Merge tag 'kbuild-v5.13' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/masahiroy...
[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_execlists_submission.h"
202 #include "gt/intel_gpu_commands.h"
203 #include "gt/intel_gt.h"
204 #include "gt/intel_gt_clock_utils.h"
205 #include "gt/intel_lrc.h"
206 #include "gt/intel_ring.h"
207
208 #include "i915_drv.h"
209 #include "i915_perf.h"
210
211 /* HW requires this to be a power of two, between 128k and 16M, though driver
212  * is currently generally designed assuming the largest 16M size is used such
213  * that the overflow cases are unlikely in normal operation.
214  */
215 #define OA_BUFFER_SIZE          SZ_16M
216
217 #define OA_TAKEN(tail, head)    ((tail - head) & (OA_BUFFER_SIZE - 1))
218
219 /**
220  * DOC: OA Tail Pointer Race
221  *
222  * There's a HW race condition between OA unit tail pointer register updates and
223  * writes to memory whereby the tail pointer can sometimes get ahead of what's
224  * been written out to the OA buffer so far (in terms of what's visible to the
225  * CPU).
226  *
227  * Although this can be observed explicitly while copying reports to userspace
228  * by checking for a zeroed report-id field in tail reports, we want to account
229  * for this earlier, as part of the oa_buffer_check_unlocked to avoid lots of
230  * redundant read() attempts.
231  *
232  * We workaround this issue in oa_buffer_check_unlocked() by reading the reports
233  * in the OA buffer, starting from the tail reported by the HW until we find a
234  * report with its first 2 dwords not 0 meaning its previous report is
235  * completely in memory and ready to be read. Those dwords are also set to 0
236  * once read and the whole buffer is cleared upon OA buffer initialization. The
237  * first dword is the reason for this report while the second is the timestamp,
238  * making the chances of having those 2 fields at 0 fairly unlikely. A more
239  * detailed explanation is available in oa_buffer_check_unlocked().
240  *
241  * Most of the implementation details for this workaround are in
242  * oa_buffer_check_unlocked() and _append_oa_reports()
243  *
244  * Note for posterity: previously the driver used to define an effective tail
245  * pointer that lagged the real pointer by a 'tail margin' measured in bytes
246  * derived from %OA_TAIL_MARGIN_NSEC and the configured sampling frequency.
247  * This was flawed considering that the OA unit may also automatically generate
248  * non-periodic reports (such as on context switch) or the OA unit may be
249  * enabled without any periodic sampling.
250  */
251 #define OA_TAIL_MARGIN_NSEC     100000ULL
252 #define INVALID_TAIL_PTR        0xffffffff
253
254 /* The default frequency for checking whether the OA unit has written new
255  * reports to the circular OA buffer...
256  */
257 #define DEFAULT_POLL_FREQUENCY_HZ 200
258 #define DEFAULT_POLL_PERIOD_NS (NSEC_PER_SEC / DEFAULT_POLL_FREQUENCY_HZ)
259
260 /* for sysctl proc_dointvec_minmax of dev.i915.perf_stream_paranoid */
261 static u32 i915_perf_stream_paranoid = true;
262
263 /* The maximum exponent the hardware accepts is 63 (essentially it selects one
264  * of the 64bit timestamp bits to trigger reports from) but there's currently
265  * no known use case for sampling as infrequently as once per 47 thousand years.
266  *
267  * Since the timestamps included in OA reports are only 32bits it seems
268  * reasonable to limit the OA exponent where it's still possible to account for
269  * overflow in OA report timestamps.
270  */
271 #define OA_EXPONENT_MAX 31
272
273 #define INVALID_CTX_ID 0xffffffff
274
275 /* On Gen8+ automatically triggered OA reports include a 'reason' field... */
276 #define OAREPORT_REASON_MASK           0x3f
277 #define OAREPORT_REASON_MASK_EXTENDED  0x7f
278 #define OAREPORT_REASON_SHIFT          19
279 #define OAREPORT_REASON_TIMER          (1<<0)
280 #define OAREPORT_REASON_CTX_SWITCH     (1<<3)
281 #define OAREPORT_REASON_CLK_RATIO      (1<<5)
282
283
284 /* For sysctl proc_dointvec_minmax of i915_oa_max_sample_rate
285  *
286  * The highest sampling frequency we can theoretically program the OA unit
287  * with is always half the timestamp frequency: E.g. 6.25Mhz for Haswell.
288  *
289  * Initialized just before we register the sysctl parameter.
290  */
291 static int oa_sample_rate_hard_limit;
292
293 /* Theoretically we can program the OA unit to sample every 160ns but don't
294  * allow that by default unless root...
295  *
296  * The default threshold of 100000Hz is based on perf's similar
297  * kernel.perf_event_max_sample_rate sysctl parameter.
298  */
299 static u32 i915_oa_max_sample_rate = 100000;
300
301 /* XXX: beware if future OA HW adds new report formats that the current
302  * code assumes all reports have a power-of-two size and ~(size - 1) can
303  * be used as a mask to align the OA tail pointer.
304  */
305 static const struct i915_oa_format oa_formats[I915_OA_FORMAT_MAX] = {
306         [I915_OA_FORMAT_A13]        = { 0, 64 },
307         [I915_OA_FORMAT_A29]        = { 1, 128 },
308         [I915_OA_FORMAT_A13_B8_C8]  = { 2, 128 },
309         /* A29_B8_C8 Disallowed as 192 bytes doesn't factor into buffer size */
310         [I915_OA_FORMAT_B4_C8]      = { 4, 64 },
311         [I915_OA_FORMAT_A45_B8_C8]  = { 5, 256 },
312         [I915_OA_FORMAT_B4_C8_A16]  = { 6, 128 },
313         [I915_OA_FORMAT_C4_B8]      = { 7, 64 },
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 };
318
319 #define SAMPLE_OA_REPORT      (1<<0)
320
321 /**
322  * struct perf_open_properties - for validated properties given to open a stream
323  * @sample_flags: `DRM_I915_PERF_PROP_SAMPLE_*` properties are tracked as flags
324  * @single_context: Whether a single or all gpu contexts should be monitored
325  * @hold_preemption: Whether the preemption is disabled for the filtered
326  *                   context
327  * @ctx_handle: A gem ctx handle for use with @single_context
328  * @metrics_set: An ID for an OA unit metric set advertised via sysfs
329  * @oa_format: An OA unit HW report format
330  * @oa_periodic: Whether to enable periodic OA unit sampling
331  * @oa_period_exponent: The OA unit sampling period is derived from this
332  * @engine: The engine (typically rcs0) being monitored by the OA unit
333  * @has_sseu: Whether @sseu was specified by userspace
334  * @sseu: internal SSEU configuration computed either from the userspace
335  *        specified configuration in the opening parameters or a default value
336  *        (see get_default_sseu_config())
337  * @poll_oa_period: The period in nanoseconds at which the CPU will check for OA
338  * data availability
339  *
340  * As read_properties_unlocked() enumerates and validates the properties given
341  * to open a stream of metrics the configuration is built up in the structure
342  * which starts out zero initialized.
343  */
344 struct perf_open_properties {
345         u32 sample_flags;
346
347         u64 single_context:1;
348         u64 hold_preemption:1;
349         u64 ctx_handle;
350
351         /* OA sampling state */
352         int metrics_set;
353         int oa_format;
354         bool oa_periodic;
355         int oa_period_exponent;
356
357         struct intel_engine_cs *engine;
358
359         bool has_sseu;
360         struct intel_sseu sseu;
361
362         u64 poll_oa_period;
363 };
364
365 struct i915_oa_config_bo {
366         struct llist_node node;
367
368         struct i915_oa_config *oa_config;
369         struct i915_vma *vma;
370 };
371
372 static struct ctl_table_header *sysctl_header;
373
374 static enum hrtimer_restart oa_poll_check_timer_cb(struct hrtimer *hrtimer);
375
376 void i915_oa_config_release(struct kref *ref)
377 {
378         struct i915_oa_config *oa_config =
379                 container_of(ref, typeof(*oa_config), ref);
380
381         kfree(oa_config->flex_regs);
382         kfree(oa_config->b_counter_regs);
383         kfree(oa_config->mux_regs);
384
385         kfree_rcu(oa_config, rcu);
386 }
387
388 struct i915_oa_config *
389 i915_perf_get_oa_config(struct i915_perf *perf, int metrics_set)
390 {
391         struct i915_oa_config *oa_config;
392
393         rcu_read_lock();
394         oa_config = idr_find(&perf->metrics_idr, metrics_set);
395         if (oa_config)
396                 oa_config = i915_oa_config_get(oa_config);
397         rcu_read_unlock();
398
399         return oa_config;
400 }
401
402 static void free_oa_config_bo(struct i915_oa_config_bo *oa_bo)
403 {
404         i915_oa_config_put(oa_bo->oa_config);
405         i915_vma_put(oa_bo->vma);
406         kfree(oa_bo);
407 }
408
409 static u32 gen12_oa_hw_tail_read(struct i915_perf_stream *stream)
410 {
411         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
412
413         return intel_uncore_read(uncore, GEN12_OAG_OATAILPTR) &
414                GEN12_OAG_OATAILPTR_MASK;
415 }
416
417 static u32 gen8_oa_hw_tail_read(struct i915_perf_stream *stream)
418 {
419         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
420
421         return intel_uncore_read(uncore, GEN8_OATAILPTR) & GEN8_OATAILPTR_MASK;
422 }
423
424 static u32 gen7_oa_hw_tail_read(struct i915_perf_stream *stream)
425 {
426         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
427         u32 oastatus1 = intel_uncore_read(uncore, GEN7_OASTATUS1);
428
429         return oastatus1 & GEN7_OASTATUS1_TAIL_MASK;
430 }
431
432 /**
433  * oa_buffer_check_unlocked - check for data and update tail ptr state
434  * @stream: i915 stream instance
435  *
436  * This is either called via fops (for blocking reads in user ctx) or the poll
437  * check hrtimer (atomic ctx) to check the OA buffer tail pointer and check
438  * if there is data available for userspace to read.
439  *
440  * This function is central to providing a workaround for the OA unit tail
441  * pointer having a race with respect to what data is visible to the CPU.
442  * It is responsible for reading tail pointers from the hardware and giving
443  * the pointers time to 'age' before they are made available for reading.
444  * (See description of OA_TAIL_MARGIN_NSEC above for further details.)
445  *
446  * Besides returning true when there is data available to read() this function
447  * also updates the tail, aging_tail and aging_timestamp in the oa_buffer
448  * object.
449  *
450  * Note: It's safe to read OA config state here unlocked, assuming that this is
451  * only called while the stream is enabled, while the global OA configuration
452  * can't be modified.
