct i915_gem_engines_iter it;
1196         struct i915_gem_context *ctx = stream->ctx;
1197         struct intel_context *ce;
1198         int err;
1199
1200         for_each_gem_engine(ce, i915_gem_context_lock_engines(ctx), it) {
1201                 if (ce->engine != stream->engine) /* first match! */
1202                         continue;
1203
1204                 /*
1205                  * As the ID is the gtt offset of the context's vma we
1206                  * pin the vma to ensure the ID remains fixed.
1207                  */
1208                 err = intel_context_pin(ce);
1209                 if (err == 0) {
1210                         stream->pinned_ctx = ce;
1211                         break;
1212                 }
1213         }
1214         i915_gem_context_unlock_engines(ctx);
1215
1216         return stream->pinned_ctx;
1217 }
1218
1219 /**
1220  * oa_get_render_ctx_id - determine and hold ctx hw id
1221  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1222  *
1223  * Determine the render context hw id, and ensure it remains fixed for the
1224  * lifetime of the stream. This ensures that we don't have to worry about
1225  * updating the context ID in OACONTROL on the fly.
1226  *
1227  * Returns: zero on success or a negative error code
1228  */
1229 static int oa_get_render_ctx_id(struct i915_perf_stream *stream)
1230 {
1231         struct intel_context *ce;
1232
1233         ce = oa_pin_context(stream);
1234         if (IS_ERR(ce))
1235                 return PTR_ERR(ce);
1236
1237         switch (INTEL_GEN(ce->engine->i915)) {
1238         case 7: {
1239                 /*
1240                  * On Haswell we don't do any post processing of the reports
1241                  * and don't need to use the mask.
1242                  */
1243                 stream->specific_ctx_id = i915_ggtt_offset(ce->state);
1244                 stream->specific_ctx_id_mask = 0;
1245                 break;
1246         }
1247
1248         case 8:
1249         case 9:
1250         case 10:
1251                 if (intel_engine_in_execlists_submission_mode(ce->engine)) {
1252                         stream->specific_ctx_id_mask =
1253                                 (1U << GEN8_CTX_ID_WIDTH) - 1;
1254                         stream->specific_ctx_id = stream->specific_ctx_id_mask;
1255                 } else {
1256                         /*
1257                          * When using GuC, the context descriptor we write in
1258                          * i915 is read by GuC and rewritten before it's
1259                          * actually written into the hardware. The LRCA is
1260                          * what is put into the context id field of the
1261                          * context descriptor by GuC. Because it's aligned to
1262                          * a page, the lower 12bits are always at 0 and
1263                          * dropped by GuC. They won't be part of the context
1264                          * ID in the OA reports, so squash those lower bits.
1265                          */
1266                         stream->specific_ctx_id =
1267                                 lower_32_bits(ce->lrc_desc) >> 12;
1268
1269                         /*
1270                          * GuC uses the top bit to signal proxy submission, so
1271                          * ignore that bit.
1272                          */
1273                         stream->specific_ctx_id_mask =
1274                                 (1U << (GEN8_CTX_ID_WIDTH - 1)) - 1;
1275                 }
1276                 break;
1277
1278         case 11:
1279         case 12: {
1280                 stream->specific_ctx_id_mask =
1281                         ((1U << GEN11_SW_CTX_ID_WIDTH) - 1) << (GEN11_SW_CTX_ID_SHIFT - 32);
1282                 /*
1283                  * Pick an unused context id
1284                  * 0 - (NUM_CONTEXT_TAG - 1) are used by other contexts
1285                  * GEN12_MAX_CONTEXT_HW_ID (0x7ff) is used by idle context
1286                  */
1287                 stream->specific_ctx_id = (GEN12_MAX_CONTEXT_HW_ID - 1) << (GEN11_SW_CTX_ID_SHIFT - 32);
1288                 BUILD_BUG_ON((GEN12_MAX_CONTEXT_HW_ID - 1) < NUM_CONTEXT_TAG);
1289                 break;
1290         }
1291
1292         default:
1293                 MISSING_CASE(INTEL_GEN(ce->engine->i915));
1294         }
1295
1296         ce->tag = stream->specific_ctx_id;
1297
1298         drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
1299                 "filtering on ctx_id=0x%x ctx_id_mask=0x%x\n",
1300                 stream->specific_ctx_id,
1301                 stream->specific_ctx_id_mask);
1302
1303         return 0;
1304 }
1305
1306 /**
1307  * oa_put_render_ctx_id - counterpart to oa_get_render_ctx_id releases hold
1308  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1309  *
1310  * In case anything needed doing to ensure the context HW ID would remain valid
1311  * for the lifetime of the stream, then that can be undone here.
1312  */
1313 static void oa_put_render_ctx_id(struct i915_perf_stream *stream)
1314 {
1315         struct intel_context *ce;
1316
1317         ce = fetch_and_zero(&stream->pinned_ctx);
1318         if (ce) {
1319                 ce->tag = 0; /* recomputed on next submission after parking */
1320                 intel_context_unpin(ce);
1321         }
1322
1323         stream->specific_ctx_id = INVALID_CTX_ID;
1324         stream->specific_ctx_id_mask = 0;
1325 }
1326
1327 static void
1328 free_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1329 {
1330         i915_vma_unpin_and_release(&stream->oa_buffer.vma,
1331                                    I915_VMA_RELEASE_MAP);
1332
1333         stream->oa_buffer.vaddr = NULL;
1334 }
1335
1336 static void
1337 free_oa_configs(struct i915_perf_stream *stream)
1338 {
1339         struct i915_oa_config_bo *oa_bo, *tmp;
1340
1341         i915_oa_config_put(stream->oa_config);
1342         llist_for_each_entry_safe(oa_bo, tmp, stream->oa_config_bos.first, node)
1343                 free_oa_config_bo(oa_bo);
1344 }
1345
1346 static void
1347 free_noa_wait(struct i915_perf_stream *stream)
1348 {
1349         i915_vma_unpin_and_release(&stream->noa_wait, 0);
1350 }
1351
1352 static void i915_oa_stream_destroy(struct i915_perf_stream *stream)
1353 {
1354         struct i915_perf *perf = stream->perf;
1355
1356         BUG_ON(stream != perf->exclusive_stream);
1357
1358         /*
1359          * Unset exclusive_stream first, it will be checked while disabling
1360          * the metric set on gen8+.
1361          *
1362          * See i915_oa_init_reg_state() and lrc_configure_all_contexts()
1363          */
1364         WRITE_ONCE(perf->exclusive_stream, NULL);
1365         perf->ops.disable_metric_set(stream);
1366
1367         free_oa_buffer(stream);
1368
1369         intel_uncore_forcewake_put(stream->uncore, FORCEWAKE_ALL);
1370         intel_engine_pm_put(stream->engine);
1371
1372         if (stream->ctx)
1373                 oa_put_render_ctx_id(stream);
1374
1375         free_oa_configs(stream);
1376         free_noa_wait(stream);
1377
1378         if (perf->spurious_report_rs.missed) {
1379                 DRM_NOTE("%d spurious OA report notices suppressed due to ratelimiting\n",
1380                          perf->spurious_report_rs.missed);
1381         }
1382 }
1383
1384 static void gen7_init_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1385 {
1386         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1387         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
1388         unsigned long flags;
1389
1390         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1391
1392         /* Pre-DevBDW: OABUFFER must be set with counters off,
1393          * before OASTATUS1, but after OASTATUS2
1394          */
1395         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OASTATUS2, /* head */
1396                            gtt_offset | GEN7_OASTATUS2_MEM_SELECT_GGTT);
1397         stream->oa_buffer.head = gtt_offset;
1398
1399         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OABUFFER, gtt_offset);
1400
1401         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OASTATUS1, /* tail */
1402                            gtt_offset | OABUFFER_SIZE_16M);
1403
1404         /* Mark that we need updated tail pointers to read from... */
1405         stream->oa_buffer.aging_tail = INVALID_TAIL_PTR;
1406         stream->oa_buffer.tail = gtt_offset;
1407
1408         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1409
1410         /* On Haswell we have to track which OASTATUS1 flags we've
1411          * already seen since they can't be cleared while periodic
1412          * sampling is enabled.
1413          */
1414         stream->perf->gen7_latched_oastatus1 = 0;
1415
1416         /* NB: although the OA buffer will initially be allocated
1417          * zeroed via shmfs (and so this memset is redundant when
1418          * first allocating), we may re-init the OA buffer, either
1419          * when re-enabling a stream or in error/reset paths.
1420          *
1421          * The reason we clear the buffer for each re-init is for the
1422          * sanity check in gen7_append_oa_reports() that looks at the
1423          * report-id field to make sure it's non-zero which relies on
1424          * the assumption that new reports are being written to zeroed
1425          * memory...
1426          */
1427         memset(stream->oa_buffer.vaddr, 0, OA_BUFFER_SIZE);
1428 }
1429
1430 static void gen8_init_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1431 {
1432         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1433         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
1434         unsigned long flags;
1435
1436         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1437
1438         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OASTATUS, 0);
1439         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OAHEADPTR, gtt_offset);
1440         stream->oa_buffer.head = gtt_offset;
1441
1442         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OABUFFER_UDW, 0);
1443
1444         /*
1445          * PRM says:
1446          *
1447          *  "This MMIO must be set before the OATAILPTR
1448          *  register and after the OAHEADPTR register. This is
1449          *  to enable proper functionality of the overflow
1450          *  bit."
1451          */
1452         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OABUFFER, gtt_offset |
1453                    OABUFFER_SIZE_16M | GEN8_OABUFFER_MEM_SELECT_GGTT);
1454         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OATAILPTR, gtt_offset & GEN8_OATAILPTR_MASK);
1455
1456         /* Mark that we need updated tail pointers to read from... */
1457         stream->oa_buffer.aging_tail = INVALID_TAIL_PTR;
1458         stream->oa_buffer.tail = gtt_offset;
1459
1460         /*
1461          * Reset state used to recognise context switches, affecting which
1462          * reports we will forward to userspace while filtering for a single
1463          * context.
1464          */
1465         stream->oa_buffer.last_ctx_id = INVALID_CTX_ID;
1466
1467         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1468
1469         /*
1470          * NB: although the OA buffer will initially be allocated
1471          * zeroed via shmfs (and so this memset is redundant when
1472          * first allocating), we may re-init the OA buffer, either
1473          * when re-enabling a stream or in error/reset paths.
1474          *
1475          * The reason we clear the buffer for each re-init is for the
1476          * sanity check in gen8_append_oa_reports() that looks at the
1477          * reason field to make sure it's non-zero which relies on
1478          * the assumption that new reports are being written to zeroed
1479          * memory...
1480          */
1481         memset(stream->oa_buffer.vaddr, 0, OA_BUFFER_SIZE);
1482 }
1483
1484 static void gen12_init_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1485 {
1486         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1487         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
1488         unsigned long flags;
1489
1490         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1491
1492         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OASTATUS, 0);
1493         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OAHEADPTR,
1494                            gtt_offset & GEN12_OAG_OAHEADPTR_MASK);
1495         stream->oa_buffer.head = gtt_offset;
1496
1497         /*
1498          * PRM says:
1499          *
1500          *  "This MMIO must be set before the OATAILPTR
1501          *  register and after the OAHEADPTR register. This is
1502          *  to enable proper functionality of the overflow
1503          *  bit."
1504          */
1505         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OABUFFER, gtt_offset |
1506                            OABUFFER_SIZE_16M | GEN8_OABUFFER_MEM_SELECT_GGTT);
1507         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OATAILPTR,
1508                            gtt_offset & GEN12_OAG_OATAILPTR_MASK);
1509
1510         /* Mark that we need updated tail pointers to read from... */
1511         stream->oa_buffer.aging_tail = INVALID_TAIL_PTR;
1512         stream->oa_buffer.tail = gtt_offset;
1513
1514         /*
1515          * Reset state used to recognise context switches, affecting which
1516          * reports we will forward to userspace while filtering for a single
1517          * context.
1518          */
1519         stream->oa_buffer.last_ctx_id = INVALID_CTX_ID;
1520
1521         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1522
1523         /*
1524          * NB: although the OA buffer will initially be allocated
1525          * zeroed via shmfs (and so this memset is redundant when
1526          * first allocating), we may re-init the OA buffer, either
1527          * when re-enabling a stream or in error/reset paths.
1528          *
1529          * The reason we clear the buffer for each re-init is for the
1530          * sanity check in gen8_append_oa_reports() that looks at the
1531          * reason field to make sure it's non-zero which relies on
1532          * the assumption that new reports are being written to zeroed
1533          * memory...
1534          */
1535         memset(stream->oa_buffer.vaddr, 0,
1536                stream->oa_buffer.vma->size);
1537 }
1538
1539 static int alloc_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1540 {
1541         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
1542         struct drm_i915_gem_object *bo;
1543         struct i915_vma *vma;
1544         int ret;
1545
1546         if (drm_WARN_ON(&i915->drm, stream->oa_buffer.vma))
1547                 return -ENODEV;
1548
1549         BUILD_BUG_ON_NOT_POWER_OF_2(OA_BUFFER_SIZE);
1550         BUILD_BUG_ON(OA_BUFFER_SIZE < SZ_128K || OA_BUFFER_SIZE > SZ_16M);
1551
1552         bo = i915_gem_object_create_shmem(stream->perf->i915, OA_BUFFER_SIZE);
1553         if (IS_ERR(bo)) {
1554                 drm_err(&i915->drm, "Failed to allocate OA buffer\n");
1555                 return PTR_ERR(bo);
1556         }
1557
1558         i915_gem_object_set_cache_coherency(bo, I915_CACHE_LLC);
1559
1560         /* PreHSW required 512K alignment, HSW requires 16M */
1561         vma = i915_gem_object_ggtt_pin(bo, NULL, 0, SZ_16M, 0);
1562         if (IS_ERR(vma)) {
1563                 ret = PTR_ERR(vma);
1564                 goto err_unref;
1565         }
1566         stream->oa_buffer.vma = vma;
1567
1568         stream->oa_buffer.vaddr =
1569                 i915_gem_object_pin_map(bo, I915_MAP_WB);
1570         if (IS_ERR(stream->oa_buffer.vaddr)) {
1571                 ret = PTR_ERR(stream->oa_buffer.vaddr);
1572                 goto err_unpin;
1573         }
1574
1575         return 0;
1576
1577 err_unpin:
1578         __i915_vma_unpin(vma);
1579
1580 err_unref:
1581         i915_gem_object_put(bo);
1582
1583         stream->oa_buffer.vaddr = NULL;
1584         stream->oa_buffer.vma = NULL;
1585
1586         return ret;
1587 }
1588
1589 static u32 *save_restore_register(struct i915_perf_stream *stream, u32 *cs,
1590                                   bool save, i915_reg_t reg, u32 offset,
1591                                   u32 dword_count)
1592 {
1593         u32 cmd;
1594         u32 d;
1595
1596         cmd = save ? MI_STORE_REGISTER_MEM : MI_LOAD_REGISTER_MEM;
1597         if (INTEL_GEN(stream->perf->i915) >= 8)
1598                 cmd++;
1599
1600         for (d = 0; d < dword_count; d++) {
1601                 *cs++ = cmd;
1602                 *cs++ = i915_mmio_reg_offset(reg) + 4 * d;
1603                 *cs++ = intel_gt_scratch_offset(stream->engine->gt,
1604                                                 offset) + 4 * d;
1605                 *cs++ = 0;
1606         }
1607
1608         return cs;
1609 }
1610
1611 static int alloc_noa_wait(struct i915_perf_stream *stream)
1612 {
1613         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
1614         struct drm_i915_gem_object *bo;
1615         struct i915_vma *vma;
1616         const u64 delay_ticks = 0xffffffffffffffff -
1617                 DIV64_U64_ROUND_UP(
1618                         atomic64_read(&stream->perf->noa_programming_delay) *
1619                         RUNTIME_INFO(i915)->cs_timestamp_frequency_khz,
1620                         1000000ull);
1621         const u32 base = stream->engine->mmio_base;
1622 #define CS_GPR(x) GEN8_RING_CS_GPR(base, x)
1623         u32 *batch, *ts0, *cs, *jump;
1624         int ret, i;
1625         enum {
1626                 START_TS,
1627                 NOW_TS,
1628                 DELTA_TS,
1629                 JUMP_PREDICATE,
1630                 DELTA_TARGET,
1631                 N_CS_GPR
1632         };
1633
1634         bo = i915_gem_object_create_internal(i915, 4096);
1635         if (IS_ERR(bo)) {
1636                 drm_err(&i915->drm,
1637                         "Failed to allocate NOA wait batchbuffer\n");
1638                 return PTR_ERR(bo);
1639         }
1640
1641         /*
1642          * We pin in GGTT because we jump into this buffer now because
1643          * multiple OA config BOs will have a jump to this address and it
1644          * needs to be fixed during the lifetime of the i915/perf stream.