453  *
454  * Returns: %true if the OA buffer contains data, else %false
455  */
456 static bool oa_buffer_check_unlocked(struct i915_perf_stream *stream)
457 {
458         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
459         int report_size = stream->oa_buffer.format_size;
460         unsigned long flags;
461         bool pollin;
462         u32 hw_tail;
463         u64 now;
464
465         /* We have to consider the (unlikely) possibility that read() errors
466          * could result in an OA buffer reset which might reset the head and
467          * tail state.
468          */
469         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
470
471         hw_tail = stream->perf->ops.oa_hw_tail_read(stream);
472
473         /* The tail pointer increases in 64 byte increments,
474          * not in report_size steps...
475          */
476         hw_tail &= ~(report_size - 1);
477
478         now = ktime_get_mono_fast_ns();
479
480         if (hw_tail == stream->oa_buffer.aging_tail &&
481             (now - stream->oa_buffer.aging_timestamp) > OA_TAIL_MARGIN_NSEC) {
482                 /* If the HW tail hasn't move since the last check and the HW
483                  * tail has been aging for long enough, declare it the new
484                  * tail.
485                  */
486                 stream->oa_buffer.tail = stream->oa_buffer.aging_tail;
487         } else {
488                 u32 head, tail, aged_tail;
489
490                 /* NB: The head we observe here might effectively be a little
491                  * out of date. If a read() is in progress, the head could be
492                  * anywhere between this head and stream->oa_buffer.tail.
493                  */
494                 head = stream->oa_buffer.head - gtt_offset;
495                 aged_tail = stream->oa_buffer.tail - gtt_offset;
496
497                 hw_tail -= gtt_offset;
498                 tail = hw_tail;
499
500                 /* Walk the stream backward until we find a report with dword 0
501                  * & 1 not at 0. Since the circular buffer pointers progress by
502                  * increments of 64 bytes and that reports can be up to 256
503                  * bytes long, we can't tell whether a report has fully landed
504                  * in memory before the first 2 dwords of the following report
505                  * have effectively landed.
506                  *
507                  * This is assuming that the writes of the OA unit land in
508                  * memory in the order they were written to.
509                  * If not : (╯°□°)╯︵ ┻━┻
510                  */
511                 while (OA_TAKEN(tail, aged_tail) >= report_size) {
512                         u32 *report32 = (void *)(stream->oa_buffer.vaddr + tail);
513
514                         if (report32[0] != 0 || report32[1] != 0)
515                                 break;
516
517                         tail = (tail - report_size) & (OA_BUFFER_SIZE - 1);
518                 }
519
520                 if (OA_TAKEN(hw_tail, tail) > report_size &&
521                     __ratelimit(&stream->perf->tail_pointer_race))
522                         DRM_NOTE("unlanded report(s) head=0x%x "
523                                  "tail=0x%x hw_tail=0x%x\n",
524                                  head, tail, hw_tail);
525
526                 stream->oa_buffer.tail = gtt_offset + tail;
527                 stream->oa_buffer.aging_tail = gtt_offset + hw_tail;
528                 stream->oa_buffer.aging_timestamp = now;
529         }
530
531         pollin = OA_TAKEN(stream->oa_buffer.tail - gtt_offset,
532                           stream->oa_buffer.head - gtt_offset) >= report_size;
533
534         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
535
536         return pollin;
537 }
538
539 /**
540  * append_oa_status - Appends a status record to a userspace read() buffer.
541  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
542  * @buf: destination buffer given by userspace
543  * @count: the number of bytes userspace wants to read
544  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
545  * @type: The kind of status to report to userspace
546  *
547  * Writes a status record (such as `DRM_I915_PERF_RECORD_OA_REPORT_LOST`)
548  * into the userspace read() buffer.
549  *
550  * The @buf @offset will only be updated on success.
551  *
552  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
553  */
554 static int append_oa_status(struct i915_perf_stream *stream,
555                             char __user *buf,
556                             size_t count,
557                             size_t *offset,
558                             enum drm_i915_perf_record_type type)
559 {
560         struct drm_i915_perf_record_header header = { type, 0, sizeof(header) };
561
562         if ((count - *offset) < header.size)
563                 return -ENOSPC;
564
565         if (copy_to_user(buf + *offset, &header, sizeof(header)))
566                 return -EFAULT;
567
568         (*offset) += header.size;
569
570         return 0;
571 }
572
573 /**
574  * append_oa_sample - Copies single OA report into userspace read() buffer.
575  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
576  * @buf: destination buffer given by userspace
577  * @count: the number of bytes userspace wants to read
578  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
579  * @report: A single OA report to (optionally) include as part of the sample
580  *
581  * The contents of a sample are configured through `DRM_I915_PERF_PROP_SAMPLE_*`
582  * properties when opening a stream, tracked as `stream->sample_flags`. This
583  * function copies the requested components of a single sample to the given
584  * read() @buf.
585  *
586  * The @buf @offset will only be updated on success.
587  *
588  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
589  */
590 static int append_oa_sample(struct i915_perf_stream *stream,
591                             char __user *buf,
592                             size_t count,
593                             size_t *offset,
594                             const u8 *report)
595 {
596         int report_size = stream->oa_buffer.format_size;
597         struct drm_i915_perf_record_header header;
598
599         header.type = DRM_I915_PERF_RECORD_SAMPLE;
600         header.pad = 0;
601         header.size = stream->sample_size;
602
603         if ((count - *offset) < header.size)
604                 return -ENOSPC;
605
606         buf += *offset;
607         if (copy_to_user(buf, &header, sizeof(header)))
608                 return -EFAULT;
609         buf += sizeof(header);
610
611         if (copy_to_user(buf, report, report_size))
612                 return -EFAULT;
613
614         (*offset) += header.size;
615
616         return 0;
617 }
618
619 /**
620  * gen8_append_oa_reports - Copies all buffered OA reports into
621  *                          userspace read() buffer.
622  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
623  * @buf: destination buffer given by userspace
624  * @count: the number of bytes userspace wants to read
625  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
626  *
627  * Notably any error condition resulting in a short read (-%ENOSPC or
628  * -%EFAULT) will be returned even though one or more records may
629  * have been successfully copied. In this case it's up to the caller
630  * to decide if the error should be squashed before returning to
631  * userspace.
632  *
633  * Note: reports are consumed from the head, and appended to the
634  * tail, so the tail chases the head?... If you think that's mad
635  * and back-to-front you're not alone, but this follows the
636  * Gen PRM naming convention.
637  *
638  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
639  */
640 static int gen8_append_oa_reports(struct i915_perf_stream *stream,
641                                   char __user *buf,
642                                   size_t count,
643                                   size_t *offset)
644 {
645         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
646         int report_size = stream->oa_buffer.format_size;
647         u8 *oa_buf_base = stream->oa_buffer.vaddr;
648         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
649         u32 mask = (OA_BUFFER_SIZE - 1);
650         size_t start_offset = *offset;
651         unsigned long flags;
652         u32 head, tail;
653         u32 taken;
654         int ret = 0;
655
656         if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm, !stream->enabled))
657                 return -EIO;
658
659         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
660
661         head = stream->oa_buffer.head;
662         tail = stream->oa_buffer.tail;
663
664         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
665
666         /*
667          * NB: oa_buffer.head/tail include the gtt_offset which we don't want
668          * while indexing relative to oa_buf_base.
669          */
670         head -= gtt_offset;
671         tail -= gtt_offset;
672
673         /*
674          * An out of bounds or misaligned head or tail pointer implies a driver
675          * bug since we validate + align the tail pointers we read from the
676          * hardware and we are in full control of the head pointer which should
677          * only be incremented by multiples of the report size (notably also
678          * all a power of two).
679          */
680         if (drm_WARN_ONCE(&uncore->i915->drm,
681                           head > OA_BUFFER_SIZE || head % report_size ||
682                           tail > OA_BUFFER_SIZE || tail % report_size,
683                           "Inconsistent OA buffer pointers: head = %u, tail = %u\n",
684                           head, tail))
685                 return -EIO;
686
687
688         for (/* none */;
689              (taken = OA_TAKEN(tail, head));
690              head = (head + report_size) & mask) {
691                 u8 *report = oa_buf_base + head;
692                 u32 *report32 = (void *)report;
693                 u32 ctx_id;
694                 u32 reason;
695
696                 /*
697                  * All the report sizes factor neatly into the buffer
698                  * size so we never expect to see a report split
699                  * between the beginning and end of the buffer.
700                  *
701                  * Given the initial alignment check a misalignment
702                  * here would imply a driver bug that would result
703                  * in an overrun.
704                  */
705                 if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm,
706                                 (OA_BUFFER_SIZE - head) < report_size)) {
707                         drm_err(&uncore->i915->drm,
708                                 "Spurious OA head ptr: non-integral report offset\n");
709                         break;
710                 }
711
712                 /*
713                  * The reason field includes flags identifying what
714                  * triggered this specific report (mostly timer
715                  * triggered or e.g. due to a context switch).
716                  *
717                  * This field is never expected to be zero so we can
718                  * check that the report isn't invalid before copying
719                  * it to userspace...
720                  */
721                 reason = ((report32[0] >> OAREPORT_REASON_SHIFT) &
722                           (IS_GEN(stream->perf->i915, 12) ?
723                            OAREPORT_REASON_MASK_EXTENDED :
724                            OAREPORT_REASON_MASK));
725
726                 ctx_id = report32[2] & stream->specific_ctx_id_mask;
727
728                 /*
729                  * Squash whatever is in the CTX_ID field if it's marked as
730                  * invalid to be sure we avoid false-positive, single-context
731                  * filtering below...
732                  *
733                  * Note: that we don't clear the valid_ctx_bit so userspace can
734                  * understand that the ID has been squashed by the kernel.
735                  */
736                 if (!(report32[0] & stream->perf->gen8_valid_ctx_bit) &&
737                     INTEL_GEN(stream->perf->i915) <= 11)
738                         ctx_id = report32[2] = INVALID_CTX_ID;
739
740                 /*
741                  * NB: For Gen 8 the OA unit no longer supports clock gating
742                  * off for a specific context and the kernel can't securely
743                  * stop the counters from updating as system-wide / global
744                  * values.
745                  *
746                  * Automatic reports now include a context ID so reports can be
747                  * filtered on the cpu but it's not worth trying to
748                  * automatically subtract/hide counter progress for other
749                  * contexts while filtering since we can't stop userspace
750                  * issuing MI_REPORT_PERF_COUNT commands which would still
751                  * provide a side-band view of the real values.
752                  *
753                  * To allow userspace (such as Mesa/GL_INTEL_performance_query)
754                  * to normalize counters for a single filtered context then it
755                  * needs be forwarded bookend context-switch reports so that it
756                  * can track switches in between MI_REPORT_PERF_COUNT commands
757                  * and can itself subtract/ignore the progress of counters
758                  * associated with other contexts. Note that the hardware
759                  * automatically triggers reports when switching to a new
760                  * context which are tagged with the ID of the newly active
761                  * context. To avoid the complexity (and likely fragility) of
762                  * reading ahead while parsing reports to try and minimize
763                  * forwarding redundant context switch reports (i.e. between
764                  * other, unrelated contexts) we simply elect to forward them
765                  * all.
766                  *
767                  * We don't rely solely on the reason field to identify context
768                  * switches since it's not-uncommon for periodic samples to
769                  * identify a switch before any 'context switch' report.
770                  */
771                 if (!stream->perf->exclusive_stream->ctx ||
772                     stream->specific_ctx_id == ctx_id ||
773                     stream->oa_buffer.last_ctx_id == stream->specific_ctx_id ||
774                     reason & OAREPORT_REASON_CTX_SWITCH) {
775
776                         /*
777                          * While filtering for a single context we avoid
778                          * leaking the IDs of other contexts.
779                          */
780                         if (stream->perf->exclusive_stream->ctx &&
781                             stream->specific_ctx_id != ctx_id) {
782                                 report32[2] = INVALID_CTX_ID;
783                         }
784
785                         ret = append_oa_sample(stream, buf, count, offset,
786                                                report);
787                         if (ret)
788                                 break;
789
790                         stream->oa_buffer.last_ctx_id = ctx_id;
791                 }
792
793                 /*
794                  * Clear out the first 2 dword as a mean to detect unlanded
795                  * reports.
796                  */
797                 report32[0] = 0;
798                 report32[1] = 0;
799         }
800
801         if (start_offset != *offset) {
802                 i915_reg_t oaheadptr;
803
804                 oaheadptr = IS_GEN(stream->perf->i915, 12) ?
805                             GEN12_OAG_OAHEADPTR : GEN8_OAHEADPTR;
806
807                 spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
808
809                 /*
810                  * We removed the gtt_offset for the copy loop above, indexing
811                  * relative to oa_buf_base so put back here...
812                  */
813                 head += gtt_offset;
814                 intel_uncore_write(uncore, oaheadptr,
815                                    head & GEN12_OAG_OAHEADPTR_MASK);
816                 stream->oa_buffer.head = head;
817
818                 spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
819         }
820
821         return ret;
822 }
823
824 /**
825  * gen8_oa_read - copy status records then buffered OA reports
826  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
827  * @buf: destination buffer given by userspace
828  * @count: the number of bytes userspace wants to read
829  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
830  *
831  * Checks OA unit status registers and if necessary appends corresponding
832  * status records for userspace (such as for a buffer full condition) and then
833  * initiate appending any buffered OA reports.
834  *
835  * Updates @offset according to the number of bytes successfully copied into
836  * the userspace buffer.
837  *
838  * NB: some data may be successfully copied to the userspace buffer
839  * even if an error is returned, and this is reflected in the
840  * updated @offset.
841  *
842  * Returns: zero on success or a negative error code
843  */
844 static int gen8_oa_read(struct i915_perf_stream *stream,
845                         char __user *buf,
846                         size_t count,
847                         size_t *offset)
848 {
849         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
850         u32 oastatus;
851         i915_reg_t oastatus_reg;
852         int ret;
853
854         if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm, !stream->oa_buffer.vaddr))
855                 return -EIO;
856
857         oastatus_reg = IS_GEN(stream->perf->i915, 12) ?
858                        GEN12_OAG_OASTATUS : GEN8_OASTATUS;
859
860         oastatus = intel_uncore_read(uncore, oastatus_reg);
861
862         /*
863          * We treat OABUFFER_OVERFLOW as a significant error:
864          *
865          * Although theoretically we could handle this more gracefully
866          * sometimes, some Gens don't correctly suppress certain
867          * automatically triggered reports in this condition and so we
868          * have to assume that old reports are now being trampled
869          * over.
870          *
871          * Considering how we don't currently give userspace control
872          * over the OA buffer size and always configure a large 16MB
873          * buffer, then a buffer overflow does anyway likely indicate
874          * that something has gone quite badly wrong.
875          */
876         if (oastatus & GEN8_OASTATUS_OABUFFER_OVERFLOW) {
877                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
878                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_BUFFER_LOST);
879                 if (ret)
880                         return ret;
881
882                 DRM_DEBUG("OA buffer overflow (exponent = %d): force restart\n",
883                           stream->period_exponent);
884
885                 stream->perf->ops.oa_disable(stream);
886                 stream->perf->ops.oa_enable(stream);
887
888                 /*
889                  * Note: .oa_enable() is expected to re-init the oabuffer and
890                  * reset GEN8_OASTATUS for us
891                  */
892                 oastatus = intel_uncore_read(uncore, oastatus_reg);
893         }
894
895         if (oastatus & GEN8_OASTATUS_REPORT_LOST) {
896                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
897                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_REPORT_LOST);
898                 if (ret)
899                         return ret;
900
901                 intel_uncore_rmw(uncore, oastatus_reg,
902                                  GEN8_OASTATUS_COUNTER_OVERFLOW |
903                                  GEN8_OASTATUS_REPORT_LOST,
904                                  IS_GEN_RANGE(uncore->i915, 8, 11) ?
905                                  (GEN8_OASTATUS_HEAD_POINTER_WRAP |
906                                   GEN8_OASTATUS_TAIL_POINTER_WRAP) : 0);
907         }
908
909         return gen8_append_oa_reports(stream, buf, count, offset);
910 }
911
912 /**
913  * gen7_append_oa_reports - Copies all buffered OA reports into
914  *                          userspace read() buffer.
915  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
916  * @buf: destination buffer given by userspace
917  * @count: the number of bytes userspace wants to read
918  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
919  *
920  * Notably any error condition resulting in a short read (-%ENOSPC or
921  * -%EFAULT) will be returned even though one or more records may
922  * have been successfully copied. In this case it's up to the caller
923  * to decide if the error should be squashed before returning to
924  * userspace.
925  *
926  * Note: reports are consumed from the head, and appended to the
927  * tail, so the tail chases the head?... If you think that's mad
928  * and back-to-front you're not alone, but this follows the
929  * Gen PRM naming convention.
930  *
931  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
932  */
933 static int gen7_append_oa_reports(struct i915_perf_stream *stream,
934                                   char __user *buf,
935                                   size_t count,
936                                   size_t *offset)
937 {
938         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
939         int report_size = stream->oa_buffer.format_size;
940         u8 *oa_buf_base = stream->oa_buffer.vaddr;
941         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
942         u32 mask = (OA_BUFFER_SIZE - 1);
943         size_t start_offset = *offset;
944         unsigned long flags;
945         u32 head, tail;
946         u32 taken;
947         int ret = 0;
948
949         if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm, !stream->enabled))
950                 return -EIO;
951
952         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
953
954         head = stream->oa_buffer.head;
955         tail = stream->oa_buffer.tail;
956
957         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
958
959         /* NB: oa_buffer.head/tail include the gtt_offset which we don't want
960          * while indexing relative to oa_buf_base.
961          */
962         head -= gtt_offset;
963         tail -= gtt_offset;
964
965         /* An out of bounds or misaligned head or tail pointer implies a driver
966          * bug since we validate + align the tail pointers we read from the
967          * hardware and we are in full control of the head pointer which should
968          * only be incremented by multiples of the report size (notably also
969          * all a power of two).
970          */
971         if (drm_WARN_ONCE(&uncore->i915->drm,
972                           head > OA_BUFFER_SIZE || head % report_size ||
973                           tail > OA_BUFFER_SIZE || tail % report_size,
974                           "Inconsistent OA buffer pointers: head = %u, tail = %u\n",
975                           head, tail))
976                 return -EIO;
977
978
979         for (/* none */;
980              (taken = OA_TAKEN(tail, head));
981              head = (head + report_size) & mask) {
982                 u8 *report = oa_buf_base + head;
983                 u32 *report32 = (void *)report;
984
985                 /* All the report sizes factor neatly into the buffer
986                  * size so we never expect to see a report split
987                  * between the beginning and end of the buffer.
988                  *
989                  * Given the initial alignment check a misalignment
990                  * here would imply a driver bug that would result
991                  * in an overrun.
992                  */
993                 if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm,
994                                 (OA_BUFFER_SIZE - head) < report_size)) {
995                         drm_err(&uncore->i915->drm,
996                                 "Spurious OA head ptr: non-integral report offset\n");
997                         break;
998                 }
999
1000                 /* The report-ID field for periodic samples includes
1001                  * some undocumented flags related to what triggered
1002                  * the report and is never expected to be zero so we
1003                  * can check that the report isn't invalid before
1004                  * copying it to userspace...
1005                  */
1006                 if (report32[0] == 0) {
1007                         if (__ratelimit(&stream->perf->spurious_report_rs))
1008                                 DRM_NOTE("Skipping spurious, invalid OA report\n");
1009                         continue;
1010                 }
1011
1012                 ret = append_oa_sample(stream, buf, count, offset, report);
1013                 if (ret)
1014                         break;
1015
1016                 /* Clear out the first 2 dwords as a mean to detect unlanded
1017                  * reports.
1018                  */
1019                 report32[0] = 0;
1020                 report32[1] = 0;
1021         }
1022
1023         if (start_offset != *offset) {
1024                 spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1025
1026                 /* We removed the gtt_offset for the copy loop above, indexing
1027                  * relative to oa_buf_base so put back here...
1028                  */
1029                 head += gtt_offset;
1030
1031                 intel_uncore_write(uncore, GEN7_OASTATUS2,
1032                                    (head & GEN7_OASTATUS2_HEAD_MASK) |
1033                                    GEN7_OASTATUS2_MEM_SELECT_GGTT);
1034                 stream->oa_buffer.head = head;
1035
1036                 spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1037         }
1038
1039         return ret;
1040 }
1041
1042 /**
1043  * gen7_oa_read - copy status records then buffered OA reports
1044  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1045  * @buf: destination buffer given by userspace
1046  * @count: the number of bytes userspace wants to read
1047  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
1048  *
1049  * Checks Gen 7 specific OA unit status registers and if necessary appends
1050  * corresponding status records for userspace (such as for a buffer full
1051  * condition) and then initiate appending any buffered OA reports.
1052  *
1053  * Updates @offset according to the number of bytes successfully copied into
1054  * the userspace buffer.
1055  *
1056  * Returns: zero on success or a negative error code
1057  */
1058 static int gen7_oa_read(struct i915_perf_stream *stream,
1059                         char __user *buf,
1060                         size_t count,
1061                         size_t *offset)
1062 {
1063         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1064         u32 oastatus1;
1065         int ret;
1066
1067         if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm, !stream->oa_buffer.vaddr))
1068                 return -EIO;
1069
1070         oastatus1 = intel_uncore_read(uncore, GEN7_OASTATUS1);
1071
1072         /* XXX: On Haswell we don't have a safe way to clear oastatus1
1073          * bits while the OA unit is enabled (while the tail pointer
1074          * may be updated asynchronously) so we ignore status bits
1075          * that have already been reported to userspace.