1645          */
1646         vma = i915_gem_object_ggtt_pin(bo, NULL, 0, 0, PIN_HIGH);
1647         if (IS_ERR(vma)) {
1648                 ret = PTR_ERR(vma);
1649                 goto err_unref;
1650         }
1651
1652         batch = cs = i915_gem_object_pin_map(bo, I915_MAP_WB);
1653         if (IS_ERR(batch)) {
1654                 ret = PTR_ERR(batch);
1655                 goto err_unpin;
1656         }
1657
1658         /* Save registers. */
1659         for (i = 0; i < N_CS_GPR; i++)
1660                 cs = save_restore_register(
1661                         stream, cs, true /* save */, CS_GPR(i),
1662                         INTEL_GT_SCRATCH_FIELD_PERF_CS_GPR + 8 * i, 2);
1663         cs = save_restore_register(
1664                 stream, cs, true /* save */, MI_PREDICATE_RESULT_1,
1665                 INTEL_GT_SCRATCH_FIELD_PERF_PREDICATE_RESULT_1, 1);
1666
1667         /* First timestamp snapshot location. */
1668         ts0 = cs;
1669
1670         /*
1671          * Initial snapshot of the timestamp register to implement the wait.
1672          * We work with 32b values, so clear out the top 32b bits of the
1673          * register because the ALU works 64bits.
1674          */
1675         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(1);
1676         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(START_TS)) + 4;
1677         *cs++ = 0;
1678         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
1679         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(RING_TIMESTAMP(base));
1680         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(START_TS));
1681
1682         /*
1683          * This is the location we're going to jump back into until the
1684          * required amount of time has passed.
1685          */
1686         jump = cs;
1687
1688         /*
1689          * Take another snapshot of the timestamp register. Take care to clear
1690          * up the top 32bits of CS_GPR(1) as we're using it for other
1691          * operations below.
1692          */
1693         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(1);
1694         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(NOW_TS)) + 4;
1695         *cs++ = 0;
1696         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
1697         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(RING_TIMESTAMP(base));
1698         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(NOW_TS));
1699
1700         /*
1701          * Do a diff between the 2 timestamps and store the result back into
1702          * CS_GPR(1).
1703          */
1704         *cs++ = MI_MATH(5);
1705         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCA, MI_MATH_REG(NOW_TS));
1706         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCB, MI_MATH_REG(START_TS));
1707         *cs++ = MI_MATH_SUB;
1708         *cs++ = MI_MATH_STORE(MI_MATH_REG(DELTA_TS), MI_MATH_REG_ACCU);
1709         *cs++ = MI_MATH_STORE(MI_MATH_REG(JUMP_PREDICATE), MI_MATH_REG_CF);
1710
1711         /*
1712          * Transfer the carry flag (set to 1 if ts1 < ts0, meaning the
1713          * timestamp have rolled over the 32bits) into the predicate register
1714          * to be used for the predicated jump.
1715          */
1716         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
1717         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(JUMP_PREDICATE));
1718         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(MI_PREDICATE_RESULT_1);
1719
1720         /* Restart from the beginning if we had timestamps roll over. */
1721         *cs++ = (INTEL_GEN(i915) < 8 ?
1722                  MI_BATCH_BUFFER_START :
1723                  MI_BATCH_BUFFER_START_GEN8) |
1724                 MI_BATCH_PREDICATE;
1725         *cs++ = i915_ggtt_offset(vma) + (ts0 - batch) * 4;
1726         *cs++ = 0;
1727
1728         /*
1729          * Now add the diff between to previous timestamps and add it to :
1730          *      (((1 * << 64) - 1) - delay_ns)
1731          *
1732          * When the Carry Flag contains 1 this means the elapsed time is
1733          * longer than the expected delay, and we can exit the wait loop.
1734          */
1735         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(2);
1736         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(DELTA_TARGET));
1737         *cs++ = lower_32_bits(delay_ticks);
1738         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(DELTA_TARGET)) + 4;
1739         *cs++ = upper_32_bits(delay_ticks);
1740
1741         *cs++ = MI_MATH(4);
1742         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCA, MI_MATH_REG(DELTA_TS));
1743         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCB, MI_MATH_REG(DELTA_TARGET));
1744         *cs++ = MI_MATH_ADD;
1745         *cs++ = MI_MATH_STOREINV(MI_MATH_REG(JUMP_PREDICATE), MI_MATH_REG_CF);
1746
1747         *cs++ = MI_ARB_CHECK;
1748
1749         /*
1750          * Transfer the result into the predicate register to be used for the
1751          * predicated jump.
1752          */
1753         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
1754         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(JUMP_PREDICATE));
1755         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(MI_PREDICATE_RESULT_1);
1756
1757         /* Predicate the jump.  */
1758         *cs++ = (INTEL_GEN(i915) < 8 ?
1759                  MI_BATCH_BUFFER_START :
1760                  MI_BATCH_BUFFER_START_GEN8) |
1761                 MI_BATCH_PREDICATE;
1762         *cs++ = i915_ggtt_offset(vma) + (jump - batch) * 4;
1763         *cs++ = 0;
1764
1765         /* Restore registers. */
1766         for (i = 0; i < N_CS_GPR; i++)
1767                 cs = save_restore_register(
1768                         stream, cs, false /* restore */, CS_GPR(i),
1769                         INTEL_GT_SCRATCH_FIELD_PERF_CS_GPR + 8 * i, 2);
1770         cs = save_restore_register(
1771                 stream, cs, false /* restore */, MI_PREDICATE_RESULT_1,
1772                 INTEL_GT_SCRATCH_FIELD_PERF_PREDICATE_RESULT_1, 1);
1773
1774         /* And return to the ring. */
1775         *cs++ = MI_BATCH_BUFFER_END;
1776
1777         GEM_BUG_ON(cs - batch > PAGE_SIZE / sizeof(*batch));
1778
1779         i915_gem_object_flush_map(bo);
1780         i915_gem_object_unpin_map(bo);
1781
1782         stream->noa_wait = vma;
1783         return 0;
1784
1785 err_unpin:
1786         i915_vma_unpin_and_release(&vma, 0);
1787 err_unref:
1788         i915_gem_object_put(bo);
1789         return ret;
1790 }
1791
1792 static u32 *write_cs_mi_lri(u32 *cs,
1793                             const struct i915_oa_reg *reg_data,
1794                             u32 n_regs)
1795 {
1796         u32 i;
1797
1798         for (i = 0; i < n_regs; i++) {
1799                 if ((i % MI_LOAD_REGISTER_IMM_MAX_REGS) == 0) {
1800                         u32 n_lri = min_t(u32,
1801                                           n_regs - i,
1802                                           MI_LOAD_REGISTER_IMM_MAX_REGS);
1803
1804                         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(n_lri);
1805                 }
1806                 *cs++ = i915_mmio_reg_offset(reg_data[i].addr);
1807                 *cs++ = reg_data[i].value;
1808         }
1809
1810         return cs;
1811 }
1812
1813 static int num_lri_dwords(int num_regs)
1814 {
1815         int count = 0;
1816
1817         if (num_regs > 0) {
1818                 count += DIV_ROUND_UP(num_regs, MI_LOAD_REGISTER_IMM_MAX_REGS);
1819                 count += num_regs * 2;
1820         }
1821
1822         return count;
1823 }
1824
1825 static struct i915_oa_config_bo *
1826 alloc_oa_config_buffer(struct i915_perf_stream *stream,
1827                        struct i915_oa_config *oa_config)
1828 {
1829         struct drm_i915_gem_object *obj;
1830         struct i915_oa_config_bo *oa_bo;
1831         size_t config_length = 0;
1832         u32 *cs;
1833         int err;
1834
1835         oa_bo = kzalloc(sizeof(*oa_bo), GFP_KERNEL);
1836         if (!oa_bo)
1837                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1838
1839         config_length += num_lri_dwords(oa_config->mux_regs_len);
1840         config_length += num_lri_dwords(oa_config->b_counter_regs_len);
1841         config_length += num_lri_dwords(oa_config->flex_regs_len);
1842         config_length += 3; /* MI_BATCH_BUFFER_START */
1843         config_length = ALIGN(sizeof(u32) * config_length, I915_GTT_PAGE_SIZE);
1844
1845         obj = i915_gem_object_create_shmem(stream->perf->i915, config_length);
1846         if (IS_ERR(obj)) {
1847                 err = PTR_ERR(obj);
1848                 goto err_free;
1849         }
1850
1851         cs = i915_gem_object_pin_map(obj, I915_MAP_WB);
1852         if (IS_ERR(cs)) {
1853                 err = PTR_ERR(cs);
1854                 goto err_oa_bo;
1855         }
1856
1857         cs = write_cs_mi_lri(cs,
1858                              oa_config->mux_regs,
1859                              oa_config->mux_regs_len);
1860         cs = write_cs_mi_lri(cs,
1861                              oa_config->b_counter_regs,
1862                              oa_config->b_counter_regs_len);
1863         cs = write_cs_mi_lri(cs,
1864                              oa_config->flex_regs,
1865                              oa_config->flex_regs_len);
1866
1867         /* Jump into the active wait. */
1868         *cs++ = (INTEL_GEN(stream->perf->i915) < 8 ?
1869                  MI_BATCH_BUFFER_START :
1870                  MI_BATCH_BUFFER_START_GEN8);
1871         *cs++ = i915_ggtt_offset(stream->noa_wait);
1872         *cs++ = 0;
1873
1874         i915_gem_object_flush_map(obj);
1875         i915_gem_object_unpin_map(obj);
1876
1877         oa_bo->vma = i915_vma_instance(obj,
1878                                        &stream->engine->gt->ggtt->vm,
1879                                        NULL);
1880         if (IS_ERR(oa_bo->vma)) {
1881                 err = PTR_ERR(oa_bo->vma);
1882                 goto err_oa_bo;
1883         }
1884
1885         oa_bo->oa_config = i915_oa_config_get(oa_config);
1886         llist_add(&oa_bo->node, &stream->oa_config_bos);
1887
1888         return oa_bo;
1889
1890 err_oa_bo:
1891         i915_gem_object_put(obj);
1892 err_free:
1893         kfree(oa_bo);
1894         return ERR_PTR(err);
1895 }
1896
1897 static struct i915_vma *
1898 get_oa_vma(struct i915_perf_stream *stream, struct i915_oa_config *oa_config)
1899 {
1900         struct i915_oa_config_bo *oa_bo;
1901
1902         /*
1903          * Look for the buffer in the already allocated BOs attached
1904          * to the stream.
1905          */
1906         llist_for_each_entry(oa_bo, stream->oa_config_bos.first, node) {
1907                 if (oa_bo->oa_config == oa_config &&
1908                     memcmp(oa_bo->oa_config->uuid,
1909                            oa_config->uuid,
1910                            sizeof(oa_config->uuid)) == 0)
1911                         goto out;
1912         }
1913
1914         oa_bo = alloc_oa_config_buffer(stream, oa_config);
1915         if (IS_ERR(oa_bo))
1916                 return ERR_CAST(oa_bo);
1917
1918 out:
1919         return i915_vma_get(oa_bo->vma);
1920 }
1921
1922 static int
1923 emit_oa_config(struct i915_perf_stream *stream,
1924                struct i915_oa_config *oa_config,
1925                struct intel_context *ce,
1926                struct i915_active *active)
1927 {
1928         struct i915_request *rq;
1929         struct i915_vma *vma;
1930         int err;
1931
1932         vma = get_oa_vma(stream, oa_config);
1933         if (IS_ERR(vma))
1934                 return PTR_ERR(vma);
1935
1936         err = i915_vma_pin(vma, 0, 0, PIN_GLOBAL | PIN_HIGH);
1937         if (err)
1938                 goto err_vma_put;
1939
1940         intel_engine_pm_get(ce->engine);
1941         rq = i915_request_create(ce);
1942         intel_engine_pm_put(ce->engine);
1943         if (IS_ERR(rq)) {
1944                 err = PTR_ERR(rq);
1945                 goto err_vma_unpin;
1946         }
1947
1948         if (!IS_ERR_OR_NULL(active)) {
1949                 /* After all individual context modifications */
1950                 err = i915_request_await_active(rq, active,
1951                                                 I915_ACTIVE_AWAIT_ACTIVE);
1952                 if (err)
1953                         goto err_add_request;
1954
1955                 err = i915_active_add_request(active, rq);
1956                 if (err)
1957                         goto err_add_request;
1958         }
1959
1960         i915_vma_lock(vma);
1961         err = i915_request_await_object(rq, vma->obj, 0);
1962         if (!err)
1963                 err = i915_vma_move_to_active(vma, rq, 0);
1964         i915_vma_unlock(vma);
1965         if (err)
1966                 goto err_add_request;
1967
1968         err = rq->engine->emit_bb_start(rq,
1969                                         vma->node.start, 0,
1970                                         I915_DISPATCH_SECURE);
1971         if (err)
1972                 goto err_add_request;
1973
1974 err_add_request:
1975         i915_request_add(rq);
1976 err_vma_unpin:
1977         i915_vma_unpin(vma);
1978 err_vma_put:
1979         i915_vma_put(vma);
1980         return err;
1981 }
1982
1983 static struct intel_context *oa_context(struct i915_perf_stream *stream)
1984 {
1985         return stream->pinned_ctx ?: stream->engine->kernel_context;
1986 }
1987
1988 static int
1989 hsw_enable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream,
1990                       struct i915_active *active)
1991 {
1992         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1993
1994         /*
1995          * PRM:
1996          *
1997          * OA unit is using “crclk” for its functionality. When trunk
1998          * level clock gating takes place, OA clock would be gated,
1999          * unable to count the events from non-render clock domain.
2000          * Render clock gating must be disabled when OA is enabled to
2001          * count the events from non-render domain. Unit level clock
2002          * gating for RCS should also be disabled.