1076          */
1077         oastatus1 &= ~stream->perf->gen7_latched_oastatus1;
1078
1079         /* We treat OABUFFER_OVERFLOW as a significant error:
1080          *
1081          * - The status can be interpreted to mean that the buffer is
1082          *   currently full (with a higher precedence than OA_TAKEN()
1083          *   which will start to report a near-empty buffer after an
1084          *   overflow) but it's awkward that we can't clear the status
1085          *   on Haswell, so without a reset we won't be able to catch
1086          *   the state again.
1087          *
1088          * - Since it also implies the HW has started overwriting old
1089          *   reports it may also affect our sanity checks for invalid
1090          *   reports when copying to userspace that assume new reports
1091          *   are being written to cleared memory.
1092          *
1093          * - In the future we may want to introduce a flight recorder
1094          *   mode where the driver will automatically maintain a safe
1095          *   guard band between head/tail, avoiding this overflow
1096          *   condition, but we avoid the added driver complexity for
1097          *   now.
1098          */
1099         if (unlikely(oastatus1 & GEN7_OASTATUS1_OABUFFER_OVERFLOW)) {
1100                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
1101                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_BUFFER_LOST);
1102                 if (ret)
1103                         return ret;
1104
1105                 DRM_DEBUG("OA buffer overflow (exponent = %d): force restart\n",
1106                           stream->period_exponent);
1107
1108                 stream->perf->ops.oa_disable(stream);
1109                 stream->perf->ops.oa_enable(stream);
1110
1111                 oastatus1 = intel_uncore_read(uncore, GEN7_OASTATUS1);
1112         }
1113
1114         if (unlikely(oastatus1 & GEN7_OASTATUS1_REPORT_LOST)) {
1115                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
1116                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_REPORT_LOST);
1117                 if (ret)
1118                         return ret;
1119                 stream->perf->gen7_latched_oastatus1 |=
1120                         GEN7_OASTATUS1_REPORT_LOST;
1121         }
1122
1123         return gen7_append_oa_reports(stream, buf, count, offset);
1124 }
1125
1126 /**
1127  * i915_oa_wait_unlocked - handles blocking IO until OA data available
1128  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1129  *
1130  * Called when userspace tries to read() from a blocking stream FD opened
1131  * for OA metrics. It waits until the hrtimer callback finds a non-empty
1132  * OA buffer and wakes us.
1133  *
1134  * Note: it's acceptable to have this return with some false positives
1135  * since any subsequent read handling will return -EAGAIN if there isn't
1136  * really data ready for userspace yet.
1137  *
1138  * Returns: zero on success or a negative error code
1139  */
1140 static int i915_oa_wait_unlocked(struct i915_perf_stream *stream)
1141 {
1142         /* We would wait indefinitely if periodic sampling is not enabled */
1143         if (!stream->periodic)
1144                 return -EIO;
1145
1146         return wait_event_interruptible(stream->poll_wq,
1147                                         oa_buffer_check_unlocked(stream));
1148 }
1149
1150 /**
1151  * i915_oa_poll_wait - call poll_wait() for an OA stream poll()
1152  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1153  * @file: An i915 perf stream file
1154  * @wait: poll() state table
1155  *
1156  * For handling userspace polling on an i915 perf stream opened for OA metrics,
1157  * this starts a poll_wait with the wait queue that our hrtimer callback wakes
1158  * when it sees data ready to read in the circular OA buffer.
1159  */
1160 static void i915_oa_poll_wait(struct i915_perf_stream *stream,
1161                               struct file *file,
1162                               poll_table *wait)
1163 {
1164         poll_wait(file, &stream->poll_wq, wait);
1165 }
1166
1167 /**
1168  * i915_oa_read - just calls through to &i915_oa_ops->read
1169  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1170  * @buf: destination buffer given by userspace
1171  * @count: the number of bytes userspace wants to read
1172  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
1173  *
1174  * Updates @offset according to the number of bytes successfully copied into
1175  * the userspace buffer.
1176  *
1177  * Returns: zero on success or a negative error code
1178  */
1179 static int i915_oa_read(struct i915_perf_stream *stream,
1180                         char __user *buf,
1181                         size_t count,
1182                         size_t *offset)
1183 {
1184         return stream->perf->ops.read(stream, buf, count, offset);
1185 }
1186
1187 static struct intel_context *oa_pin_context(struct i915_perf_stream *stream)
1188 {
1189         struct i915_gem_engines_iter it;
1190         struct i915_gem_context *ctx = stream->ctx;
1191         struct intel_context *ce;
1192         struct i915_gem_ww_ctx ww;
1193         int err = -ENODEV;
1194
1195         for_each_gem_engine(ce, i915_gem_context_lock_engines(ctx), it) {
1196                 if (ce->engine != stream->engine) /* first match! */
1197                         continue;
1198
1199                 err = 0;
1200                 break;
1201         }
1202         i915_gem_context_unlock_engines(ctx);
1203
1204         if (err)
1205                 return ERR_PTR(err);
1206
1207         i915_gem_ww_ctx_init(&ww, true);
1208 retry:
1209         /*
1210          * As the ID is the gtt offset of the context's vma we
1211          * pin the vma to ensure the ID remains fixed.
1212          */
1213         err = intel_context_pin_ww(ce, &ww);
1214         if (err == -EDEADLK) {
1215                 err = i915_gem_ww_ctx_backoff(&ww);
1216                 if (!err)
1217                         goto retry;
1218         }
1219         i915_gem_ww_ctx_fini(&ww);
1220
1221         if (err)
1222                 return ERR_PTR(err);
1223
1224         stream->pinned_ctx = ce;
1225         return stream->pinned_ctx;
1226 }
1227
1228 /**
1229  * oa_get_render_ctx_id - determine and hold ctx hw id
1230  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1231  *
1232  * Determine the render context hw id, and ensure it remains fixed for the
1233  * lifetime of the stream. This ensures that we don't have to worry about
1234  * updating the context ID in OACONTROL on the fly.
1235  *
1236  * Returns: zero on success or a negative error code
1237  */
1238 static int oa_get_render_ctx_id(struct i915_perf_stream *stream)
1239 {
1240         struct intel_context *ce;
1241
1242         ce = oa_pin_context(stream);
1243         if (IS_ERR(ce))
1244                 return PTR_ERR(ce);
1245
1246         switch (INTEL_GEN(ce->engine->i915)) {
1247         case 7: {
1248                 /*
1249                  * On Haswell we don't do any post processing of the reports
1250                  * and don't need to use the mask.
1251                  */
1252                 stream->specific_ctx_id = i915_ggtt_offset(ce->state);
1253                 stream->specific_ctx_id_mask = 0;
1254                 break;
1255         }
1256
1257         case 8:
1258         case 9:
1259         case 10:
1260                 if (intel_engine_in_execlists_submission_mode(ce->engine)) {
1261                         stream->specific_ctx_id_mask =
1262                                 (1U << GEN8_CTX_ID_WIDTH) - 1;
1263                         stream->specific_ctx_id = stream->specific_ctx_id_mask;
1264                 } else {
1265                         /*
1266                          * When using GuC, the context descriptor we write in
1267                          * i915 is read by GuC and rewritten before it's
1268                          * actually written into the hardware. The LRCA is
1269                          * what is put into the context id field of the
1270                          * context descriptor by GuC. Because it's aligned to
1271                          * a page, the lower 12bits are always at 0 and
1272                          * dropped by GuC. They won't be part of the context
1273                          * ID in the OA reports, so squash those lower bits.
1274                          */
1275                         stream->specific_ctx_id = ce->lrc.lrca >> 12;
1276
1277                         /*
1278                          * GuC uses the top bit to signal proxy submission, so
1279                          * ignore that bit.
1280                          */
1281                         stream->specific_ctx_id_mask =
1282                                 (1U << (GEN8_CTX_ID_WIDTH - 1)) - 1;
1283                 }
1284                 break;
1285
1286         case 11:
1287         case 12: {
1288                 stream->specific_ctx_id_mask =
1289                         ((1U << GEN11_SW_CTX_ID_WIDTH) - 1) << (GEN11_SW_CTX_ID_SHIFT - 32);
1290                 /*
1291                  * Pick an unused context id
1292                  * 0 - BITS_PER_LONG are used by other contexts
1293                  * GEN12_MAX_CONTEXT_HW_ID (0x7ff) is used by idle context
1294                  */
1295                 stream->specific_ctx_id = (GEN12_MAX_CONTEXT_HW_ID - 1) << (GEN11_SW_CTX_ID_SHIFT - 32);
1296                 break;
1297         }
1298
1299         default:
1300                 MISSING_CASE(INTEL_GEN(ce->engine->i915));
1301         }
1302
1303         ce->tag = stream->specific_ctx_id;
1304
1305         drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
1306                 "filtering on ctx_id=0x%x ctx_id_mask=0x%x\n",
1307                 stream->specific_ctx_id,
1308                 stream->specific_ctx_id_mask);
1309
1310         return 0;
1311 }
1312
1313 /**
1314  * oa_put_render_ctx_id - counterpart to oa_get_render_ctx_id releases hold
1315  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1316  *
1317  * In case anything needed doing to ensure the context HW ID would remain valid
1318  * for the lifetime of the stream, then that can be undone here.
1319  */
1320 static void oa_put_render_ctx_id(struct i915_perf_stream *stream)
1321 {
1322         struct intel_context *ce;
1323
1324         ce = fetch_and_zero(&stream->pinned_ctx);
1325         if (ce) {
1326                 ce->tag = 0; /* recomputed on next submission after parking */
1327                 intel_context_unpin(ce);
1328         }
1329
1330         stream->specific_ctx_id = INVALID_CTX_ID;
1331         stream->specific_ctx_id_mask = 0;
1332 }
1333
1334 static void
1335 free_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1336 {
1337         i915_vma_unpin_and_release(&stream->oa_buffer.vma,
1338                                    I915_VMA_RELEASE_MAP);
1339
1340         stream->oa_buffer.vaddr = NULL;
1341 }
1342
1343 static void
1344 free_oa_configs(struct i915_perf_stream *stream)
1345 {
1346         struct i915_oa_config_bo *oa_bo, *tmp;
1347
1348         i915_oa_config_put(stream->oa_config);
1349         llist_for_each_entry_safe(oa_bo, tmp, stream->oa_config_bos.first, node)
1350                 free_oa_config_bo(oa_bo);
1351 }
1352
1353 static void
1354 free_noa_wait(struct i915_perf_stream *stream)
1355 {
1356         i915_vma_unpin_and_release(&stream->noa_wait, 0);
1357 }
1358
1359 static void i915_oa_stream_destroy(struct i915_perf_stream *stream)
1360 {
1361         struct i915_perf *perf = stream->perf;
1362
1363         BUG_ON(stream != perf->exclusive_stream);
1364
1365         /*
1366          * Unset exclusive_stream first, it will be checked while disabling
1367          * the metric set on gen8+.