2003          */
2004         intel_uncore_rmw(uncore, GEN7_MISCCPCTL,
2005                          GEN7_DOP_CLOCK_GATE_ENABLE, 0);
2006         intel_uncore_rmw(uncore, GEN6_UCGCTL1,
2007                          0, GEN6_CSUNIT_CLOCK_GATE_DISABLE);
2008
2009         return emit_oa_config(stream,
2010                               stream->oa_config, oa_context(stream),
2011                               active);
2012 }
2013
2014 static void hsw_disable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2015 {
2016         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2017
2018         intel_uncore_rmw(uncore, GEN6_UCGCTL1,
2019                          GEN6_CSUNIT_CLOCK_GATE_DISABLE, 0);
2020         intel_uncore_rmw(uncore, GEN7_MISCCPCTL,
2021                          0, GEN7_DOP_CLOCK_GATE_ENABLE);
2022
2023         intel_uncore_rmw(uncore, GDT_CHICKEN_BITS, GT_NOA_ENABLE, 0);
2024 }
2025
2026 static u32 oa_config_flex_reg(const struct i915_oa_config *oa_config,
2027                               i915_reg_t reg)
2028 {
2029         u32 mmio = i915_mmio_reg_offset(reg);
2030         int i;
2031
2032         /*
2033          * This arbitrary default will select the 'EU FPU0 Pipeline
2034          * Active' event. In the future it's anticipated that there
2035          * will be an explicit 'No Event' we can select, but not yet...
2036          */
2037         if (!oa_config)
2038                 return 0;
2039
2040         for (i = 0; i < oa_config->flex_regs_len; i++) {
2041                 if (i915_mmio_reg_offset(oa_config->flex_regs[i].addr) == mmio)
2042                         return oa_config->flex_regs[i].value;
2043         }
2044
2045         return 0;
2046 }
2047 /*
2048  * NB: It must always remain pointer safe to run this even if the OA unit
2049  * has been disabled.
2050  *
2051  * It's fine to put out-of-date values into these per-context registers
2052  * in the case that the OA unit has been disabled.
2053  */
2054 static void
2055 gen8_update_reg_state_unlocked(const struct intel_context *ce,
2056                                const struct i915_perf_stream *stream)
2057 {
2058         u32 ctx_oactxctrl = stream->perf->ctx_oactxctrl_offset;
2059         u32 ctx_flexeu0 = stream->perf->ctx_flexeu0_offset;
2060         /* The MMIO offsets for Flex EU registers aren't contiguous */
2061         i915_reg_t flex_regs[] = {
2062                 EU_PERF_CNTL0,
2063                 EU_PERF_CNTL1,
2064                 EU_PERF_CNTL2,
2065                 EU_PERF_CNTL3,
2066                 EU_PERF_CNTL4,
2067                 EU_PERF_CNTL5,
2068                 EU_PERF_CNTL6,
2069         };
2070         u32 *reg_state = ce->lrc_reg_state;
2071         int i;
2072
2073         reg_state[ctx_oactxctrl + 1] =
2074                 (stream->period_exponent << GEN8_OA_TIMER_PERIOD_SHIFT) |
2075                 (stream->periodic ? GEN8_OA_TIMER_ENABLE : 0) |
2076                 GEN8_OA_COUNTER_RESUME;
2077
2078         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(flex_regs); i++)
2079                 reg_state[ctx_flexeu0 + i * 2 + 1] =
2080                         oa_config_flex_reg(stream->oa_config, flex_regs[i]);
2081 }
2082
2083 struct flex {
2084         i915_reg_t reg;
2085         u32 offset;
2086         u32 value;
2087 };
2088
2089 static int
2090 gen8_store_flex(struct i915_request *rq,
2091                 struct intel_context *ce,
2092                 const struct flex *flex, unsigned int count)
2093 {
2094         u32 offset;
2095         u32 *cs;
2096
2097         cs = intel_ring_begin(rq, 4 * count);
2098         if (IS_ERR(cs))
2099                 return PTR_ERR(cs);
2100
2101         offset = i915_ggtt_offset(ce->state) + LRC_STATE_PN * PAGE_SIZE;
2102         do {
2103                 *cs++ = MI_STORE_DWORD_IMM_GEN4 | MI_USE_GGTT;
2104                 *cs++ = offset + flex->offset * sizeof(u32);
2105                 *cs++ = 0;
2106                 *cs++ = flex->value;
2107         } while (flex++, --count);
2108
2109         intel_ring_advance(rq, cs);
2110
2111         return 0;
2112 }
2113
2114 static int
2115 gen8_load_flex(struct i915_request *rq,
2116                struct intel_context *ce,
2117                const struct flex *flex, unsigned int count)
2118 {
2119         u32 *cs;
2120
2121         GEM_BUG_ON(!count || count > 63);
2122
2123         cs = intel_ring_begin(rq, 2 * count + 2);
2124         if (IS_ERR(cs))
2125                 return PTR_ERR(cs);
2126
2127         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(count);
2128         do {
2129                 *cs++ = i915_mmio_reg_offset(flex->reg);
2130                 *cs++ = flex->value;
2131         } while (flex++, --count);
2132         *cs++ = MI_NOOP;
2133
2134         intel_ring_advance(rq, cs);
2135
2136         return 0;
2137 }
2138
2139 static int gen8_modify_context(struct intel_context *ce,
2140                                const struct flex *flex, unsigned int count)
2141 {
2142         struct i915_request *rq;
2143         int err;
2144
2145         rq = intel_engine_create_kernel_request(ce->engine);
2146         if (IS_ERR(rq))
2147                 return PTR_ERR(rq);
2148
2149         /* Serialise with the remote context */
2150         err = intel_context_prepare_remote_request(ce, rq);
2151         if (err == 0)
2152                 err = gen8_store_flex(rq, ce, flex, count);
2153
2154         i915_request_add(rq);
2155         return err;
2156 }
2157
2158 static int
2159 gen8_modify_self(struct intel_context *ce,
2160                  const struct flex *flex, unsigned int count,
2161                  struct i915_active *active)
2162 {
2163         struct i915_request *rq;
2164         int err;
2165
2166         intel_engine_pm_get(ce->engine);
2167         rq = i915_request_create(ce);
2168         intel_engine_pm_put(ce->engine);
2169         if (IS_ERR(rq))
2170                 return PTR_ERR(rq);
2171
2172         if (!IS_ERR_OR_NULL(active)) {
2173                 err = i915_active_add_request(active, rq);
2174                 if (err)
2175                         goto err_add_request;
2176         }
2177
2178         err = gen8_load_flex(rq, ce, flex, count);
2179         if (err)
2180                 goto err_add_request;
2181
2182 err_add_request:
2183         i915_request_add(rq);
2184         return err;
2185 }
2186
2187 static int gen8_configure_context(struct i915_gem_context *ctx,
2188                                   struct flex *flex, unsigned int count)
2189 {
2190         struct i915_gem_engines_iter it;
2191         struct intel_context *ce;
2192         int err = 0;
2193
2194         for_each_gem_engine(ce, i915_gem_context_lock_engines(ctx), it) {
2195                 GEM_BUG_ON(ce == ce->engine->kernel_context);
2196
2197                 if (ce->engine->class != RENDER_CLASS)
2198                         continue;
2199
2200                 /* Otherwise OA settings will be set upon first use */
2201                 if (!intel_context_pin_if_active(ce))
2202                         continue;
2203
2204                 flex->value = intel_sseu_make_rpcs(ctx->i915, &ce->sseu);
2205                 err = gen8_modify_context(ce, flex, count);
2206
2207                 intel_context_unpin(ce);
2208                 if (err)
2209                         break;
2210         }
2211         i915_gem_context_unlock_engines(ctx);
2212
2213         return err;
2214 }
2215
2216 static int gen12_configure_oar_context(struct i915_perf_stream *stream,
2217                                        struct i915_active *active)
2218 {
2219         int err;
2220         struct intel_context *ce = stream->pinned_ctx;
2221         u32 format = stream->oa_buffer.format;
2222         struct flex regs_context[] = {
2223                 {
2224                         GEN8_OACTXCONTROL,
2225                         stream->perf->ctx_oactxctrl_offset + 1,
2226                         active ? GEN8_OA_COUNTER_RESUME : 0,
2227                 },
2228         };
2229         /* Offsets in regs_lri are not used since this configuration is only
2230          * applied using LRI. Initialize the correct offsets for posterity.
2231          */
2232 #define GEN12_OAR_OACONTROL_OFFSET 0x5B0
2233         struct flex regs_lri[] = {
2234                 {
2235                         GEN12_OAR_OACONTROL,
2236                         GEN12_OAR_OACONTROL_OFFSET + 1,
2237                         (format << GEN12_OAR_OACONTROL_COUNTER_FORMAT_SHIFT) |
2238                         (active ? GEN12_OAR_OACONTROL_COUNTER_ENABLE : 0)
2239                 },
2240                 {
2241                         RING_CONTEXT_CONTROL(ce->engine->mmio_base),
2242                         CTX_CONTEXT_CONTROL,
2243                         _MASKED_FIELD(GEN12_CTX_CTRL_OAR_CONTEXT_ENABLE,
2244                                       active ?
2245                                       GEN12_CTX_CTRL_OAR_CONTEXT_ENABLE :
2246                                       0)
2247                 },
2248         };
2249
2250         /* Modify the context image of pinned context with regs_context*/
2251         err = intel_context_lock_pinned(ce);
2252         if (err)
2253                 return err;
2254
2255         err = gen8_modify_context(ce, regs_context, ARRAY_SIZE(regs_context));
2256         intel_context_unlock_pinned(ce);
2257         if (err)
2258                 return err;
2259
2260         /* Apply regs_lri using LRI with pinned context */
2261         return gen8_modify_self(ce, regs_lri, ARRAY_SIZE(regs_lri), active);
2262 }
2263
2264 /*
2265  * Manages updating the per-context aspects of the OA stream
2266  * configuration across all contexts.
2267  *
2268  * The awkward consideration here is that OACTXCONTROL controls the
2269  * exponent for periodic sampling which is primarily used for system
2270  * wide profiling where we'd like a consistent sampling period even in
2271  * the face of context switches.
2272  *
2273  * Our approach of updating the register state context (as opposed to
2274  * say using a workaround batch buffer) ensures that the hardware
2275  * won't automatically reload an out-of-date timer exponent even
2276  * transiently before a WA BB could be parsed.
2277  *
2278  * This function needs to:
2279  * - Ensure the currently running context's per-context OA state is
2280  *   updated
2281  * - Ensure that all existing contexts will have the correct per-context
2282  *   OA state if they are scheduled for use.
2283  * - Ensure any new contexts will be initialized with the correct
2284  *   per-context OA state.
2285  *
2286  * Note: it's only the RCS/Render context that has any OA state.
2287  * Note: the first flex register passed must always be R_PWR_CLK_STATE
2288  */
2289 static int
2290 oa_configure_all_contexts(struct i915_perf_stream *stream,
2291                           struct flex *regs,
2292                           size_t num_regs,
2293                           struct i915_active *active)
2294 {
2295         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
2296         struct intel_engine_cs *engine;
2297         struct i915_gem_context *ctx, *cn;
2298         int err;
2299
2300         lockdep_assert_held(&stream->perf->lock);
2301
2302         /*
2303          * The OA register config is setup through the context image. This image
2304          * might be written to by the GPU on context switch (in particular on
2305          * lite-restore). This means we can't safely update a context's image,
2306          * if this context is scheduled/submitted to run on the GPU.
2307          *
2308          * We could emit the OA register config through the batch buffer but
2309          * this might leave small interval of time where the OA unit is
2310          * configured at an invalid sampling period.
2311          *
2312          * Note that since we emit all requests from a single ring, there
2313          * is still an implicit global barrier here that may cause a high
2314          * priority context to wait for an otherwise independent low priority
2315          * context. Contexts idle at the time of reconfiguration are not
2316          * trapped behind the barrier.
2317          */
2318         spin_lock(&i915->gem.contexts.lock);
2319         list_for_each_entry_safe(ctx, cn, &i915->gem.contexts.list, link) {
2320                 if (!kref_get_unless_zero(&ctx->ref))
2321                         continue;
2322
2323                 spin_unlock(&i915->gem.contexts.lock);
2324
2325                 err = gen8_configure_context(ctx, regs, num_regs);
2326                 if (err) {
2327                         i915_gem_context_put(ctx);
2328                         return err;
2329                 }
2330
2331                 spin_lock(&i915->gem.contexts.lock);
2332                 list_safe_reset_next(ctx, cn, link);
2333                 i915_gem_context_put(ctx);
2334         }
2335         spin_unlock(&i915->gem.contexts.lock);
2336
2337         /*
2338          * After updating all other contexts, we need to modify ourselves.
2339          * If we don't modify the kernel_context, we do not get events while
2340          * idle.
2341          */
2342         for_each_uabi_engine(engine, i915) {
2343                 struct intel_context *ce = engine->kernel_context;
2344
2345                 if (engine->class != RENDER_CLASS)
2346                         continue;
2347
2348                 regs[0].value = intel_sseu_make_rpcs(i915, &ce->sseu);
2349
2350                 err = gen8_modify_self(ce, regs, num_regs, active);
2351                 if (err)
2352                         return err;
2353         }
2354
2355         return 0;
2356 }
2357
2358 static int
2359 gen12_configure_all_contexts(struct i915_perf_stream *stream,
2360                              const struct i915_oa_config *oa_config,
2361                              struct i915_active *active)
2362 {
2363         struct flex regs[] = {
2364                 {
2365                         GEN8_R_PWR_CLK_STATE,
2366                         CTX_R_PWR_CLK_STATE,
2367                 },
2368         };
2369
2370         return oa_configure_all_contexts(stream,
2371                                          regs, ARRAY_SIZE(regs),
2372                                          active);
2373 }
2374
2375 static int
2376 lrc_configure_all_contexts(struct i915_perf_stream *stream,
2377                            const struct i915_oa_config *oa_config,
2378                            struct i915_active *active)
2379 {
2380         /* The MMIO offsets for Flex EU registers aren't contiguous */
2381         const u32 ctx_flexeu0 = stream->perf->ctx_flexeu0_offset;
2382 #define ctx_flexeuN(N) (ctx_flexeu0 + 2 * (N) + 1)
2383         struct flex regs[] = {
2384                 {
2385                         GEN8_R_PWR_CLK_STATE,
2386                         CTX_R_PWR_CLK_STATE,
2387                 },
2388                 {
2389                         GEN8_OACTXCONTROL,
2390                         stream->perf->ctx_oactxctrl_offset + 1,
2391                 },
2392                 { EU_PERF_CNTL0, ctx_flexeuN(0) },
2393                 { EU_PERF_CNTL1, ctx_flexeuN(1) },
2394                 { EU_PERF_CNTL2, ctx_flexeuN(2) },
2395                 { EU_PERF_CNTL3, ctx_flexeuN(3) },
2396                 { EU_PERF_CNTL4, ctx_flexeuN(4) },
2397                 { EU_PERF_CNTL5, ctx_flexeuN(5) },
2398                 { EU_PERF_CNTL6, ctx_flexeuN(6) },
2399         };
2400 #undef ctx_flexeuN
2401         int i;
2402
2403         regs[1].value =
2404                 (stream->period_exponent << GEN8_OA_TIMER_PERIOD_SHIFT) |
2405                 (stream->periodic ? GEN8_OA_TIMER_ENABLE : 0) |
2406                 GEN8_OA_COUNTER_RESUME;
2407
2408         for (i = 2; i < ARRAY_SIZE(regs); i++)
2409                 regs[i].value = oa_config_flex_reg(oa_config, regs[i].reg);
2410
2411         return oa_configure_all_contexts(stream,
2412                                          regs, ARRAY_SIZE(regs),
2413                                          active);
2414 }
2415
2416 static int
2417 gen8_enable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream,
2418                        struct i915_active *active)
2419 {
2420         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2421         struct i915_oa_config *oa_config = stream->oa_config;
2422         int ret;
2423
2424         /*
2425          * We disable slice/unslice clock ratio change reports on SKL since
2426          * they are too noisy. The HW generates a lot of redundant reports
2427          * where the ratio hasn't really changed causing a lot of redundant
2428          * work to processes and increasing the chances we'll hit buffer
2429          * overruns.
2430          *
2431          * Although we don't currently use the 'disable overrun' OABUFFER
2432          * feature it's worth noting that clock ratio reports have to be
2433          * disabled before considering to use that feature since the HW doesn't
2434          * correctly block these reports.
2435          *
2436          * Currently none of the high-level metrics we have depend on knowing
2437          * this ratio to normalize.
2438          *
2439          * Note: This register is not power context saved and restored, but
2440          * that's OK considering that we disable RC6 while the OA unit is
2441          * enabled.
2442          *
2443          * The _INCLUDE_CLK_RATIO bit allows the slice/unslice frequency to
2444          * be read back from automatically triggered reports, as part of the
2445          * RPT_ID field.
2446          */
2447         if (IS_GEN_RANGE(stream->perf->i915, 9, 11)) {
2448                 intel_uncore_write(uncore, GEN8_OA_DEBUG,
2449                                    _MASKED_BIT_ENABLE(GEN9_OA_DEBUG_DISABLE_CLK_RATIO_REPORTS |
2450                                                       GEN9_OA_DEBUG_INCLUDE_CLK_RATIO));
2451         }
2452
2453         /*
2454          * Update all contexts prior writing the mux configurations as we need
2455          * to make sure all slices/subslices are ON before writing to NOA
2456          * registers.
2457          */
2458         ret = lrc_configure_all_contexts(stream, oa_config, active);
2459         if (ret)
2460                 return ret;
2461
2462         return emit_oa_config(stream,
2463                               stream->oa_config, oa_context(stream),
2464                               active);
2465 }
2466
2467 static u32 oag_report_ctx_switches(const struct i915_perf_stream *stream)
2468 {
2469         return _MASKED_FIELD(GEN12_OAG_OA_DEBUG_DISABLE_CTX_SWITCH_REPORTS,
2470                              (stream->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT) ?
2471                              0 : GEN12_OAG_OA_DEBUG_DISABLE_CTX_SWITCH_REPORTS);
2472 }
2473
2474 static int
2475 gen12_enable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream,
2476                         struct i915_active *active)
2477 {
2478         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2479         struct i915_oa_config *oa_config = stream->oa_config;
2480         bool periodic = stream->periodic;
2481         u32 period_exponent = stream->period_exponent;
2482         int ret;
2483
2484         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OA_DEBUG,
2485                            /* Disable clk ratio reports, like previous Gens. */
2486                            _MASKED_BIT_ENABLE(GEN12_OAG_OA_DEBUG_DISABLE_CLK_RATIO_REPORTS |
2487                                               GEN12_OAG_OA_DEBUG_INCLUDE_CLK_RATIO) |
2488                            /*
2489                             * If the user didn't require OA reports, instruct
2490                             * the hardware not to emit ctx switch reports.
2491                             */
2492                            oag_report_ctx_switches(stream));
2493
2494         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL, periodic ?
2495                            (GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL_COUNTER_RESUME |
2496                             GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL_TIMER_ENABLE |
2497                             (period_exponent << GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL_TIMER_PERIOD_SHIFT))
2498                             : 0);
2499
2500         /*
2501          * Update all contexts prior writing the mux configurations as we need
2502          * to make sure all slices/subslices are ON before writing to NOA
2503          * registers.
2504          */
2505         ret = gen12_configure_all_contexts(stream, oa_config, active);
2506         if (ret)
2507                 return ret;
2508
2509         /*
2510          * For Gen12, performance counters are context
2511          * saved/restored. Only enable it for the context that
2512          * requested this.
2513          */
2514         if (stream->ctx) {
2515                 ret = gen12_configure_oar_context(stream, active);
2516                 if (ret)
2517                         return ret;
2518         }
2519
2520         return emit_oa_config(stream,
2521                               stream->oa_config, oa_context(stream),
2522                               active);
2523 }
2524
2525 static void gen8_disable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2526 {
2527         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2528
2529         /* Reset all contexts' slices/subslices configurations. */
2530         lrc_configure_all_contexts(stream, NULL, NULL);
2531
2532         intel_uncore_rmw(uncore, GDT_CHICKEN_BITS, GT_NOA_ENABLE, 0);
2533 }
2534
2535 static void gen10_disable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2536 {
2537         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2538
2539         /* Reset all contexts' slices/subslices configurations. */
2540         lrc_configure_all_contexts(stream, NULL, NULL);
2541
2542         /* Make sure we disable noa to save power. */
2543         intel_uncore_rmw(uncore, RPM_CONFIG1, GEN10_GT_NOA_ENABLE, 0);
2544 }
2545
2546 static void gen12_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         gen12_configure_all_contexts(stream, NULL, NULL);
2552
2553         /* disable the context save/restore or OAR counters */
2554         if (stream->ctx)
2555                 gen12_configure_oar_context(stream, NULL);
2556
2557         /* Make sure we disable noa to save power. */
2558         intel_uncore_rmw(uncore, RPM_CONFIG1, GEN10_GT_NOA_ENABLE, 0);
2559 }
2560
2561 static void gen7_oa_enable(struct i915_perf_stream *stream)
2562 {
2563         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2564         struct i915_gem_context *ctx = stream->ctx;
2565         u32 ctx_id = stream->specific_ctx_id;
2566         bool periodic = stream->periodic;
2567         u32 period_exponent = stream->period_exponent;
2568         u32 report_format = stream->oa_buffer.format;
2569
2570         /*
2571          * Reset buf pointers so we don't forward reports from before now.
2572          *
2573          * Think carefully if considering trying to avoid this, since it
2574          * also ensures status flags and the buffer itself are cleared
2575          * in error paths, and we have checks for invalid reports based
2576          * on the assumption that certain fields are written to zeroed
2577          * memory which this helps maintains.
2578          */
2579         gen7_init_oa_buffer(stream);
2580
2581         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OACONTROL,
2582                            (ctx_id & GEN7_OACONTROL_CTX_MASK) |
2583                            (period_exponent <<
2584                             GEN7_OACONTROL_TIMER_PERIOD_SHIFT) |
2585                            (periodic ? GEN7_OACONTROL_TIMER_ENABLE : 0) |
2586                            (report_format << GEN7_OACONTROL_FORMAT_SHIFT) |
2587                            (ctx ? GEN7_OACONTROL_PER_CTX_ENABLE : 0) |
2588                            GEN7_OACONTROL_ENABLE);
2589 }
2590
2591 static void gen8_oa_enable(struct i915_perf_stream *stream)
2592 {
2593         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2594         u32 report_format = stream->oa_buffer.format;
2595
2596         /*
2597          * Reset buf pointers so we don't forward reports from before now.
2598          *
2599          * Think carefully if considering trying to avoid this, since it
2600          * also ensures status flags and the buffer itself are cleared
2601          * in error paths, and we have checks for invalid reports based
2602          * on the assumption that certain fields are written to zeroed
2603          * memory which this helps maintains.
2604          */
2605         gen8_init_oa_buffer(stream);
2606
2607         /*
2608          * Note: we don't rely on the hardware to perform single context
2609          * filtering and instead filter on the cpu based on the context-id
2610          * field of reports
2611          */
2612         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OACONTROL,
2613                            (report_format << GEN8_OA_REPORT_FORMAT_SHIFT) |
2614                            GEN8_OA_COUNTER_ENABLE);
2615 }
2616
2617 static void gen12_oa_enable(struct i915_perf_stream *stream)
2618 {
2619         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2620         u32 report_format = stream->oa_buffer.format;
2621
2622         /*
2623          * If we don't want OA reports from the OA buffer, then we don't even
2624          * need to program the OAG unit.
2625          */
2626         if (!(stream->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT))
2627                 return;
2628
2629         gen12_init_oa_buffer(stream);
2630
2631         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OACONTROL,
2632                            (report_format << GEN12_OAG_OACONTROL_OA_COUNTER_FORMAT_SHIFT) |
2633                            GEN12_OAG_OACONTROL_OA_COUNTER_ENABLE);
2634 }
2635
2636 /**
2637  * i915_oa_stream_enable - handle `I915_PERF_IOCTL_ENABLE` for OA stream
2638  * @stream: An i915 perf stream opened for OA metrics
2639  *
2640  * [Re]enables hardware periodic sampling according to the period configured
2641  * when opening the stream. This also starts a hrtimer that will periodically
2642  * check for data in the circular OA buffer for notifying userspace (e.g.
2643  * during a read() or poll()).
2644  */
2645 static void i915_oa_stream_enable(struct i915_perf_stream *stream)
2646 {
2647         stream->pollin = false;
2648
2649         stream->perf->ops.oa_enable(stream);
2650
2651         if (stream->periodic)
2652                 hrtimer_start(&stream->poll_check_timer,
2653                               ns_to_ktime(stream->poll_oa_period),
2654                               HRTIMER_MODE_REL_PINNED);
2655 }
2656
2657 static void gen7_oa_disable(struct i915_perf_stream *stream)
2658 {
2659         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2660
2661         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OACONTROL, 0);
2662         if (intel_wait_for_register(uncore,
2663                                     GEN7_OACONTROL, GEN7_OACONTROL_ENABLE, 0,
2664                                     50))
2665                 drm_err(&stream->perf->i915->drm,
2666                         "wait for OA to be disabled timed out\n");
2667 }
2668
2669 static void gen8_oa_disable(struct i915_perf_stream *stream)
2670 {
2671         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2672
2673         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OACONTROL, 0);
2674         if (intel_wait_for_register(uncore,
2675                                     GEN8_OACONTROL, GEN8_OA_COUNTER_ENABLE, 0,
2676                                     50))
2677                 drm_err(&stream->perf->i915->drm,
2678                         "wait for OA to be disabled timed out\n");
2679 }
2680
2681 static void gen12_oa_disable(struct i915_perf_stream *stream)
2682 {
2683         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2684
2685         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OACONTROL, 0);
2686         if (intel_wait_for_register(uncore,
2687                                     GEN12_OAG_OACONTROL,
2688                                     GEN12_OAG_OACONTROL_OA_COUNTER_ENABLE, 0,
2689                                     50))
2690                 drm_err(&stream->perf->i915->drm,
2691                         "wait for OA to be disabled timed out\n");
2692
2693         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OA_TLB_INV_CR, 1);
2694         if (intel_wait_for_register(uncore,
2695                                     GEN12_OA_TLB_INV_CR,
2696                                     1, 0,
2697                                     50))
2698                 drm_err(&stream->perf->i915->drm,
2699                         "wait for OA tlb invalidate timed out\n");
2700 }
2701
2702 /**
2703  * i915_oa_stream_disable - handle `I915_PERF_IOCTL_DISABLE` for OA stream
2704  * @stream: An i915 perf stream opened for OA metrics
2705  *
2706  * Stops the OA unit from periodically writing counter reports into the
2707  * circular OA buffer. This also stops the hrtimer that periodically checks for
2708  * data in the circular OA buffer, for notifying userspace.
2709  */
2710 static void i915_oa_stream_disable(struct i915_perf_stream *stream)
2711 {
2712         stream->perf->ops.oa_disable(stream);
2713
2714         if (stream->periodic)
2715                 hrtimer_cancel(&stream->poll_check_timer);
2716 }
2717
2718 static const struct i915_perf_stream_ops i915_oa_stream_ops = {
2719         .destroy = i915_oa_stream_destroy,
2720         .enable = i915_oa_stream_enable,
2721         .disable = i915_oa_stream_disable,
2722         .wait_unlocked = i915_oa_wait_unlocked,
2723         .poll_wait = i915_oa_poll_wait,
2724         .read = i915_oa_read,
2725 };
2726
2727 static int i915_perf_stream_enable_sync(struct i915_perf_stream *stream)
2728 {
2729         struct i915_active *active;
2730         int err;
2731
2732         active = i915_active_create();
2733         if (!active)
2734                 return -ENOMEM;
2735
2736         err = stream->perf->ops.enable_metric_set(stream, active);
2737         if (err == 0)
2738                 __i915_active_wait(active, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
2739
2740         i915_active_put(active);
2741         return err;
2742 }
2743
2744 static void
2745 get_default_sseu_config(struct intel_sseu *out_sseu,
2746                         struct intel_engine_cs *engine)
2747 {
2748         const struct sseu_dev_info *devinfo_sseu =
2749                 &RUNTIME_INFO(engine->i915)->sseu;
2750
2751         *out_sseu = intel_sseu_from_device_info(devinfo_sseu);
2752
2753         if (IS_GEN(engine->i915, 11)) {
2754                 /*
2755                  * We only need subslice count so it doesn't matter which ones
2756                  * we select - just turn off low bits in the amount of half of
2757                  * all available subslices per slice.
2758                  */
2759                 out_sseu->subslice_mask =
2760                         ~(~0 << (hweight8(out_sseu->subslice_mask) / 2));
2761                 out_sseu->slice_mask = 0x1;
2762         }
2763 }
2764
2765 static int
2766 get_sseu_config(struct intel_sseu *out_sseu,
2767                 struct intel_engine_cs *engine,
2768                 const struct drm_i915_gem_context_param_sseu *drm_sseu)
2769 {
2770         if (drm_sseu->engine.engine_class != engine->uabi_class ||
2771             drm_sseu->engine.engine_instance != engine->uabi_instance)
2772                 return -EINVAL;
2773
2774         return i915_gem_user_to_context_sseu(engine->i915, drm_sseu, out_sseu);
2775 }
2776
2777 /**
2778  * i915_oa_stream_init - validate combined props for OA stream and init
2779  * @stream: An i915 perf stream
2780  * @param: The open parameters passed to `DRM_I915_PERF_OPEN`
2781  * @props: The property state that configures stream (individually validated)
2782  *
2783  * While read_properties_unlocked() validates properties in isolation it
2784  * doesn't ensure that the combination necessarily makes sense.
2785  *
2786  * At this point it has been determined that userspace wants a stream of
2787  * OA metrics, but still we need to further validate the combined
2788  * properties are OK.
2789  *
2790  * If the configuration makes sense then we can allocate memory for
2791  * a circular OA buffer and apply the requested metric set configuration.
2792  *
2793  * Returns: zero on success or a negative error code.