1368          *
1369          * See i915_oa_init_reg_state() and lrc_configure_all_contexts()
1370          */
1371         WRITE_ONCE(perf->exclusive_stream, NULL);
1372         perf->ops.disable_metric_set(stream);
1373
1374         free_oa_buffer(stream);
1375
1376         intel_uncore_forcewake_put(stream->uncore, FORCEWAKE_ALL);
1377         intel_engine_pm_put(stream->engine);
1378
1379         if (stream->ctx)
1380                 oa_put_render_ctx_id(stream);
1381
1382         free_oa_configs(stream);
1383         free_noa_wait(stream);
1384
1385         if (perf->spurious_report_rs.missed) {
1386                 DRM_NOTE("%d spurious OA report notices suppressed due to ratelimiting\n",
1387                          perf->spurious_report_rs.missed);
1388         }
1389 }
1390
1391 static void gen7_init_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1392 {
1393         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1394         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
1395         unsigned long flags;
1396
1397         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1398
1399         /* Pre-DevBDW: OABUFFER must be set with counters off,
1400          * before OASTATUS1, but after OASTATUS2
1401          */
1402         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OASTATUS2, /* head */
1403                            gtt_offset | GEN7_OASTATUS2_MEM_SELECT_GGTT);
1404         stream->oa_buffer.head = gtt_offset;
1405
1406         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OABUFFER, gtt_offset);
1407
1408         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OASTATUS1, /* tail */
1409                            gtt_offset | OABUFFER_SIZE_16M);
1410
1411         /* Mark that we need updated tail pointers to read from... */
1412         stream->oa_buffer.aging_tail = INVALID_TAIL_PTR;
1413         stream->oa_buffer.tail = gtt_offset;
1414
1415         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1416
1417         /* On Haswell we have to track which OASTATUS1 flags we've
1418          * already seen since they can't be cleared while periodic
1419          * sampling is enabled.
1420          */
1421         stream->perf->gen7_latched_oastatus1 = 0;
1422
1423         /* NB: although the OA buffer will initially be allocated
1424          * zeroed via shmfs (and so this memset is redundant when
1425          * first allocating), we may re-init the OA buffer, either
1426          * when re-enabling a stream or in error/reset paths.
1427          *
1428          * The reason we clear the buffer for each re-init is for the
1429          * sanity check in gen7_append_oa_reports() that looks at the
1430          * report-id field to make sure it's non-zero which relies on
1431          * the assumption that new reports are being written to zeroed
1432          * memory...
1433          */
1434         memset(stream->oa_buffer.vaddr, 0, OA_BUFFER_SIZE);
1435 }
1436
1437 static void gen8_init_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1438 {
1439         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1440         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
1441         unsigned long flags;
1442
1443         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1444
1445         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OASTATUS, 0);
1446         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OAHEADPTR, gtt_offset);
1447         stream->oa_buffer.head = gtt_offset;
1448
1449         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OABUFFER_UDW, 0);
1450
1451         /*
1452          * PRM says:
1453          *
1454          *  "This MMIO must be set before the OATAILPTR
1455          *  register and after the OAHEADPTR register. This is
1456          *  to enable proper functionality of the overflow
1457          *  bit."
1458          */
1459         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OABUFFER, gtt_offset |
1460                    OABUFFER_SIZE_16M | GEN8_OABUFFER_MEM_SELECT_GGTT);
1461         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OATAILPTR, gtt_offset & GEN8_OATAILPTR_MASK);
1462
1463         /* Mark that we need updated tail pointers to read from... */
1464         stream->oa_buffer.aging_tail = INVALID_TAIL_PTR;
1465         stream->oa_buffer.tail = gtt_offset;
1466
1467         /*
1468          * Reset state used to recognise context switches, affecting which
1469          * reports we will forward to userspace while filtering for a single
1470          * context.
1471          */
1472         stream->oa_buffer.last_ctx_id = INVALID_CTX_ID;
1473
1474         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1475
1476         /*
1477          * NB: although the OA buffer will initially be allocated
1478          * zeroed via shmfs (and so this memset is redundant when
1479          * first allocating), we may re-init the OA buffer, either
1480          * when re-enabling a stream or in error/reset paths.
1481          *
1482          * The reason we clear the buffer for each re-init is for the
1483          * sanity check in gen8_append_oa_reports() that looks at the
1484          * reason field to make sure it's non-zero which relies on
1485          * the assumption that new reports are being written to zeroed
1486          * memory...
1487          */
1488         memset(stream->oa_buffer.vaddr, 0, OA_BUFFER_SIZE);
1489 }
1490
1491 static void gen12_init_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1492 {
1493         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1494         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
1495         unsigned long flags;
1496
1497         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1498
1499         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OASTATUS, 0);
1500         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OAHEADPTR,
1501                            gtt_offset & GEN12_OAG_OAHEADPTR_MASK);
1502         stream->oa_buffer.head = gtt_offset;
1503
1504         /*
1505          * PRM says:
1506          *
1507          *  "This MMIO must be set before the OATAILPTR
1508          *  register and after the OAHEADPTR register. This is
1509          *  to enable proper functionality of the overflow
1510          *  bit."
1511          */
1512         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OABUFFER, gtt_offset |
1513                            OABUFFER_SIZE_16M | GEN8_OABUFFER_MEM_SELECT_GGTT);
1514         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OATAILPTR,
1515                            gtt_offset & GEN12_OAG_OATAILPTR_MASK);
1516
1517         /* Mark that we need updated tail pointers to read from... */
1518         stream->oa_buffer.aging_tail = INVALID_TAIL_PTR;
1519         stream->oa_buffer.tail = gtt_offset;
1520
1521         /*
1522          * Reset state used to recognise context switches, affecting which
1523          * reports we will forward to userspace while filtering for a single
1524          * context.
1525          */
1526         stream->oa_buffer.last_ctx_id = INVALID_CTX_ID;
1527
1528         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1529
1530         /*
1531          * NB: although the OA buffer will initially be allocated
1532          * zeroed via shmfs (and so this memset is redundant when
1533          * first allocating), we may re-init the OA buffer, either
1534          * when re-enabling a stream or in error/reset paths.
1535          *
1536          * The reason we clear the buffer for each re-init is for the
1537          * sanity check in gen8_append_oa_reports() that looks at the
1538          * reason field to make sure it's non-zero which relies on
1539          * the assumption that new reports are being written to zeroed
1540          * memory...
1541          */
1542         memset(stream->oa_buffer.vaddr, 0,
1543                stream->oa_buffer.vma->size);
1544 }
1545
1546 static int alloc_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1547 {
1548         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
1549         struct drm_i915_gem_object *bo;
1550         struct i915_vma *vma;
1551         int ret;
1552
1553         if (drm_WARN_ON(&i915->drm, stream->oa_buffer.vma))
1554                 return -ENODEV;
1555
1556         BUILD_BUG_ON_NOT_POWER_OF_2(OA_BUFFER_SIZE);
1557         BUILD_BUG_ON(OA_BUFFER_SIZE < SZ_128K || OA_BUFFER_SIZE > SZ_16M);
1558
1559         bo = i915_gem_object_create_shmem(stream->perf->i915, OA_BUFFER_SIZE);
1560         if (IS_ERR(bo)) {
1561                 drm_err(&i915->drm, "Failed to allocate OA buffer\n");
1562                 return PTR_ERR(bo);
1563         }
1564
1565         i915_gem_object_set_cache_coherency(bo, I915_CACHE_LLC);
1566
1567         /* PreHSW required 512K alignment, HSW requires 16M */
1568         vma = i915_gem_object_ggtt_pin(bo, NULL, 0, SZ_16M, 0);
1569         if (IS_ERR(vma)) {
1570                 ret = PTR_ERR(vma);
1571                 goto err_unref;
1572         }
1573         stream->oa_buffer.vma = vma;
1574
1575         stream->oa_buffer.vaddr =
1576                 i915_gem_object_pin_map_unlocked(bo, I915_MAP_WB);
1577         if (IS_ERR(stream->oa_buffer.vaddr)) {
1578                 ret = PTR_ERR(stream->oa_buffer.vaddr);
1579                 goto err_unpin;
1580         }
1581
1582         return 0;
1583
1584 err_unpin:
1585         __i915_vma_unpin(vma);
1586
1587 err_unref:
1588         i915_gem_object_put(bo);
1589
1590         stream->oa_buffer.vaddr = NULL;
1591         stream->oa_buffer.vma = NULL;
1592
1593         return ret;
1594 }
1595
1596 static u32 *save_restore_register(struct i915_perf_stream *stream, u32 *cs,
1597                                   bool save, i915_reg_t reg, u32 offset,
1598                                   u32 dword_count)
1599 {
1600         u32 cmd;
1601         u32 d;
1602
1603         cmd = save ? MI_STORE_REGISTER_MEM : MI_LOAD_REGISTER_MEM;
1604         cmd |= MI_SRM_LRM_GLOBAL_GTT;
1605         if (INTEL_GEN(stream->perf->i915) >= 8)
1606                 cmd++;
1607
1608         for (d = 0; d < dword_count; d++) {
1609                 *cs++ = cmd;
1610                 *cs++ = i915_mmio_reg_offset(reg) + 4 * d;
1611                 *cs++ = intel_gt_scratch_offset(stream->engine->gt,
1612                                                 offset) + 4 * d;
1613                 *cs++ = 0;
1614         }
1615
1616         return cs;
1617 }
1618
1619 static int alloc_noa_wait(struct i915_perf_stream *stream)
1620 {
1621         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
1622         struct drm_i915_gem_object *bo;
1623         struct i915_vma *vma;
1624         const u64 delay_ticks = 0xffffffffffffffff -
1625                 intel_gt_ns_to_clock_interval(stream->perf->i915->ggtt.vm.gt,
1626                                               atomic64_read(&stream->perf->noa_programming_delay));
1627         const u32 base = stream->engine->mmio_base;
1628 #define CS_GPR(x) GEN8_RING_CS_GPR(base, x)
1629         u32 *batch, *ts0, *cs, *jump;
1630         struct i915_gem_ww_ctx ww;
1631         int ret, i;
1632         enum {
1633                 START_TS,
1634                 NOW_TS,
1635                 DELTA_TS,
1636                 JUMP_PREDICATE,
1637                 DELTA_TARGET,
1638                 N_CS_GPR
1639         };
1640
1641         bo = i915_gem_object_create_internal(i915, 4096);
1642         if (IS_ERR(bo)) {
1643                 drm_err(&i915->drm,
1644                         "Failed to allocate NOA wait batchbuffer\n");
1645                 return PTR_ERR(bo);
1646         }
1647
1648         i915_gem_ww_ctx_init(&ww, true);
1649 retry:
1650         ret = i915_gem_object_lock(bo, &ww);
1651         if (ret)
1652                 goto out_ww;
1653
1654         /*
1655          * We pin in GGTT because we jump into this buffer now because
1656          * multiple OA config BOs will have a jump to this address and it
1657          * needs to be fixed during the lifetime of the i915/perf stream.