2794  */
2795 static int i915_oa_stream_init(struct i915_perf_stream *stream,
2796                                struct drm_i915_perf_open_param *param,
2797                                struct perf_open_properties *props)
2798 {
2799         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
2800         struct i915_perf *perf = stream->perf;
2801         int format_size;
2802         int ret;
2803
2804         if (!props->engine) {
2805                 DRM_DEBUG("OA engine not specified\n");
2806                 return -EINVAL;
2807         }
2808
2809         /*
2810          * If the sysfs metrics/ directory wasn't registered for some
2811          * reason then don't let userspace try their luck with config
2812          * IDs
2813          */
2814         if (!perf->metrics_kobj) {
2815                 DRM_DEBUG("OA metrics weren't advertised via sysfs\n");
2816                 return -EINVAL;
2817         }
2818
2819         if (!(props->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT) &&
2820             (INTEL_GEN(perf->i915) < 12 || !stream->ctx)) {
2821                 DRM_DEBUG("Only OA report sampling supported\n");
2822                 return -EINVAL;
2823         }
2824
2825         if (!perf->ops.enable_metric_set) {
2826                 DRM_DEBUG("OA unit not supported\n");
2827                 return -ENODEV;
2828         }
2829
2830         /*
2831          * To avoid the complexity of having to accurately filter
2832          * counter reports and marshal to the appropriate client
2833          * we currently only allow exclusive access
2834          */
2835         if (perf->exclusive_stream) {
2836                 DRM_DEBUG("OA unit already in use\n");
2837                 return -EBUSY;
2838         }
2839
2840         if (!props->oa_format) {
2841                 DRM_DEBUG("OA report format not specified\n");
2842                 return -EINVAL;
2843         }
2844
2845         stream->engine = props->engine;
2846         stream->uncore = stream->engine->gt->uncore;
2847
2848         stream->sample_size = sizeof(struct drm_i915_perf_record_header);
2849
2850         format_size = perf->oa_formats[props->oa_format].size;
2851
2852         stream->sample_flags = props->sample_flags;
2853         stream->sample_size += format_size;
2854
2855         stream->oa_buffer.format_size = format_size;
2856         if (drm_WARN_ON(&i915->drm, stream->oa_buffer.format_size == 0))
2857                 return -EINVAL;
2858
2859         stream->hold_preemption = props->hold_preemption;
2860
2861         stream->oa_buffer.format =
2862                 perf->oa_formats[props->oa_format].format;
2863
2864         stream->periodic = props->oa_periodic;
2865         if (stream->periodic)
2866                 stream->period_exponent = props->oa_period_exponent;
2867
2868         if (stream->ctx) {
2869                 ret = oa_get_render_ctx_id(stream);
2870                 if (ret) {
2871                         DRM_DEBUG("Invalid context id to filter with\n");
2872                         return ret;
2873                 }
2874         }
2875
2876         ret = alloc_noa_wait(stream);
2877         if (ret) {
2878                 DRM_DEBUG("Unable to allocate NOA wait batch buffer\n");
2879                 goto err_noa_wait_alloc;
2880         }
2881
2882         stream->oa_config = i915_perf_get_oa_config(perf, props->metrics_set);
2883         if (!stream->oa_config) {
2884                 DRM_DEBUG("Invalid OA config id=%i\n", props->metrics_set);
2885                 ret = -EINVAL;
2886                 goto err_config;
2887         }
2888
2889         /* PRM - observability performance counters:
2890          *
2891          *   OACONTROL, performance counter enable, note:
2892          *
2893          *   "When this bit is set, in order to have coherent counts,
2894          *   RC6 power state and trunk clock gating must be disabled.
2895          *   This can be achieved by programming MMIO registers as
2896          *   0xA094=0 and 0xA090[31]=1"
2897          *
2898          *   In our case we are expecting that taking pm + FORCEWAKE
2899          *   references will effectively disable RC6.
2900          */
2901         intel_engine_pm_get(stream->engine);
2902         intel_uncore_forcewake_get(stream->uncore, FORCEWAKE_ALL);
2903
2904         ret = alloc_oa_buffer(stream);
2905         if (ret)
2906                 goto err_oa_buf_alloc;
2907
2908         stream->ops = &i915_oa_stream_ops;
2909
2910         perf->sseu = props->sseu;
2911         WRITE_ONCE(perf->exclusive_stream, stream);
2912
2913         ret = i915_perf_stream_enable_sync(stream);
2914         if (ret) {
2915                 DRM_DEBUG("Unable to enable metric set\n");
2916                 goto err_enable;
2917         }
2918
2919         DRM_DEBUG("opening stream oa config uuid=%s\n",
2920                   stream->oa_config->uuid);
2921
2922         hrtimer_init(&stream->poll_check_timer,
2923                      CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
2924         stream->poll_check_timer.function = oa_poll_check_timer_cb;
2925         init_waitqueue_head(&stream->poll_wq);
2926         spin_lock_init(&stream->oa_buffer.ptr_lock);
2927
2928         return 0;
2929
2930 err_enable:
2931         WRITE_ONCE(perf->exclusive_stream, NULL);
2932         perf->ops.disable_metric_set(stream);
2933
2934         free_oa_buffer(stream);
2935
2936 err_oa_buf_alloc:
2937         free_oa_configs(stream);
2938
2939         intel_uncore_forcewake_put(stream->uncore, FORCEWAKE_ALL);
2940         intel_engine_pm_put(stream->engine);
2941
2942 err_config:
2943         free_noa_wait(stream);
2944
2945 err_noa_wait_alloc:
2946         if (stream->ctx)
2947                 oa_put_render_ctx_id(stream);
2948
2949         return ret;
2950 }
2951
2952 void i915_oa_init_reg_state(const struct intel_context *ce,
2953                             const struct intel_engine_cs *engine)
2954 {
2955         struct i915_perf_stream *stream;
2956
2957         if (engine->class != RENDER_CLASS)
2958                 return;
2959
2960         /* perf.exclusive_stream serialised by lrc_configure_all_contexts() */
2961         stream = READ_ONCE(engine->i915->perf.exclusive_stream);
2962         if (stream && INTEL_GEN(stream->perf->i915) < 12)
2963                 gen8_update_reg_state_unlocked(ce, stream);
2964 }
2965
2966 /**
2967  * i915_perf_read - handles read() FOP for i915 perf stream FDs
2968  * @file: An i915 perf stream file
2969  * @buf: destination buffer given by userspace
2970  * @count: the number of bytes userspace wants to read
2971  * @ppos: (inout) file seek position (unused)
2972  *
2973  * The entry point for handling a read() on a stream file descriptor from
2974  * userspace. Most of the work is left to the i915_perf_read_locked() and
2975  * &i915_perf_stream_ops->read but to save having stream implementations (of
2976  * which we might have multiple later) we handle blocking read here.
2977  *
2978  * We can also consistently treat trying to read from a disabled stream
2979  * as an IO error so implementations can assume the stream is enabled
2980  * while reading.
2981  *
2982  * Returns: The number of bytes copied or a negative error code on failure.
2983  */
2984 static ssize_t i915_perf_read(struct file *file,
2985                               char __user *buf,
2986                               size_t count,
2987                               loff_t *ppos)
2988 {
2989         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
2990         struct i915_perf *perf = stream->perf;
2991         size_t offset = 0;
2992         int ret;
2993
2994         /* To ensure it's handled consistently we simply treat all reads of a
2995          * disabled stream as an error. In particular it might otherwise lead
2996          * to a deadlock for blocking file descriptors...
2997          */
2998         if (!stream->enabled)
2999                 return -EIO;
3000
3001         if (!(file->f_flags & O_NONBLOCK)) {
3002                 /* There's the small chance of false positives from
3003                  * stream->ops->wait_unlocked.
3004                  *
3005                  * E.g. with single context filtering since we only wait until
3006                  * oabuffer has >= 1 report we don't immediately know whether
3007                  * any reports really belong to the current context
3008                  */
3009                 do {
3010                         ret = stream->ops->wait_unlocked(stream);
3011                         if (ret)
3012                                 return ret;
3013
3014                         mutex_lock(&perf->lock);
3015                         ret = stream->ops->read(stream, buf, count, &offset);
3016                         mutex_unlock(&perf->lock);
3017                 } while (!offset && !ret);
3018         } else {
3019                 mutex_lock(&perf->lock);
3020                 ret = stream->ops->read(stream, buf, count, &offset);
3021                 mutex_unlock(&perf->lock);
3022         }
3023
3024         /* We allow the poll checking to sometimes report false positive EPOLLIN
3025          * events where we might actually report EAGAIN on read() if there's
3026          * not really any data available. In this situation though we don't
3027          * want to enter a busy loop between poll() reporting a EPOLLIN event
3028          * and read() returning -EAGAIN. Clearing the oa.pollin state here
3029          * effectively ensures we back off until the next hrtimer callback
3030          * before reporting another EPOLLIN event.
3031          * The exception to this is if ops->read() returned -ENOSPC which means
3032          * that more OA data is available than could fit in the user provided
3033          * buffer. In this case we want the next poll() call to not block.
3034          */
3035         if (ret != -ENOSPC)
3036                 stream->pollin = false;
3037
3038         /* Possible values for ret are 0, -EFAULT, -ENOSPC, -EIO, ... */
3039         return offset ?: (ret ?: -EAGAIN);
3040 }
3041
3042 static enum hrtimer_restart oa_poll_check_timer_cb(struct hrtimer *hrtimer)
3043 {
3044         struct i915_perf_stream *stream =
3045                 container_of(hrtimer, typeof(*stream), poll_check_timer);
3046
3047         if (oa_buffer_check_unlocked(stream)) {
3048                 stream->pollin = true;
3049                 wake_up(&stream->poll_wq);
3050         }
3051
3052         hrtimer_forward_now(hrtimer,
3053                             ns_to_ktime(stream->poll_oa_period));
3054
3055         return HRTIMER_RESTART;
3056 }
3057
3058 /**
3059  * i915_perf_poll_locked - poll_wait() with a suitable wait queue for stream
3060  * @stream: An i915 perf stream
3061  * @file: An i915 perf stream file
3062  * @wait: poll() state table
3063  *
3064  * For handling userspace polling on an i915 perf stream, this calls through to
3065  * &i915_perf_stream_ops->poll_wait to call poll_wait() with a wait queue that
3066  * will be woken for new stream data.
3067  *
3068  * Note: The &perf->lock mutex has been taken to serialize
3069  * with any non-file-operation driver hooks.
3070  *
3071  * Returns: any poll events that are ready without sleeping
3072  */
3073 static __poll_t i915_perf_poll_locked(struct i915_perf_stream *stream,
3074                                       struct file *file,
3075                                       poll_table *wait)
3076 {
3077         __poll_t events = 0;
3078
3079         stream->ops->poll_wait(stream, file, wait);
3080
3081         /* Note: we don't explicitly check whether there's something to read
3082          * here since this path may be very hot depending on what else
3083          * userspace is polling, or on the timeout in use. We rely solely on
3084          * the hrtimer/oa_poll_check_timer_cb to notify us when there are
3085          * samples to read.
3086          */
3087         if (stream->pollin)
3088                 events |= EPOLLIN;
3089
3090         return events;
3091 }
3092
3093 /**
3094  * i915_perf_poll - call poll_wait() with a suitable wait queue for stream
3095  * @file: An i915 perf stream file
3096  * @wait: poll() state table
3097  *
3098  * For handling userspace polling on an i915 perf stream, this ensures
3099  * poll_wait() gets called with a wait queue that will be woken for new stream
3100  * data.
3101  *
3102  * Note: Implementation deferred to i915_perf_poll_locked()
3103  *
3104  * Returns: any poll events that are ready without sleeping
3105  */
3106 static __poll_t i915_perf_poll(struct file *file, poll_table *wait)
3107 {
3108         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
3109         struct i915_perf *perf = stream->perf;
3110         __poll_t ret;
3111
3112         mutex_lock(&perf->lock);
3113         ret = i915_perf_poll_locked(stream, file, wait);
3114         mutex_unlock(&perf->lock);
3115
3116         return ret;
3117 }
3118
3119 /**
3120  * i915_perf_enable_locked - handle `I915_PERF_IOCTL_ENABLE` ioctl
3121  * @stream: A disabled i915 perf stream
3122  *
3123  * [Re]enables the associated capture of data for this stream.
3124  *
3125  * If a stream was previously enabled then there's currently no intention
3126  * to provide userspace any guarantee about the preservation of previously
3127  * buffered data.
3128  */
3129 static void i915_perf_enable_locked(struct i915_perf_stream *stream)
3130 {
3131         if (stream->enabled)
3132                 return;
3133
3134         /* Allow stream->ops->enable() to refer to this */
3135         stream->enabled = true;
3136
3137         if (stream->ops->enable)
3138                 stream->ops->enable(stream);
3139
3140         if (stream->hold_preemption)
3141                 intel_context_set_nopreempt(stream->pinned_ctx);
3142 }
3143
3144 /**
3145  * i915_perf_disable_locked - handle `I915_PERF_IOCTL_DISABLE` ioctl
3146  * @stream: An enabled i915 perf stream
3147  *
3148  * Disables the associated capture of data for this stream.
3149  *
3150  * The intention is that disabling an re-enabling a stream will ideally be
3151  * cheaper than destroying and re-opening a stream with the same configuration,
3152  * though there are no formal guarantees about what state or buffered data
3153  * must be retained between disabling and re-enabling a stream.
3154  *
3155  * Note: while a stream is disabled it's considered an error for userspace
3156  * to attempt to read from the stream (-EIO).
3157  */
3158 static void i915_perf_disable_locked(struct i915_perf_stream *stream)
3159 {
3160         if (!stream->enabled)
3161                 return;
3162
3163         /* Allow stream->ops->disable() to refer to this */
3164         stream->enabled = false;
3165
3166         if (stream->hold_preemption)
3167                 intel_context_clear_nopreempt(stream->pinned_ctx);
3168
3169         if (stream->ops->disable)
3170                 stream->ops->disable(stream);
3171 }
3172
3173 static long i915_perf_config_locked(struct i915_perf_stream *stream,
3174                                     unsigned long metrics_set)
3175 {
3176         struct i915_oa_config *config;
3177         long ret = stream->oa_config->id;
3178
3179         config = i915_perf_get_oa_config(stream->perf, metrics_set);
3180         if (!config)
3181                 return -EINVAL;
3182
3183         if (config != stream->oa_config) {
3184                 int err;
3185
3186                 /*
3187                  * If OA is bound to a specific context, emit the
3188                  * reconfiguration inline from that context. The update
3189                  * will then be ordered with respect to submission on that
3190                  * context.
3191                  *
3192                  * When set globally, we use a low priority kernel context,
3193                  * so it will effectively take effect when idle.
3194                  */
3195                 err = emit_oa_config(stream, config, oa_context(stream), NULL);
3196                 if (!err)
3197                         config = xchg(&stream->oa_config, config);
3198                 else
3199                         ret = err;
3200         }
3201
3202         i915_oa_config_put(config);
3203
3204         return ret;
3205 }
3206
3207 /**
3208  * i915_perf_ioctl - support ioctl() usage with i915 perf stream FDs
3209  * @stream: An i915 perf stream
3210  * @cmd: the ioctl request
3211  * @arg: the ioctl data
3212  *
3213  * Note: The &perf->lock mutex has been taken to serialize
3214  * with any non-file-operation driver hooks.
3215  *
3216  * Returns: zero on success or a negative error code. Returns -EINVAL for
3217  * an unknown ioctl request.
3218  */
3219 static long i915_perf_ioctl_locked(struct i915_perf_stream *stream,
3220                                    unsigned int cmd,
3221                                    unsigned long arg)
3222 {
3223         switch (cmd) {
3224         case I915_PERF_IOCTL_ENABLE:
3225                 i915_perf_enable_locked(stream);
3226                 return 0;
3227         case I915_PERF_IOCTL_DISABLE:
3228                 i915_perf_disable_locked(stream);
3229                 return 0;
3230         case I915_PERF_IOCTL_CONFIG:
3231                 return i915_perf_config_locked(stream, arg);
3232         }
3233
3234         return -EINVAL;
3235 }
3236
3237 /**
3238  * i915_perf_ioctl - support ioctl() usage with i915 perf stream FDs
3239  * @file: An i915 perf stream file
3240  * @cmd: the ioctl request
3241  * @arg: the ioctl data
3242  *
3243  * Implementation deferred to i915_perf_ioctl_locked().
3244  *
3245  * Returns: zero on success or a negative error code. Returns -EINVAL for
3246  * an unknown ioctl request.
3247  */
3248 static long i915_perf_ioctl(struct file *file,
3249                             unsigned int cmd,
3250                             unsigned long arg)
3251 {
3252         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
3253         struct i915_perf *perf = stream->perf;
3254         long ret;
3255
3256         mutex_lock(&perf->lock);
3257         ret = i915_perf_ioctl_locked(stream, cmd, arg);
3258         mutex_unlock(&perf->lock);
3259
3260         return ret;
3261 }
3262
3263 /**
3264  * i915_perf_destroy_locked - destroy an i915 perf stream
3265  * @stream: An i915 perf stream
3266  *
3267  * Frees all resources associated with the given i915 perf @stream, disabling
3268  * any associated data capture in the process.
3269  *
3270  * Note: The &perf->lock mutex has been taken to serialize
3271  * with any non-file-operation driver hooks.
3272  */
3273 static void i915_perf_destroy_locked(struct i915_perf_stream *stream)
3274 {
3275         if (stream->enabled)
3276                 i915_perf_disable_locked(stream);
3277
3278         if (stream->ops->destroy)
3279                 stream->ops->destroy(stream);
3280
3281         if (stream->ctx)
3282                 i915_gem_context_put(stream->ctx);
3283
3284         kfree(stream);
3285 }
3286
3287 /**
3288  * i915_perf_release - handles userspace close() of a stream file
3289  * @inode: anonymous inode associated with file
3290  * @file: An i915 perf stream file
3291  *
3292  * Cleans up any resources associated with an open i915 perf stream file.
3293  *
3294  * NB: close() can't really fail from the userspace point of view.
3295  *
3296  * Returns: zero on success or a negative error code.
3297  */
3298 static int i915_perf_release(struct inode *inode, struct file *file)
3299 {
3300         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
3301         struct i915_perf *perf = stream->perf;
3302
3303         mutex_lock(&perf->lock);
3304         i915_perf_destroy_locked(stream);
3305         mutex_unlock(&perf->lock);
3306
3307         /* Release the reference the perf stream kept on the driver. */
3308         drm_dev_put(&perf->i915->drm);
3309
3310         return 0;
3311 }
3312
3313
3314 static const struct file_operations fops = {
3315         .owner          = THIS_MODULE,
3316         .llseek         = no_llseek,
3317         .release        = i915_perf_release,
3318         .poll           = i915_perf_poll,
3319         .read           = i915_perf_read,
3320         .unlocked_ioctl = i915_perf_ioctl,
3321         /* Our ioctl have no arguments, so it's safe to use the same function
3322          * to handle 32bits compatibility.
3323          */
3324         .compat_ioctl   = i915_perf_ioctl,
3325 };
3326
3327
3328 /**
3329  * i915_perf_open_ioctl_locked - DRM ioctl() for userspace to open a stream FD
3330  * @perf: i915 perf instance
3331  * @param: The open parameters passed to 'DRM_I915_PERF_OPEN`
3332  * @props: individually validated u64 property value pairs
3333  * @file: drm file
3334  *
3335  * See i915_perf_ioctl_open() for interface details.
3336  *
3337  * Implements further stream config validation and stream initialization on
3338  * behalf of i915_perf_open_ioctl() with the &perf->lock mutex
3339  * taken to serialize with any non-file-operation driver hooks.
3340  *
3341  * Note: at this point the @props have only been validated in isolation and
3342  * it's still necessary to validate that the combination of properties makes
3343  * sense.
3344  *
3345  * In the case where userspace is interested in OA unit metrics then further
3346  * config validation and stream initialization details will be handled by
3347  * i915_oa_stream_init(). The code here should only validate config state that
3348  * will be relevant to all stream types / backends.
3349  *
3350  * Returns: zero on success or a negative error code.
3351  */
3352 static int
3353 i915_perf_open_ioctl_locked(struct i915_perf *perf,
3354                             struct drm_i915_perf_open_param *param,
3355                             struct perf_open_properties *props,
3356                             struct drm_file *file)
3357 {
3358         struct i915_gem_context *specific_ctx = NULL;
3359         struct i915_perf_stream *stream = NULL;
3360         unsigned long f_flags = 0;
3361         bool privileged_op = true;
3362         int stream_fd;
3363         int ret;
3364
3365         if (props->single_context) {
3366                 u32 ctx_handle = props->ctx_handle;
3367                 struct drm_i915_file_private *file_priv = file->driver_priv;
3368
3369                 specific_ctx = i915_gem_context_lookup(file_priv, ctx_handle);
3370                 if (!specific_ctx) {
3371                         DRM_DEBUG("Failed to look up context with ID %u for opening perf stream\n",
3372                                   ctx_handle);
3373                         ret = -ENOENT;
3374                         goto err;
3375                 }
3376         }
3377
3378         /*
3379          * On Haswell the OA unit supports clock gating off for a specific
3380          * context and in this mode there's no visibility of metrics for the
3381          * rest of the system, which we consider acceptable for a
3382          * non-privileged client.
3383          *
3384          * For Gen8->11 the OA unit no longer supports clock gating off for a
3385          * specific context and the kernel can't securely stop the counters
3386          * from updating as system-wide / global values. Even though we can
3387          * filter reports based on the included context ID we can't block
3388          * clients from seeing the raw / global counter values via
3389          * MI_REPORT_PERF_COUNT commands and so consider it a privileged op to
3390          * enable the OA unit by default.
3391          *
3392          * For Gen12+ we gain a new OAR unit that only monitors the RCS on a
3393          * per context basis. So we can relax requirements there if the user
3394          * doesn't request global stream access (i.e. query based sampling
3395          * using MI_RECORD_PERF_COUNT.
3396          */
3397         if (IS_HASWELL(perf->i915) && specific_ctx)
3398                 privileged_op = false;
3399         else if (IS_GEN(perf->i915, 12) && specific_ctx &&
3400                  (props->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT) == 0)
3401                 privileged_op = false;
3402
3403         if (props->hold_preemption) {
3404                 if (!props->single_context) {
3405                         DRM_DEBUG("preemption disable with no context\n");
3406                         ret = -EINVAL;
3407                         goto err;
3408                 }
3409                 privileged_op = true;
3410         }
3411
3412         /*
3413          * Asking for SSEU configuration is a priviliged operation.
3414          */
3415         if (props->has_sseu)
3416                 privileged_op = true;
3417         else
3418                 get_default_sseu_config(&props->sseu, props->engine);
3419
3420         /* Similar to perf's kernel.perf_paranoid_cpu sysctl option
3421          * we check a dev.i915.perf_stream_paranoid sysctl option
3422          * to determine if it's ok to access system wide OA counters
3423          * without CAP_SYS_ADMIN privileges.
3424          */
3425         if (privileged_op &&
3426             i915_perf_stream_paranoid && !capable(CAP_SYS_ADMIN)) {
3427                 DRM_DEBUG("Insufficient privileges to open i915 perf stream\n");
3428                 ret = -EACCES;
3429                 goto err_ctx;
3430         }
3431
3432         stream = kzalloc(sizeof(*stream), GFP_KERNEL);
3433         if (!stream) {
3434                 ret = -ENOMEM;
3435                 goto err_ctx;
3436         }
3437
3438         stream->perf = perf;
3439         stream->ctx = specific_ctx;
3440         stream->poll_oa_period = props->poll_oa_period;
3441
3442         ret = i915_oa_stream_init(stream, param, props);
3443         if (ret)
3444                 goto err_alloc;
3445
3446         /* we avoid simply assigning stream->sample_flags = props->sample_flags
3447          * to have _stream_init check the combination of sample flags more
3448          * thoroughly, but still this is the expected result at this point.
3449          */
3450         if (WARN_ON(stream->sample_flags != props->sample_flags)) {
3451                 ret = -ENODEV;
3452                 goto err_flags;
3453         }
3454
3455         if (param->flags & I915_PERF_FLAG_FD_CLOEXEC)
3456                 f_flags |= O_CLOEXEC;
3457         if (param->flags & I915_PERF_FLAG_FD_NONBLOCK)
3458                 f_flags |= O_NONBLOCK;
3459
3460         stream_fd = anon_inode_getfd("[i915_perf]", &fops, stream, f_flags);
3461         if (stream_fd < 0) {
3462                 ret = stream_fd;
3463                 goto err_flags;
3464         }
3465
3466         if (!(param->flags & I915_PERF_FLAG_DISABLED))
3467                 i915_perf_enable_locked(stream);
3468
3469         /* Take a reference on the driver that will be kept with stream_fd
3470          * until its release.
3471          */
3472         drm_dev_get(&perf->i915->drm);
3473
3474         return stream_fd;
3475
3476 err_flags:
3477         if (stream->ops->destroy)
3478                 stream->ops->destroy(stream);
3479 err_alloc:
3480         kfree(stream);
3481 err_ctx:
3482         if (specific_ctx)
3483                 i915_gem_context_put(specific_ctx);
3484 err:
3485         return ret;
3486 }
3487
3488 static u64 oa_exponent_to_ns(struct i915_perf *perf, int exponent)
3489 {
3490         return div64_u64(1000000000ULL * (2ULL << exponent),
3491                          1000ULL * RUNTIME_INFO(perf->i915)->cs_timestamp_frequency_khz);
3492 }
3493
3494 /**
3495  * read_properties_unlocked - validate + copy userspace stream open properties
3496  * @perf: i915 perf instance
3497  * @uprops: The array of u64 key value pairs given by userspace
3498  * @n_props: The number of key value pairs expected in @uprops
3499  * @props: The stream configuration built up while validating properties
3500  *
3501  * Note this function only validates properties in isolation it doesn't
3502  * validate that the combination of properties makes sense or that all
3503  * properties necessary for a particular kind of stream have been set.
3504  *
3505  * Note that there currently aren't any ordering requirements for properties so
3506  * we shouldn't validate or assume anything about ordering here. This doesn't
3507  * rule out defining new properties with ordering requirements in the future.
3508  */
3509 static int read_properties_unlocked(struct i915_perf *perf,
3510                                     u64 __user *uprops,
3511                                     u32 n_props,
3512                                     struct perf_open_properties *props)
3513 {
3514         u64 __user *uprop = uprops;
3515         u32 i;
3516         int ret;
3517
3518         memset(props, 0, sizeof(struct perf_open_properties));
3519         props->poll_oa_period = DEFAULT_POLL_PERIOD_NS;
3520
3521         if (!n_props) {
3522                 DRM_DEBUG("No i915 perf properties given\n");
3523                 return -EINVAL;
3524         }
3525
3526         /* At the moment we only support using i915-perf on the RCS. */
3527         props->engine = intel_engine_lookup_user(perf->i915,
3528                                                  I915_ENGINE_CLASS_RENDER,
3529                                                  0);
3530         if (!props->engine) {
3531                 DRM_DEBUG("No RENDER-capable engines\n");
3532                 return -EINVAL;
3533         }
3534
3535         /* Considering that ID = 0 is reserved and assuming that we don't
3536          * (currently) expect any configurations to ever specify duplicate
3537          * values for a particular property ID then the last _PROP_MAX value is
3538          * one greater than the maximum number of properties we expect to get
3539          * from userspace.
3540          */
3541         if (n_props >= DRM_I915_PERF_PROP_MAX) {
3542                 DRM_DEBUG("More i915 perf properties specified than exist\n");
3543                 return -EINVAL;
3544         }
3545
3546         for (i = 0; i < n_props; i++) {
3547                 u64 oa_period, oa_freq_hz;
3548                 u64 id, value;
3549
3550                 ret = get_user(id, uprop);
3551                 if (ret)
3552                         return ret;
3553
3554                 ret = get_user(value, uprop + 1);
3555                 if (ret)
3556                         return ret;
3557
3558                 if (id == 0 || id >= DRM_I915_PERF_PROP_MAX) {
3559                         DRM_DEBUG("Unknown i915 perf property ID\n");
3560                         return -EINVAL;
3561                 }
3562
3563                 switch ((enum drm_i915_perf_property_id)id) {
3564                 case DRM_I915_PERF_PROP_CTX_HANDLE:
3565                         props->single_context = 1;
3566                         props->ctx_handle = value;
3567                         break;
3568                 case DRM_I915_PERF_PROP_SAMPLE_OA:
3569                         if (value)
3570                                 props->sample_flags |= SAMPLE_OA_REPORT;
3571                         break;
3572                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_METRICS_SET:
3573                         if (value == 0) {
3574                                 DRM_DEBUG("Unknown OA metric set ID\n");
3575                                 return -EINVAL;
3576                         }
3577                         props->metrics_set = value;
3578                         break;
3579                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_FORMAT:
3580                         if (value == 0 || value >= I915_OA_FORMAT_MAX) {
3581                                 DRM_DEBUG("Out-of-range OA report format %llu\n",
3582                                           value);
3583                                 return -EINVAL;
3584                         }
3585                         if (!perf->oa_formats[value].size) {
3586                                 DRM_DEBUG("Unsupported OA report format %llu\n",
3587                                           value);
3588                                 return -EINVAL;
3589                         }
3590                         props->oa_format = value;
3591                         break;
3592                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_EXPONENT:
3593                         if (value > OA_EXPONENT_MAX) {
3594                                 DRM_DEBUG("OA timer exponent too high (> %u)\n",
3595                                          OA_EXPONENT_MAX);
3596                                 return -EINVAL;
3597                         }
3598
3599                         /* Theoretically we can program the OA unit to sample
3600                          * e.g. every 160ns for HSW, 167ns for BDW/SKL or 104ns
3601                          * for BXT. We don't allow such high sampling
3602                          * frequencies by default unless root.
3603                          */
3604
3605                         BUILD_BUG_ON(sizeof(oa_period) != 8);
3606                         oa_period = oa_exponent_to_ns(perf, value);
3607
3608                         /* This check is primarily to ensure that oa_period <=
3609                          * UINT32_MAX (before passing to do_div which only
3610                          * accepts a u32 denominator), but we can also skip
3611                          * checking anything < 1Hz which implicitly can't be
3612                          * limited via an integer oa_max_sample_rate.
3613                          */
3614                         if (oa_period <= NSEC_PER_SEC) {
3615                                 u64 tmp = NSEC_PER_SEC;
3616                                 do_div(tmp, oa_period);
3617                                 oa_freq_hz = tmp;
3618                         } else
3619                                 oa_freq_hz = 0;
3620
3621                         if (oa_freq_hz > i915_oa_max_sample_rate &&
3622                             !capable(CAP_SYS_ADMIN)) {
3623                                 DRM_DEBUG("OA exponent would exceed the max sampling frequency (sysctl dev.i915.oa_max_sample_rate) %uHz without root privileges\n",
3624                                           i915_oa_max_sample_rate);
3625                                 return -EACCES;
3626                         }
3627
3628                         props->oa_periodic = true;
3629                         props->oa_period_exponent = value;
3630                         break;
3631                 case DRM_I915_PERF_PROP_HOLD_PREEMPTION:
3632                         props->hold_preemption = !!value;
3633                         break;
3634                 case DRM_I915_PERF_PROP_GLOBAL_SSEU: {
3635                         struct drm_i915_gem_context_param_sseu user_sseu;
3636
3637                         if (copy_from_user(&user_sseu,
3638                                            u64_to_user_ptr(value),
3639                                            sizeof(user_sseu))) {
3640                                 DRM_DEBUG("Unable to copy global sseu parameter\n");
3641                                 return -EFAULT;
3642                         }
3643
3644                         ret = get_sseu_config(&props->sseu, props->engine, &user_sseu);
3645                         if (ret) {
3646                                 DRM_DEBUG("Invalid SSEU configuration\n");
3647                                 return ret;
3648                         }
3649                         props->has_sseu = true;
3650                         break;
3651                 }
3652                 case DRM_I915_PERF_PROP_POLL_OA_PERIOD:
3653                         if (value < 100000 /* 100us */) {
3654                                 DRM_DEBUG("OA availability timer too small (%lluns < 100us)\n",
3655                                           value);
3656                                 return -EINVAL;
3657                         }
3658                         props->poll_oa_period = value;
3659                         break;
3660                 case DRM_I915_PERF_PROP_MAX:
3661                         MISSING_CASE(id);
3662                         return -EINVAL;
3663                 }
3664
3665                 uprop += 2;
3666         }
3667
3668         return 0;
3669 }
3670
3671 /**
3672  * i915_perf_open_ioctl - DRM ioctl() for userspace to open a stream FD
3673  * @dev: drm device
3674  * @data: ioctl data copied from userspace (unvalidated)
3675  * @file: drm file
3676  *
3677  * Validates the stream open parameters given by userspace including flags
3678  * and an array of u64 key, value pair properties.