1658          */
1659         vma = i915_gem_object_ggtt_pin_ww(bo, &ww, NULL, 0, 0, PIN_HIGH);
1660         if (IS_ERR(vma)) {
1661                 ret = PTR_ERR(vma);
1662                 goto out_ww;
1663         }
1664
1665         batch = cs = i915_gem_object_pin_map(bo, I915_MAP_WB);
1666         if (IS_ERR(batch)) {
1667                 ret = PTR_ERR(batch);
1668                 goto err_unpin;
1669         }
1670
1671         /* Save registers. */
1672         for (i = 0; i < N_CS_GPR; i++)
1673                 cs = save_restore_register(
1674                         stream, cs, true /* save */, CS_GPR(i),
1675                         INTEL_GT_SCRATCH_FIELD_PERF_CS_GPR + 8 * i, 2);
1676         cs = save_restore_register(
1677                 stream, cs, true /* save */, MI_PREDICATE_RESULT_1,
1678                 INTEL_GT_SCRATCH_FIELD_PERF_PREDICATE_RESULT_1, 1);
1679
1680         /* First timestamp snapshot location. */
1681         ts0 = cs;
1682
1683         /*
1684          * Initial snapshot of the timestamp register to implement the wait.
1685          * We work with 32b values, so clear out the top 32b bits of the
1686          * register because the ALU works 64bits.
1687          */
1688         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(1);
1689         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(START_TS)) + 4;
1690         *cs++ = 0;
1691         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
1692         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(RING_TIMESTAMP(base));
1693         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(START_TS));
1694
1695         /*
1696          * This is the location we're going to jump back into until the
1697          * required amount of time has passed.
1698          */
1699         jump = cs;
1700
1701         /*
1702          * Take another snapshot of the timestamp register. Take care to clear
1703          * up the top 32bits of CS_GPR(1) as we're using it for other
1704          * operations below.
1705          */
1706         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(1);
1707         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(NOW_TS)) + 4;
1708         *cs++ = 0;
1709         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
1710         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(RING_TIMESTAMP(base));
1711         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(NOW_TS));
1712
1713         /*
1714          * Do a diff between the 2 timestamps and store the result back into
1715          * CS_GPR(1).
1716          */
1717         *cs++ = MI_MATH(5);
1718         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCA, MI_MATH_REG(NOW_TS));
1719         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCB, MI_MATH_REG(START_TS));
1720         *cs++ = MI_MATH_SUB;
1721         *cs++ = MI_MATH_STORE(MI_MATH_REG(DELTA_TS), MI_MATH_REG_ACCU);
1722         *cs++ = MI_MATH_STORE(MI_MATH_REG(JUMP_PREDICATE), MI_MATH_REG_CF);
1723
1724         /*
1725          * Transfer the carry flag (set to 1 if ts1 < ts0, meaning the
1726          * timestamp have rolled over the 32bits) into the predicate register
1727          * to be used for the predicated jump.
1728          */
1729         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
1730         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(JUMP_PREDICATE));
1731         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(MI_PREDICATE_RESULT_1);
1732
1733         /* Restart from the beginning if we had timestamps roll over. */
1734         *cs++ = (INTEL_GEN(i915) < 8 ?
1735                  MI_BATCH_BUFFER_START :
1736                  MI_BATCH_BUFFER_START_GEN8) |
1737                 MI_BATCH_PREDICATE;
1738         *cs++ = i915_ggtt_offset(vma) + (ts0 - batch) * 4;
1739         *cs++ = 0;
1740
1741         /*
1742          * Now add the diff between to previous timestamps and add it to :
1743          *      (((1 * << 64) - 1) - delay_ns)
1744          *
1745          * When the Carry Flag contains 1 this means the elapsed time is
1746          * longer than the expected delay, and we can exit the wait loop.
1747          */
1748         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(2);
1749         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(DELTA_TARGET));
1750         *cs++ = lower_32_bits(delay_ticks);
1751         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(DELTA_TARGET)) + 4;
1752         *cs++ = upper_32_bits(delay_ticks);
1753
1754         *cs++ = MI_MATH(4);
1755         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCA, MI_MATH_REG(DELTA_TS));
1756         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCB, MI_MATH_REG(DELTA_TARGET));
1757         *cs++ = MI_MATH_ADD;
1758         *cs++ = MI_MATH_STOREINV(MI_MATH_REG(JUMP_PREDICATE), MI_MATH_REG_CF);
1759
1760         *cs++ = MI_ARB_CHECK;
1761
1762         /*
1763          * Transfer the result into the predicate register to be used for the
1764          * predicated jump.
1765          */
1766         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
1767         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(JUMP_PREDICATE));
1768         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(MI_PREDICATE_RESULT_1);
1769
1770         /* Predicate the jump.  */
1771         *cs++ = (INTEL_GEN(i915) < 8 ?
1772                  MI_BATCH_BUFFER_START :
1773                  MI_BATCH_BUFFER_START_GEN8) |
1774                 MI_BATCH_PREDICATE;
1775         *cs++ = i915_ggtt_offset(vma) + (jump - batch) * 4;
1776         *cs++ = 0;
1777
1778         /* Restore registers. */
1779         for (i = 0; i < N_CS_GPR; i++)
1780                 cs = save_restore_register(
1781                         stream, cs, false /* restore */, CS_GPR(i),
1782                         INTEL_GT_SCRATCH_FIELD_PERF_CS_GPR + 8 * i, 2);
1783         cs = save_restore_register(
1784                 stream, cs, false /* restore */, MI_PREDICATE_RESULT_1,
1785                 INTEL_GT_SCRATCH_FIELD_PERF_PREDICATE_RESULT_1, 1);
1786
1787         /* And return to the ring. */
1788         *cs++ = MI_BATCH_BUFFER_END;
1789
1790         GEM_BUG_ON(cs - batch > PAGE_SIZE / sizeof(*batch));
1791
1792         i915_gem_object_flush_map(bo);
1793         __i915_gem_object_release_map(bo);
1794
1795         stream->noa_wait = vma;
1796         goto out_ww;
1797
1798 err_unpin:
1799         i915_vma_unpin_and_release(&vma, 0);
1800 out_ww:
1801         if (ret == -EDEADLK) {
1802                 ret = i915_gem_ww_ctx_backoff(&ww);
1803                 if (!ret)
1804                         goto retry;
1805         }
1806         i915_gem_ww_ctx_fini(&ww);
1807         if (ret)
1808                 i915_gem_object_put(bo);
1809         return ret;
1810 }
1811
1812 static u32 *write_cs_mi_lri(u32 *cs,
1813                             const struct i915_oa_reg *reg_data,
1814                             u32 n_regs)
1815 {
1816         u32 i;
1817
1818         for (i = 0; i < n_regs; i++) {
1819                 if ((i % MI_LOAD_REGISTER_IMM_MAX_REGS) == 0) {
1820                         u32 n_lri = min_t(u32,
1821                                           n_regs - i,
1822                                           MI_LOAD_REGISTER_IMM_MAX_REGS);
1823
1824                         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(n_lri);
1825                 }
1826                 *cs++ = i915_mmio_reg_offset(reg_data[i].addr);
1827                 *cs++ = reg_data[i].value;
1828         }
1829
1830         return cs;
1831 }
1832
1833 static int num_lri_dwords(int num_regs)
1834 {
1835         int count = 0;
1836
1837         if (num_regs > 0) {
1838                 count += DIV_ROUND_UP(num_regs, MI_LOAD_REGISTER_IMM_MAX_REGS);
1839                 count += num_regs * 2;
1840         }
1841
1842         return count;
1843 }
1844
1845 static struct i915_oa_config_bo *
1846 alloc_oa_config_buffer(struct i915_perf_stream *stream,
1847                        struct i915_oa_config *oa_config)
1848 {
1849         struct drm_i915_gem_object *obj;
1850         struct i915_oa_config_bo *oa_bo;
1851         struct i915_gem_ww_ctx ww;
1852         size_t config_length = 0;
1853         u32 *cs;
1854         int err;
1855
1856         oa_bo = kzalloc(sizeof(*oa_bo), GFP_KERNEL);
1857         if (!oa_bo)
1858                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1859
1860         config_length += num_lri_dwords(oa_config->mux_regs_len);
1861         config_length += num_lri_dwords(oa_config->b_counter_regs_len);
1862         config_length += num_lri_dwords(oa_config->flex_regs_len);
1863         config_length += 3; /* MI_BATCH_BUFFER_START */
1864         config_length = ALIGN(sizeof(u32) * config_length, I915_GTT_PAGE_SIZE);
1865
1866         obj = i915_gem_object_create_shmem(stream->perf->i915, config_length);
1867         if (IS_ERR(obj)) {
1868                 err = PTR_ERR(obj);
1869                 goto err_free;
1870         }
1871
1872         i915_gem_ww_ctx_init(&ww, true);
1873 retry:
1874         err = i915_gem_object_lock(obj, &ww);
1875         if (err)
1876                 goto out_ww;
1877
1878         cs = i915_gem_object_pin_map(obj, I915_MAP_WB);
1879         if (IS_ERR(cs)) {
1880                 err = PTR_ERR(cs);
1881                 goto out_ww;
1882         }
1883
1884         cs = write_cs_mi_lri(cs,
1885                              oa_config->mux_regs,
1886                              oa_config->mux_regs_len);
1887         cs = write_cs_mi_lri(cs,
1888                              oa_config->b_counter_regs,
1889                              oa_config->b_counter_regs_len);
1890         cs = write_cs_mi_lri(cs,
1891                              oa_config->flex_regs,
1892                              oa_config->flex_regs_len);
1893
1894         /* Jump into the active wait. */
1895         *cs++ = (INTEL_GEN(stream->perf->i915) < 8 ?