3679  *
3680  * Very little is assumed up front about the nature of the stream being
3681  * opened (for instance we don't assume it's for periodic OA unit metrics). An
3682  * i915-perf stream is expected to be a suitable interface for other forms of
3683  * buffered data written by the GPU besides periodic OA metrics.
3684  *
3685  * Note we copy the properties from userspace outside of the i915 perf
3686  * mutex to avoid an awkward lockdep with mmap_sem.
3687  *
3688  * Most of the implementation details are handled by
3689  * i915_perf_open_ioctl_locked() after taking the &perf->lock
3690  * mutex for serializing with any non-file-operation driver hooks.
3691  *
3692  * Return: A newly opened i915 Perf stream file descriptor or negative
3693  * error code on failure.
3694  */
3695 int i915_perf_open_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
3696                          struct drm_file *file)
3697 {
3698         struct i915_perf *perf = &to_i915(dev)->perf;
3699         struct drm_i915_perf_open_param *param = data;
3700         struct perf_open_properties props;
3701         u32 known_open_flags;
3702         int ret;
3703
3704         if (!perf->i915) {
3705                 DRM_DEBUG("i915 perf interface not available for this system\n");
3706                 return -ENOTSUPP;
3707         }
3708
3709         known_open_flags = I915_PERF_FLAG_FD_CLOEXEC |
3710                            I915_PERF_FLAG_FD_NONBLOCK |
3711                            I915_PERF_FLAG_DISABLED;
3712         if (param->flags & ~known_open_flags) {
3713                 DRM_DEBUG("Unknown drm_i915_perf_open_param flag\n");
3714                 return -EINVAL;
3715         }
3716
3717         ret = read_properties_unlocked(perf,
3718                                        u64_to_user_ptr(param->properties_ptr),
3719                                        param->num_properties,
3720                                        &props);
3721         if (ret)
3722                 return ret;
3723
3724         mutex_lock(&perf->lock);
3725         ret = i915_perf_open_ioctl_locked(perf, param, &props, file);
3726         mutex_unlock(&perf->lock);
3727
3728         return ret;
3729 }
3730
3731 /**
3732  * i915_perf_register - exposes i915-perf to userspace
3733  * @i915: i915 device instance
3734  *
3735  * In particular OA metric sets are advertised under a sysfs metrics/
3736  * directory allowing userspace to enumerate valid IDs that can be
3737  * used to open an i915-perf stream.
3738  */
3739 void i915_perf_register(struct drm_i915_private *i915)
3740 {
3741         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
3742
3743         if (!perf->i915)
3744                 return;
3745
3746         /* To be sure we're synchronized with an attempted
3747          * i915_perf_open_ioctl(); considering that we register after
3748          * being exposed to userspace.
3749          */
3750         mutex_lock(&perf->lock);
3751
3752         perf->metrics_kobj =
3753                 kobject_create_and_add("metrics",
3754                                        &i915->drm.primary->kdev->kobj);
3755
3756         mutex_unlock(&perf->lock);
3757 }
3758
3759 /**
3760  * i915_perf_unregister - hide i915-perf from userspace
3761  * @i915: i915 device instance
3762  *
3763  * i915-perf state cleanup is split up into an 'unregister' and
3764  * 'deinit' phase where the interface is first hidden from
3765  * userspace by i915_perf_unregister() before cleaning up
3766  * remaining state in i915_perf_fini().
3767  */
3768 void i915_perf_unregister(struct drm_i915_private *i915)
3769 {
3770         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
3771
3772         if (!perf->metrics_kobj)
3773                 return;
3774
3775         kobject_put(perf->metrics_kobj);
3776         perf->metrics_kobj = NULL;
3777 }
3778
3779 static bool gen8_is_valid_flex_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3780 {
3781         static const i915_reg_t flex_eu_regs[] = {
3782                 EU_PERF_CNTL0,
3783                 EU_PERF_CNTL1,
3784                 EU_PERF_CNTL2,
3785                 EU_PERF_CNTL3,
3786                 EU_PERF_CNTL4,
3787                 EU_PERF_CNTL5,
3788                 EU_PERF_CNTL6,
3789         };
3790         int i;
3791
3792         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(flex_eu_regs); i++) {
3793                 if (i915_mmio_reg_offset(flex_eu_regs[i]) == addr)
3794                         return true;
3795         }
3796         return false;
3797 }
3798
3799 #define ADDR_IN_RANGE(addr, start, end) \
3800         ((addr) >= (start) && \
3801          (addr) <= (end))
3802
3803 #define REG_IN_RANGE(addr, start, end) \
3804         ((addr) >= i915_mmio_reg_offset(start) && \
3805          (addr) <= i915_mmio_reg_offset(end))
3806
3807 #define REG_EQUAL(addr, mmio) \
3808         ((addr) == i915_mmio_reg_offset(mmio))
3809
3810 static bool gen7_is_valid_b_counter_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3811 {
3812         return REG_IN_RANGE(addr, OASTARTTRIG1, OASTARTTRIG8) ||
3813                REG_IN_RANGE(addr, OAREPORTTRIG1, OAREPORTTRIG8) ||
3814                REG_IN_RANGE(addr, OACEC0_0, OACEC7_1);
3815 }
3816
3817 static bool gen7_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3818 {
3819         return REG_EQUAL(addr, HALF_SLICE_CHICKEN2) ||
3820                REG_IN_RANGE(addr, MICRO_BP0_0, NOA_WRITE) ||
3821                REG_IN_RANGE(addr, OA_PERFCNT1_LO, OA_PERFCNT2_HI) ||
3822                REG_IN_RANGE(addr, OA_PERFMATRIX_LO, OA_PERFMATRIX_HI);
3823 }
3824
3825 static bool gen8_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3826 {
3827         return gen7_is_valid_mux_addr(perf, addr) ||
3828                REG_EQUAL(addr, WAIT_FOR_RC6_EXIT) ||
3829                REG_IN_RANGE(addr, RPM_CONFIG0, NOA_CONFIG(8));
3830 }
3831
3832 static bool gen10_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3833 {
3834         return gen8_is_valid_mux_addr(perf, addr) ||
3835                REG_EQUAL(addr, GEN10_NOA_WRITE_HIGH) ||
3836                REG_IN_RANGE(addr, OA_PERFCNT3_LO, OA_PERFCNT4_HI);
3837 }
3838
3839 static bool hsw_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3840 {
3841         return gen7_is_valid_mux_addr(perf, addr) ||
3842                ADDR_IN_RANGE(addr, 0x25100, 0x2FF90) ||
3843                REG_IN_RANGE(addr, HSW_MBVID2_NOA0, HSW_MBVID2_NOA9) ||
3844                REG_EQUAL(addr, HSW_MBVID2_MISR0);
3845 }
3846
3847 static bool chv_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3848 {
3849         return gen7_is_valid_mux_addr(perf, addr) ||
3850                ADDR_IN_RANGE(addr, 0x182300, 0x1823A4);
3851 }
3852
3853 static bool gen12_is_valid_b_counter_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3854 {
3855         return REG_IN_RANGE(addr, GEN12_OAG_OASTARTTRIG1, GEN12_OAG_OASTARTTRIG8) ||
3856                REG_IN_RANGE(addr, GEN12_OAG_OAREPORTTRIG1, GEN12_OAG_OAREPORTTRIG8) ||
3857                REG_IN_RANGE(addr, GEN12_OAG_CEC0_0, GEN12_OAG_CEC7_1) ||
3858                REG_IN_RANGE(addr, GEN12_OAG_SCEC0_0, GEN12_OAG_SCEC7_1) ||
3859                REG_EQUAL(addr, GEN12_OAA_DBG_REG) ||
3860                REG_EQUAL(addr, GEN12_OAG_OA_PESS) ||
3861                REG_EQUAL(addr, GEN12_OAG_SPCTR_CNF);
3862 }
3863
3864 static bool gen12_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3865 {
3866         return REG_EQUAL(addr, NOA_WRITE) ||
3867                REG_EQUAL(addr, GEN10_NOA_WRITE_HIGH) ||
3868                REG_EQUAL(addr, GDT_CHICKEN_BITS) ||
3869                REG_EQUAL(addr, WAIT_FOR_RC6_EXIT) ||
3870                REG_EQUAL(addr, RPM_CONFIG0) ||
3871                REG_EQUAL(addr, RPM_CONFIG1) ||
3872                REG_IN_RANGE(addr, NOA_CONFIG(0), NOA_CONFIG(8));
3873 }
3874
3875 static u32 mask_reg_value(u32 reg, u32 val)
3876 {
3877         /* HALF_SLICE_CHICKEN2 is programmed with a the
3878          * WaDisableSTUnitPowerOptimization workaround. Make sure the value
3879          * programmed by userspace doesn't change this.
3880          */
3881         if (REG_EQUAL(reg, HALF_SLICE_CHICKEN2))
3882                 val = val & ~_MASKED_BIT_ENABLE(GEN8_ST_PO_DISABLE);
3883
3884         /* WAIT_FOR_RC6_EXIT has only one bit fullfilling the function
3885          * indicated by its name and a bunch of selection fields used by OA
3886          * configs.
3887          */
3888         if (REG_EQUAL(reg, WAIT_FOR_RC6_EXIT))
3889                 val = val & ~_MASKED_BIT_ENABLE(HSW_WAIT_FOR_RC6_EXIT_ENABLE);
3890
3891         return val;
3892 }
3893
3894 static struct i915_oa_reg *alloc_oa_regs(struct i915_perf *perf,
3895                                          bool (*is_valid)(struct i915_perf *perf, u32 addr),
3896                                          u32 __user *regs,
3897                                          u32 n_regs)
3898 {
3899         struct i915_oa_reg *oa_regs;
3900         int err;
3901         u32 i;
3902
3903         if (!n_regs)
3904                 return NULL;
3905
3906         if (!access_ok(regs, n_regs * sizeof(u32) * 2))
3907                 return ERR_PTR(-EFAULT);
3908
3909         /* No is_valid function means we're not allowing any register to be programmed. */
3910         GEM_BUG_ON(!is_valid);
3911         if (!is_valid)
3912                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3913
3914         oa_regs = kmalloc_array(n_regs, sizeof(*oa_regs), GFP_KERNEL);
3915         if (!oa_regs)
3916                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
3917
3918         for (i = 0; i < n_regs; i++) {
3919                 u32 addr, value;
3920
3921                 err = get_user(addr, regs);
3922                 if (err)
3923                         goto addr_err;
3924
3925                 if (!is_valid(perf, addr)) {
3926                         DRM_DEBUG("Invalid oa_reg address: %X\n", addr);
3927                         err = -EINVAL;
3928                         goto addr_err;
3929                 }
3930
3931                 err = get_user(value, regs + 1);
3932                 if (err)
3933                         goto addr_err;
3934
3935                 oa_regs[i].addr = _MMIO(addr);
3936                 oa_regs[i].value = mask_reg_value(addr, value);
3937
3938                 regs += 2;
3939         }
3940
3941         return oa_regs;
3942
3943 addr_err:
3944         kfree(oa_regs);
3945         return ERR_PTR(err);
3946 }
3947
3948 static ssize_t show_dynamic_id(struct device *dev,
3949                                struct device_attribute *attr,
3950                                char *buf)
3951 {
3952         struct i915_oa_config *oa_config =
3953                 container_of(attr, typeof(*oa_config), sysfs_metric_id);
3954
3955         return sprintf(buf, "%d\n", oa_config->id);
3956 }
3957
3958 static int create_dynamic_oa_sysfs_entry(struct i915_perf *perf,
3959                                          struct i915_oa_config *oa_config)
3960 {
3961         sysfs_attr_init(&oa_config->sysfs_metric_id.attr);
3962         oa_config->sysfs_metric_id.attr.name = "id";
3963         oa_config->sysfs_metric_id.attr.mode = S_IRUGO;
3964         oa_config->sysfs_metric_id.show = show_dynamic_id;
3965         oa_config->sysfs_metric_id.store = NULL;
3966
3967         oa_config->attrs[0] = &oa_config->sysfs_metric_id.attr;
3968         oa_config->attrs[1] = NULL;
3969
3970         oa_config->sysfs_metric.name = oa_config->uuid;
3971         oa_config->sysfs_metric.attrs = oa_config->attrs;
3972
3973         return sysfs_create_group(perf->metrics_kobj,
3974                                   &oa_config->sysfs_metric);
3975 }
3976
3977 /**
3978  * i915_perf_add_config_ioctl - DRM ioctl() for userspace to add a new OA config
3979  * @dev: drm device
3980  * @data: ioctl data (pointer to struct drm_i915_perf_oa_config) copied from
3981  *        userspace (unvalidated)
3982  * @file: drm file
3983  *
3984  * Validates the submitted OA register to be saved into a new OA config that
3985  * can then be used for programming the OA unit and its NOA network.
3986  *
3987  * Returns: A new allocated config number to be used with the perf open ioctl
3988  * or a negative error code on failure.
3989  */
3990 int i915_perf_add_config_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
3991                                struct drm_file *file)
3992 {
3993         struct i915_perf *perf = &to_i915(dev)->perf;
3994         struct drm_i915_perf_oa_config *args = data;
3995         struct i915_oa_config *oa_config, *tmp;
3996         struct i915_oa_reg *regs;
3997         int err, id;
3998
3999         if (!perf->i915) {
4000                 DRM_DEBUG("i915 perf interface not available for this system\n");
4001                 return -ENOTSUPP;
4002         }
4003
4004         if (!perf->metrics_kobj) {
4005                 DRM_DEBUG("OA metrics weren't advertised via sysfs\n");
4006                 return -EINVAL;
4007         }
4008
4009         if (i915_perf_stream_paranoid && !capable(CAP_SYS_ADMIN)) {
4010                 DRM_DEBUG("Insufficient privileges to add i915 OA config\n");
4011                 return -EACCES;
4012         }
4013
4014         if ((!args->mux_regs_ptr || !args->n_mux_regs) &&
4015             (!args->boolean_regs_ptr || !args->n_boolean_regs) &&
4016             (!args->flex_regs_ptr || !args->n_flex_regs)) {
4017                 DRM_DEBUG("No OA registers given\n");
4018                 return -EINVAL;
4019         }
4020
4021         oa_config = kzalloc(sizeof(*oa_config), GFP_KERNEL);
4022         if (!oa_config) {
4023                 DRM_DEBUG("Failed to allocate memory for the OA config\n");
4024                 return -ENOMEM;
4025         }
4026
4027         oa_config->perf = perf;
4028         kref_init(&oa_config->ref);
4029
4030         if (!uuid_is_valid(args->uuid)) {
4031                 DRM_DEBUG("Invalid uuid format for OA config\n");
4032                 err = -EINVAL;
4033                 goto reg_err;
4034         }
4035
4036         /* Last character in oa_config->uuid will be 0 because oa_config is
4037          * kzalloc.