1896                  MI_BATCH_BUFFER_START :
1897                  MI_BATCH_BUFFER_START_GEN8);
1898         *cs++ = i915_ggtt_offset(stream->noa_wait);
1899         *cs++ = 0;
1900
1901         i915_gem_object_flush_map(obj);
1902         __i915_gem_object_release_map(obj);
1903
1904         oa_bo->vma = i915_vma_instance(obj,
1905                                        &stream->engine->gt->ggtt->vm,
1906                                        NULL);
1907         if (IS_ERR(oa_bo->vma)) {
1908                 err = PTR_ERR(oa_bo->vma);
1909                 goto out_ww;
1910         }
1911
1912         oa_bo->oa_config = i915_oa_config_get(oa_config);
1913         llist_add(&oa_bo->node, &stream->oa_config_bos);
1914
1915 out_ww:
1916         if (err == -EDEADLK) {
1917                 err = i915_gem_ww_ctx_backoff(&ww);
1918                 if (!err)
1919                         goto retry;
1920         }
1921         i915_gem_ww_ctx_fini(&ww);
1922
1923         if (err)
1924                 i915_gem_object_put(obj);
1925 err_free:
1926         if (err) {
1927                 kfree(oa_bo);
1928                 return ERR_PTR(err);
1929         }
1930         return oa_bo;
1931 }
1932
1933 static struct i915_vma *
1934 get_oa_vma(struct i915_perf_stream *stream, struct i915_oa_config *oa_config)
1935 {
1936         struct i915_oa_config_bo *oa_bo;
1937
1938         /*
1939          * Look for the buffer in the already allocated BOs attached
1940          * to the stream.
1941          */
1942         llist_for_each_entry(oa_bo, stream->oa_config_bos.first, node) {
1943                 if (oa_bo->oa_config == oa_config &&
1944                     memcmp(oa_bo->oa_config->uuid,
1945                            oa_config->uuid,
1946                            sizeof(oa_config->uuid)) == 0)
1947                         goto out;
1948         }
1949
1950         oa_bo = alloc_oa_config_buffer(stream, oa_config);
1951         if (IS_ERR(oa_bo))
1952                 return ERR_CAST(oa_bo);
1953
1954 out:
1955         return i915_vma_get(oa_bo->vma);
1956 }
1957
1958 static int
1959 emit_oa_config(struct i915_perf_stream *stream,
1960                struct i915_oa_config *oa_config,
1961                struct intel_context *ce,
1962                struct i915_active *active)
1963 {
1964         struct i915_request *rq;
1965         struct i915_vma *vma;
1966         struct i915_gem_ww_ctx ww;
1967         int err;
1968
1969         vma = get_oa_vma(stream, oa_config);
1970         if (IS_ERR(vma))
1971                 return PTR_ERR(vma);
1972
1973         i915_gem_ww_ctx_init(&ww, true);
1974 retry:
1975         err = i915_gem_object_lock(vma->obj, &ww);
1976         if (err)
1977                 goto err;
1978
1979         err = i915_vma_pin_ww(vma, &ww, 0, 0, PIN_GLOBAL | PIN_HIGH);
1980         if (err)
1981                 goto err;
1982
1983         intel_engine_pm_get(ce->engine);
1984         rq = i915_request_create(ce);
1985         intel_engine_pm_put(ce->engine);
1986         if (IS_ERR(rq)) {
1987                 err = PTR_ERR(rq);
1988                 goto err_vma_unpin;
1989         }
1990
1991         if (!IS_ERR_OR_NULL(active)) {
1992                 /* After all individual context modifications */
1993                 err = i915_request_await_active(rq, active,
1994                                                 I915_ACTIVE_AWAIT_ACTIVE);
1995                 if (err)
1996                         goto err_add_request;
1997
1998                 err = i915_active_add_request(active, rq);
1999                 if (err)
2000                         goto err_add_request;
2001         }
2002
2003         err = i915_request_await_object(rq, vma->obj, 0);
2004         if (!err)
2005                 err = i915_vma_move_to_active(vma, rq, 0);
2006         if (err)
2007                 goto err_add_request;
2008
2009         err = rq->engine->emit_bb_start(rq,
2010                                         vma->node.start, 0,
2011                                         I915_DISPATCH_SECURE);
2012         if (err)
2013                 goto err_add_request;
2014
2015 err_add_request:
2016         i915_request_add(rq);
2017 err_vma_unpin:
2018         i915_vma_unpin(vma);
2019 err:
2020         if (err == -EDEADLK) {
2021                 err = i915_gem_ww_ctx_backoff(&ww);
2022                 if (!err)
2023                         goto retry;
2024         }
2025
2026         i915_gem_ww_ctx_fini(&ww);
2027         i915_vma_put(vma);
2028         return err;
2029 }
2030
2031 static struct intel_context *oa_context(struct i915_perf_stream *stream)
2032 {
2033         return stream->pinned_ctx ?: stream->engine->kernel_context;
2034 }
2035
2036 static int
2037 hsw_enable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream,
2038                       struct i915_active *active)
2039 {
2040         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2041
2042         /*
2043          * PRM:
2044          *
2045          * OA unit is using “crclk” for its functionality. When trunk
2046          * level clock gating takes place, OA clock would be gated,
2047          * unable to count the events from non-render clock domain.
2048          * Render clock gating must be disabled when OA is enabled to
2049          * count the events from non-render domain. Unit level clock
2050          * gating for RCS should also be disabled.
2051          */
2052         intel_uncore_rmw(uncore, GEN7_MISCCPCTL,
2053                          GEN7_DOP_CLOCK_GATE_ENABLE, 0);
2054         intel_uncore_rmw(uncore, GEN6_UCGCTL1,
2055                          0, GEN6_CSUNIT_CLOCK_GATE_DISABLE);
2056
2057         return emit_oa_config(stream,
2058                               stream->oa_config, oa_context(stream),
2059                               active);
2060 }
2061
2062 static void hsw_disable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2063 {
2064         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2065
2066         intel_uncore_rmw(uncore, GEN6_UCGCTL1,
2067                          GEN6_CSUNIT_CLOCK_GATE_DISABLE, 0);
2068         intel_uncore_rmw(uncore, GEN7_MISCCPCTL,
2069                          0, GEN7_DOP_CLOCK_GATE_ENABLE);
2070
2071         intel_uncore_rmw(uncore, GDT_CHICKEN_BITS, GT_NOA_ENABLE, 0);
2072 }
2073
2074 static u32 oa_config_flex_reg(const struct i915_oa_config *oa_config,
2075                               i915_reg_t reg)
2076 {
2077         u32 mmio = i915_mmio_reg_offset(reg);
2078         int i;
2079
2080         /*
2081          * This arbitrary default will select the 'EU FPU0 Pipeline
2082          * Active' event. In the future it's anticipated that there
2083          * will be an explicit 'No Event' we can select, but not yet...
2084          */
2085         if (!oa_config)
2086                 return 0;
2087
2088         for (i = 0; i < oa_config->flex_regs_len; i++) {
2089                 if (i915_mmio_reg_offset(oa_config->flex_regs[i].addr) == mmio)
2090                         return oa_config->flex_regs[i].value;
2091         }
2092
2093         return 0;
2094 }
2095 /*
2096  * NB: It must always remain pointer safe to run this even if the OA unit
2097  * has been disabled.
2098  *
2099  * It's fine to put out-of-date values into these per-context registers
2100  * in the case that the OA unit has been disabled.
2101  */
2102 static void
2103 gen8_update_reg_state_unlocked(const struct intel_context *ce,
2104                                const struct i915_perf_stream *stream)
2105 {
2106         u32 ctx_oactxctrl = stream->perf->ctx_oactxctrl_offset;
2107         u32 ctx_flexeu0 = stream->perf->ctx_flexeu0_offset;
2108         /* The MMIO offsets for Flex EU registers aren't contiguous */
2109         i915_reg_t flex_regs[] = {
2110                 EU_PERF_CNTL0,
2111                 EU_PERF_CNTL1,
2112                 EU_PERF_CNTL2,
2113                 EU_PERF_CNTL3,
2114                 EU_PERF_CNTL4,
2115                 EU_PERF_CNTL5,
2116                 EU_PERF_CNTL6,
2117         };
2118         u32 *reg_state = ce->lrc_reg_state;
2119         int i;
2120
2121         reg_state[ctx_oactxctrl + 1] =
2122                 (stream->period_exponent << GEN8_OA_TIMER_PERIOD_SHIFT) |
2123                 (stream->periodic ? GEN8_OA_TIMER_ENABLE : 0) |
2124                 GEN8_OA_COUNTER_RESUME;
2125
2126         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(flex_regs); i++)
2127                 reg_state[ctx_flexeu0 + i * 2 + 1] =
2128                         oa_config_flex_reg(stream->oa_config, flex_regs[i]);
2129 }
2130
2131 struct flex {
2132         i915_reg_t reg;
2133         u32 offset;
2134         u32 value;
2135 };
2136
2137 static int
2138 gen8_store_flex(struct i915_request *rq,
2139                 struct intel_context *ce,
2140                 const struct flex *flex, unsigned int count)
2141 {
2142         u32 offset;
2143         u32 *cs;
2144
2145         cs = intel_ring_begin(rq, 4 * count);
2146         if (IS_ERR(cs))
2147                 return PTR_ERR(cs);
2148
2149         offset = i915_ggtt_offset(ce->state) + LRC_STATE_OFFSET;
2150         do {
2151                 *cs++ = MI_STORE_DWORD_IMM_GEN4 | MI_USE_GGTT;
2152                 *cs++ = offset + flex->offset * sizeof(u32);
2153                 *cs++ = 0;
2154                 *cs++ = flex->value;
2155         } while (flex++, --count);
2156
2157         intel_ring_advance(rq, cs);
2158
2159         return 0;
2160 }
2161
2162 static int
2163 gen8_load_flex(struct i915_request *rq,
2164                struct intel_context *ce,
2165                const struct flex *flex, unsigned int count)
2166 {
2167         u32 *cs;
2168
2169         GEM_BUG_ON(!count || count > 63);
2170
2171         cs = intel_ring_begin(rq, 2 * count + 2);
2172         if (IS_ERR(cs))
2173                 return PTR_ERR(cs);
2174
2175         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(count);
2176         do {
2177                 *cs++ = i915_mmio_reg_offset(flex->reg);
2178                 *cs++ = flex->value;
2179         } while (flex++, --count);
2180         *cs++ = MI_NOOP;
2181
2182         intel_ring_advance(rq, cs);
2183
2184         return 0;
2185 }
2186
2187 static int gen8_modify_context(struct intel_context *ce,
2188                                const struct flex *flex, unsigned int count)
2189 {
2190         struct i915_request *rq;
2191         int err;
2192
2193         rq = intel_engine_create_kernel_request(ce->engine);
2194         if (IS_ERR(rq))
2195                 return PTR_ERR(rq);
2196
2197         /* Serialise with the remote context */
2198         err = intel_context_prepare_remote_request(ce, rq);
2199         if (err == 0)
2200                 err = gen8_store_flex(rq, ce, flex, count);
2201
2202         i915_request_add(rq);
2203         return err;
2204 }
2205
2206 static int
2207 gen8_modify_self(struct intel_context *ce,
2208                  const struct flex *flex, unsigned int count,
2209                  struct i915_active *active)
2210 {
2211         struct i915_request *rq;
2212         int err;
2213
2214         intel_engine_pm_get(ce->engine);
2215         rq = i915_request_create(ce);
2216         intel_engine_pm_put(ce->engine);
2217         if (IS_ERR(rq))
2218                 return PTR_ERR(rq);
2219
2220         if (!IS_ERR_OR_NULL(active)) {
2221                 err = i915_active_add_request(active, rq);
2222                 if (err)
2223                         goto err_add_request;
2224         }
2225
2226         err = gen8_load_flex(rq, ce, flex, count);
2227         if (err)
2228                 goto err_add_request;
2229
2230 err_add_request:
2231         i915_request_add(rq);
2232         return err;
2233 }
2234
2235 static int gen8_configure_context(struct i915_gem_context *ctx,
2236                                   struct flex *flex, unsigned int count)
2237 {
2238         struct i915_gem_engines_iter it;
2239         struct intel_context *ce;
2240         int err = 0;
2241
2242         for_each_gem_engine(ce, i915_gem_context_lock_engines(ctx), it) {
2243                 GEM_BUG_ON(ce == ce->engine->kernel_context);
2244
2245                 if (ce->engine->class != RENDER_CLASS)
2246                         continue;
2247
2248                 /* Otherwise OA settings will be set upon first use */
2249                 if (!intel_context_pin_if_active(ce))
2250                         continue;
2251
2252                 flex->value = intel_sseu_make_rpcs(ce->engine->gt, &ce->sseu);
2253                 err = gen8_modify_context(ce, flex, count);
2254
2255                 intel_context_unpin(ce);
2256                 if (err)
2257                         break;
2258         }
2259         i915_gem_context_unlock_engines(ctx);
2260
2261         return err;
2262 }
2263
2264 static int gen12_configure_oar_context(struct i915_perf_stream *stream,
2265                                        struct i915_active *active)
2266 {
2267         int err;
2268         struct intel_context *ce = stream->pinned_ctx;
2269         u32 format = stream->oa_buffer.format;
2270         struct flex regs_context[] = {
2271                 {
2272                         GEN8_OACTXCONTROL,
2273                         stream->perf->ctx_oactxctrl_offset + 1,
2274                         active ? GEN8_OA_COUNTER_RESUME : 0,
2275                 },
2276         };
2277         /* Offsets in regs_lri are not used since this configuration is only
2278          * applied using LRI. Initialize the correct offsets for posterity.