4038          */
4039         memcpy(oa_config->uuid, args->uuid, sizeof(args->uuid));
4040
4041         oa_config->mux_regs_len = args->n_mux_regs;
4042         regs = alloc_oa_regs(perf,
4043                              perf->ops.is_valid_mux_reg,
4044                              u64_to_user_ptr(args->mux_regs_ptr),
4045                              args->n_mux_regs);
4046
4047         if (IS_ERR(regs)) {
4048                 DRM_DEBUG("Failed to create OA config for mux_regs\n");
4049                 err = PTR_ERR(regs);
4050                 goto reg_err;
4051         }
4052         oa_config->mux_regs = regs;
4053
4054         oa_config->b_counter_regs_len = args->n_boolean_regs;
4055         regs = alloc_oa_regs(perf,
4056                              perf->ops.is_valid_b_counter_reg,
4057                              u64_to_user_ptr(args->boolean_regs_ptr),
4058                              args->n_boolean_regs);
4059
4060         if (IS_ERR(regs)) {
4061                 DRM_DEBUG("Failed to create OA config for b_counter_regs\n");
4062                 err = PTR_ERR(regs);
4063                 goto reg_err;
4064         }
4065         oa_config->b_counter_regs = regs;
4066
4067         if (INTEL_GEN(perf->i915) < 8) {
4068                 if (args->n_flex_regs != 0) {
4069                         err = -EINVAL;
4070                         goto reg_err;
4071                 }
4072         } else {
4073                 oa_config->flex_regs_len = args->n_flex_regs;
4074                 regs = alloc_oa_regs(perf,
4075                                      perf->ops.is_valid_flex_reg,
4076                                      u64_to_user_ptr(args->flex_regs_ptr),
4077                                      args->n_flex_regs);
4078
4079                 if (IS_ERR(regs)) {
4080                         DRM_DEBUG("Failed to create OA config for flex_regs\n");
4081                         err = PTR_ERR(regs);
4082                         goto reg_err;
4083                 }
4084                 oa_config->flex_regs = regs;
4085         }
4086
4087         err = mutex_lock_interruptible(&perf->metrics_lock);
4088         if (err)
4089                 goto reg_err;
4090
4091         /* We shouldn't have too many configs, so this iteration shouldn't be
4092          * too costly.
4093          */
4094         idr_for_each_entry(&perf->metrics_idr, tmp, id) {
4095                 if (!strcmp(tmp->uuid, oa_config->uuid)) {
4096                         DRM_DEBUG("OA config already exists with this uuid\n");
4097                         err = -EADDRINUSE;
4098                         goto sysfs_err;
4099                 }
4100         }
4101
4102         err = create_dynamic_oa_sysfs_entry(perf, oa_config);
4103         if (err) {
4104                 DRM_DEBUG("Failed to create sysfs entry for OA config\n");
4105                 goto sysfs_err;
4106         }
4107
4108         /* Config id 0 is invalid, id 1 for kernel stored test config. */
4109         oa_config->id = idr_alloc(&perf->metrics_idr,
4110                                   oa_config, 2,
4111                                   0, GFP_KERNEL);
4112         if (oa_config->id < 0) {
4113                 DRM_DEBUG("Failed to create sysfs entry for OA config\n");
4114                 err = oa_config->id;
4115                 goto sysfs_err;
4116         }
4117
4118         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4119
4120         DRM_DEBUG("Added config %s id=%i\n", oa_config->uuid, oa_config->id);
4121
4122         return oa_config->id;
4123
4124 sysfs_err:
4125         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4126 reg_err:
4127         i915_oa_config_put(oa_config);
4128         DRM_DEBUG("Failed to add new OA config\n");
4129         return err;
4130 }
4131
4132 /**
4133  * i915_perf_remove_config_ioctl - DRM ioctl() for userspace to remove an OA config
4134  * @dev: drm device
4135  * @data: ioctl data (pointer to u64 integer) copied from userspace
4136  * @file: drm file
4137  *
4138  * Configs can be removed while being used, the will stop appearing in sysfs
4139  * and their content will be freed when the stream using the config is closed.
4140  *
4141  * Returns: 0 on success or a negative error code on failure.
4142  */
4143 int i915_perf_remove_config_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
4144                                   struct drm_file *file)
4145 {
4146         struct i915_perf *perf = &to_i915(dev)->perf;
4147         u64 *arg = data;
4148         struct i915_oa_config *oa_config;
4149         int ret;
4150
4151         if (!perf->i915) {
4152                 DRM_DEBUG("i915 perf interface not available for this system\n");
4153                 return -ENOTSUPP;
4154         }
4155
4156         if (i915_perf_stream_paranoid && !capable(CAP_SYS_ADMIN)) {
4157                 DRM_DEBUG("Insufficient privileges to remove i915 OA config\n");
4158                 return -EACCES;
4159         }
4160
4161         ret = mutex_lock_interruptible(&perf->metrics_lock);
4162         if (ret)
4163                 return ret;
4164
4165         oa_config = idr_find(&perf->metrics_idr, *arg);
4166         if (!oa_config) {
4167                 DRM_DEBUG("Failed to remove unknown OA config\n");
4168                 ret = -ENOENT;
4169                 goto err_unlock;
4170         }
4171
4172         GEM_BUG_ON(*arg != oa_config->id);
4173
4174         sysfs_remove_group(perf->metrics_kobj, &oa_config->sysfs_metric);
4175
4176         idr_remove(&perf->metrics_idr, *arg);
4177
4178         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4179
4180         DRM_DEBUG("Removed config %s id=%i\n", oa_config->uuid, oa_config->id);
4181
4182         i915_oa_config_put(oa_config);
4183
4184         return 0;
4185
4186 err_unlock:
4187         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4188         return ret;
4189 }
4190
4191 static struct ctl_table oa_table[] = {
4192         {
4193          .procname = "perf_stream_paranoid",
4194          .data = &i915_perf_stream_paranoid,
4195          .maxlen = sizeof(i915_perf_stream_paranoid),
4196          .mode = 0644,
4197          .proc_handler = proc_dointvec_minmax,
4198          .extra1 = SYSCTL_ZERO,
4199          .extra2 = SYSCTL_ONE,
4200          },
4201         {
4202          .procname = "oa_max_sample_rate",
4203          .data = &i915_oa_max_sample_rate,
4204          .maxlen = sizeof(i915_oa_max_sample_rate),
4205          .mode = 0644,
4206          .proc_handler = proc_dointvec_minmax,
4207          .extra1 = SYSCTL_ZERO,
4208          .extra2 = &oa_sample_rate_hard_limit,
4209          },
4210         {}
4211 };
4212
4213 static struct ctl_table i915_root[] = {
4214         {
4215          .procname = "i915",
4216          .maxlen = 0,
4217          .mode = 0555,
4218          .child = oa_table,
4219          },
4220         {}
4221 };
4222
4223 static struct ctl_table dev_root[] = {
4224         {
4225          .procname = "dev",
4226          .maxlen = 0,
4227          .mode = 0555,
4228          .child = i915_root,
4229          },
4230         {}
4231 };
4232
4233 /**
4234  * i915_perf_init - initialize i915-perf state on module bind
4235  * @i915: i915 device instance
4236  *
4237  * Initializes i915-perf state without exposing anything to userspace.
4238  *
4239  * Note: i915-perf initialization is split into an 'init' and 'register'
4240  * phase with the i915_perf_register() exposing state to userspace.
4241  */
4242 void i915_perf_init(struct drm_i915_private *i915)
4243 {
4244         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
4245
4246         /* XXX const struct i915_perf_ops! */
4247
4248         if (IS_HASWELL(i915)) {
4249                 perf->ops.is_valid_b_counter_reg = gen7_is_valid_b_counter_addr;
4250                 perf->ops.is_valid_mux_reg = hsw_is_valid_mux_addr;
4251                 perf->ops.is_valid_flex_reg = NULL;
4252                 perf->ops.enable_metric_set = hsw_enable_metric_set;
4253                 perf->ops.disable_metric_set = hsw_disable_metric_set;
4254                 perf->ops.oa_enable = gen7_oa_enable;
4255                 perf->ops.oa_disable = gen7_oa_disable;
4256                 perf->ops.read = gen7_oa_read;
4257                 perf->ops.oa_hw_tail_read = gen7_oa_hw_tail_read;
4258
4259                 perf->oa_formats = hsw_oa_formats;
4260         } else if (HAS_LOGICAL_RING_CONTEXTS(i915)) {
4261                 /* Note: that although we could theoretically also support the
4262                  * legacy ringbuffer mode on BDW (and earlier iterations of
4263                  * this driver, before upstreaming did this) it didn't seem
4264                  * worth the complexity to maintain now that BDW+ enable
4265                  * execlist mode by default.
4266                  */
4267                 perf->ops.read = gen8_oa_read;
4268
4269                 if (IS_GEN_RANGE(i915, 8, 9)) {
4270                         perf->oa_formats = gen8_plus_oa_formats;
4271
4272                         perf->ops.is_valid_b_counter_reg =
4273                                 gen7_is_valid_b_counter_addr;
4274                         perf->ops.is_valid_mux_reg =
4275                                 gen8_is_valid_mux_addr;
4276                         perf->ops.is_valid_flex_reg =
4277                                 gen8_is_valid_flex_addr;
4278
4279                         if (IS_CHERRYVIEW(i915)) {
4280                                 perf->ops.is_valid_mux_reg =
4281                                         chv_is_valid_mux_addr;
4282                         }
4283
4284                         perf->ops.oa_enable = gen8_oa_enable;
4285                         perf->ops.oa_disable = gen8_oa_disable;
4286                         perf->ops.enable_metric_set = gen8_enable_metric_set;
4287                         perf->ops.disable_metric_set = gen8_disable_metric_set;
4288                         perf->ops.oa_hw_tail_read = gen8_oa_hw_tail_read;
4289
4290                         if (IS_GEN(i915, 8)) {
4291                                 perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x120;
4292                                 perf->ctx_flexeu0_offset = 0x2ce;
4293
4294                                 perf->gen8_valid_ctx_bit = BIT(25);
4295                         } else {
4296                                 perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x128;
4297                                 perf->ctx_flexeu0_offset = 0x3de;
4298
4299                                 perf->gen8_valid_ctx_bit = BIT(16);
4300                         }
4301                 } else if (IS_GEN_RANGE(i915, 10, 11)) {
4302                         perf->oa_formats = gen8_plus_oa_formats;
4303
4304                         perf->ops.is_valid_b_counter_reg =
4305                                 gen7_is_valid_b_counter_addr;
4306                         perf->ops.is_valid_mux_reg =
4307                                 gen10_is_valid_mux_addr;
4308                         perf->ops.is_valid_flex_reg =
4309                                 gen8_is_valid_flex_addr;
4310
4311                         perf->ops.oa_enable = gen8_oa_enable;
4312                         perf->ops.oa_disable = gen8_oa_disable;
4313                         perf->ops.enable_metric_set = gen8_enable_metric_set;
4314                         perf->ops.disable_metric_set = gen10_disable_metric_set;
4315                         perf->ops.oa_hw_tail_read = gen8_oa_hw_tail_read;
4316
4317                         if (IS_GEN(i915, 10)) {
4318                                 perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x128;
4319                                 perf->ctx_flexeu0_offset = 0x3de;
4320                         } else {
4321                                 perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x124;
4322                                 perf->ctx_flexeu0_offset = 0x78e;
4323                         }
4324                         perf->gen8_valid_ctx_bit = BIT(16);
4325                 } else if (IS_GEN(i915, 12)) {
4326                         perf->oa_formats = gen12_oa_formats;
4327
4328                         perf->ops.is_valid_b_counter_reg =
4329                                 gen12_is_valid_b_counter_addr;
4330                         perf->ops.is_valid_mux_reg =
4331                                 gen12_is_valid_mux_addr;
4332                         perf->ops.is_valid_flex_reg =
4333                                 gen8_is_valid_flex_addr;
4334
4335                         perf->ops.oa_enable = gen12_oa_enable;
4336                         perf->ops.oa_disable = gen12_oa_disable;
4337                         perf->ops.enable_metric_set = gen12_enable_metric_set;
4338                         perf->ops.disable_metric_set = gen12_disable_metric_set;
4339                         perf->ops.oa_hw_tail_read = gen12_oa_hw_tail_read;
4340
4341                         perf->ctx_flexeu0_offset = 0;
4342                         perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x144;
4343                 }
4344         }
4345
4346         if (perf->ops.enable_metric_set) {
4347                 mutex_init(&perf->lock);
4348
4349                 oa_sample_rate_hard_limit = 1000 *
4350                         (RUNTIME_INFO(i915)->cs_timestamp_frequency_khz / 2);
4351
4352                 mutex_init(&perf->metrics_lock);
4353                 idr_init(&perf->metrics_idr);
4354
4355                 /* We set up some ratelimit state to potentially throttle any
4356                  * _NOTES about spurious, invalid OA reports which we don't
4357                  * forward to userspace.
4358                  *
4359                  * We print a _NOTE about any throttling when closing the
4360                  * stream instead of waiting until driver _fini which no one
4361                  * would ever see.
4362                  *
4363                  * Using the same limiting factors as printk_ratelimit()
4364                  */
4365                 ratelimit_state_init(&perf->spurious_report_rs, 5 * HZ, 10);
4366                 /* Since we use a DRM_NOTE for spurious reports it would be
4367                  * inconsistent to let __ratelimit() automatically print a
4368                  * warning for throttling.
4369                  */
4370                 ratelimit_set_flags(&perf->spurious_report_rs,
4371                                     RATELIMIT_MSG_ON_RELEASE);
4372
4373                 ratelimit_state_init(&perf->tail_pointer_race,
4374                                      5 * HZ, 10);
4375                 ratelimit_set_flags(&perf->tail_pointer_race,
4376                                     RATELIMIT_MSG_ON_RELEASE);
4377
4378                 atomic64_set(&perf->noa_programming_delay,
4379                              500 * 1000 /* 500us */);
4380
4381                 perf->i915 = i915;
4382         }
4383 }
4384
4385 static int destroy_config(int id, void *p, void *data)
4386 {
4387         i915_oa_config_put(p);
4388         return 0;
4389 }
4390
4391 void i915_perf_sysctl_register(void)
4392 {
4393         sysctl_header = register_sysctl_table(dev_root);
4394 }
4395
4396 void i915_perf_sysctl_unregister(void)
4397 {
4398         unregister_sysctl_table(sysctl_header);
4399 }
4400
4401 /**
4402  * i915_perf_fini - Counter part to i915_perf_init()
4403  * @i915: i915 device instance
4404  */
4405 void i915_perf_fini(struct drm_i915_private *i915)
4406 {
4407         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
4408
4409         if (!perf->i915)
4410                 return;
4411
4412         idr_for_each(&perf->metrics_idr, destroy_config, perf);
4413         idr_destroy(&perf->metrics_idr);
4414
4415         memset(&perf->ops, 0, sizeof(perf->ops));
4416         perf->i915 = NULL;
4417 }
4418
4419 /**
4420  * i915_perf_ioctl_version - Version of the i915-perf subsystem
4421  *
4422  * This version number is used by userspace to detect available features.
4423  */
4424 int i915_perf_ioctl_version(void)
4425 {
4426         /*
4427          * 1: Initial version
4428          *   I915_PERF_IOCTL_ENABLE
4429          *   I915_PERF_IOCTL_DISABLE
4430          *
4431          * 2: Added runtime modification of OA config.
4432          *   I915_PERF_IOCTL_CONFIG
4433          *
4434          * 3: Add DRM_I915_PERF_PROP_HOLD_PREEMPTION parameter to hold
4435          *    preemption on a particular context so that performance data is
4436          *    accessible from a delta of MI_RPC reports without looking at the
4437          *    OA buffer.
4438          *
4439          * 4: Add DRM_I915_PERF_PROP_ALLOWED_SSEU to limit what contexts can
4440          *    be run for the duration of the performance recording based on
4441          *    their SSEU configuration.
4442          *
4443          * 5: Add DRM_I915_PERF_PROP_POLL_OA_PERIOD parameter that controls the
4444          *    interval for the hrtimer used to check for OA data.
4445          */
4446         return 5;
4447 }
4448
4449 #if IS_ENABLED(CONFIG_DRM_I915_SELFTEST)
4450 #include "selftests/i915_perf.c"
4451 #endif