2279          */
2280 #define GEN12_OAR_OACONTROL_OFFSET 0x5B0
2281         struct flex regs_lri[] = {
2282                 {
2283                         GEN12_OAR_OACONTROL,
2284                         GEN12_OAR_OACONTROL_OFFSET + 1,
2285                         (format << GEN12_OAR_OACONTROL_COUNTER_FORMAT_SHIFT) |
2286                         (active ? GEN12_OAR_OACONTROL_COUNTER_ENABLE : 0)
2287                 },
2288                 {
2289                         RING_CONTEXT_CONTROL(ce->engine->mmio_base),
2290                         CTX_CONTEXT_CONTROL,
2291                         _MASKED_FIELD(GEN12_CTX_CTRL_OAR_CONTEXT_ENABLE,
2292                                       active ?
2293                                       GEN12_CTX_CTRL_OAR_CONTEXT_ENABLE :
2294                                       0)
2295                 },
2296         };
2297
2298         /* Modify the context image of pinned context with regs_context*/
2299         err = intel_context_lock_pinned(ce);
2300         if (err)
2301                 return err;
2302
2303         err = gen8_modify_context(ce, regs_context, ARRAY_SIZE(regs_context));
2304         intel_context_unlock_pinned(ce);
2305         if (err)
2306                 return err;
2307
2308         /* Apply regs_lri using LRI with pinned context */
2309         return gen8_modify_self(ce, regs_lri, ARRAY_SIZE(regs_lri), active);
2310 }
2311
2312 /*
2313  * Manages updating the per-context aspects of the OA stream
2314  * configuration across all contexts.
2315  *
2316  * The awkward consideration here is that OACTXCONTROL controls the
2317  * exponent for periodic sampling which is primarily used for system
2318  * wide profiling where we'd like a consistent sampling period even in
2319  * the face of context switches.
2320  *
2321  * Our approach of updating the register state context (as opposed to
2322  * say using a workaround batch buffer) ensures that the hardware
2323  * won't automatically reload an out-of-date timer exponent even
2324  * transiently before a WA BB could be parsed.
2325  *
2326  * This function needs to:
2327  * - Ensure the currently running context's per-context OA state is
2328  *   updated
2329  * - Ensure that all existing contexts will have the correct per-context
2330  *   OA state if they are scheduled for use.
2331  * - Ensure any new contexts will be initialized with the correct
2332  *   per-context OA state.
2333  *
2334  * Note: it's only the RCS/Render context that has any OA state.
2335  * Note: the first flex register passed must always be R_PWR_CLK_STATE
2336  */
2337 static int
2338 oa_configure_all_contexts(struct i915_perf_stream *stream,
2339                           struct flex *regs,
2340                           size_t num_regs,
2341                           struct i915_active *active)
2342 {
2343         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
2344         struct intel_engine_cs *engine;
2345         struct i915_gem_context *ctx, *cn;
2346         int err;
2347
2348         lockdep_assert_held(&stream->perf->lock);
2349
2350         /*
2351          * The OA register config is setup through the context image. This image
2352          * might be written to by the GPU on context switch (in particular on
2353          * lite-restore). This means we can't safely update a context's image,
2354          * if this context is scheduled/submitted to run on the GPU.
2355          *
2356          * We could emit the OA register config through the batch buffer but
2357          * this might leave small interval of time where the OA unit is
2358          * configured at an invalid sampling period.
2359          *
2360          * Note that since we emit all requests from a single ring, there
2361          * is still an implicit global barrier here that may cause a high
2362          * priority context to wait for an otherwise independent low priority
2363          * context. Contexts idle at the time of reconfiguration are not
2364          * trapped behind the barrier.
2365          */
2366         spin_lock(&i915->gem.contexts.lock);
2367         list_for_each_entry_safe(ctx, cn, &i915->gem.contexts.list, link) {
2368                 if (!kref_get_unless_zero(&ctx->ref))
2369                         continue;
2370
2371                 spin_unlock(&i915->gem.contexts.lock);
2372
2373                 err = gen8_configure_context(ctx, regs, num_regs);
2374                 if (err) {
2375                         i915_gem_context_put(ctx);
2376                         return err;
2377                 }
2378
2379                 spin_lock(&i915->gem.contexts.lock);
2380                 list_safe_reset_next(ctx, cn, link);
2381                 i915_gem_context_put(ctx);
2382         }
2383         spin_unlock(&i915->gem.contexts.lock);
2384
2385         /*
2386          * After updating all other contexts, we need to modify ourselves.
2387          * If we don't modify the kernel_context, we do not get events while
2388          * idle.
2389          */
2390         for_each_uabi_engine(engine, i915) {
2391                 struct intel_context *ce = engine->kernel_context;
2392
2393                 if (engine->class != RENDER_CLASS)
2394                         continue;
2395
2396                 regs[0].value = intel_sseu_make_rpcs(engine->gt, &ce->sseu);
2397
2398                 err = gen8_modify_self(ce, regs, num_regs, active);
2399                 if (err)
2400                         return err;
2401         }
2402
2403         return 0;
2404 }
2405
2406 static int
2407 gen12_configure_all_contexts(struct i915_perf_stream *stream,
2408                              const struct i915_oa_config *oa_config,
2409                              struct i915_active *active)
2410 {
2411         struct flex regs[] = {
2412                 {
2413                         GEN8_R_PWR_CLK_STATE,
2414                         CTX_R_PWR_CLK_STATE,
2415                 },
2416         };
2417
2418         return oa_configure_all_contexts(stream,
2419                                          regs, ARRAY_SIZE(regs),
2420                                          active);
2421 }
2422
2423 static int
2424 lrc_configure_all_contexts(struct i915_perf_stream *stream,
2425                            const struct i915_oa_config *oa_config,
2426                            struct i915_active *active)
2427 {
2428         /* The MMIO offsets for Flex EU registers aren't contiguous */
2429         const u32 ctx_flexeu0 = stream->perf->ctx_flexeu0_offset;
2430 #define ctx_flexeuN(N) (ctx_flexeu0 + 2 * (N) + 1)
2431         struct flex regs[] = {
2432                 {
2433                         GEN8_R_PWR_CLK_STATE,
2434                         CTX_R_PWR_CLK_STATE,
2435                 },
2436                 {
2437                         GEN8_OACTXCONTROL,
2438                         stream->perf->ctx_oactxctrl_offset + 1,
2439                 },
2440                 { EU_PERF_CNTL0, ctx_flexeuN(0) },
2441                 { EU_PERF_CNTL1, ctx_flexeuN(1) },
2442                 { EU_PERF_CNTL2, ctx_flexeuN(2) },
2443                 { EU_PERF_CNTL3, ctx_flexeuN(3) },
2444                 { EU_PERF_CNTL4, ctx_flexeuN(4) },
2445                 { EU_PERF_CNTL5, ctx_flexeuN(5) },
2446                 { EU_PERF_CNTL6, ctx_flexeuN(6) },
2447         };
2448 #undef ctx_flexeuN
2449         int i;
2450
2451         regs[1].value =
2452                 (stream->period_exponent << GEN8_OA_TIMER_PERIOD_SHIFT) |
2453                 (stream->periodic ? GEN8_OA_TIMER_ENABLE : 0) |
2454                 GEN8_OA_COUNTER_RESUME;
2455
2456         for (i = 2; i < ARRAY_SIZE(regs); i++)
2457                 regs[i].value = oa_config_flex_reg(oa_config, regs[i].reg);
2458
2459         return oa_configure_all_contexts(stream,
2460                                          regs, ARRAY_SIZE(regs),
2461                                          active);
2462 }
2463
2464 static int
2465 gen8_enable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream,
2466                        struct i915_active *active)
2467 {
2468         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2469         struct i915_oa_config *oa_config = stream->oa_config;
2470         int ret;
2471
2472         /*
2473          * We disable slice/unslice clock ratio change reports on SKL since
2474          * they are too noisy. The HW generates a lot of redundant reports
2475          * where the ratio hasn't really changed causing a lot of redundant
2476          * work to processes and increasing the chances we'll hit buffer
2477          * overruns.
2478          *
2479          * Although we don't currently use the 'disable overrun' OABUFFER
2480          * feature it's worth noting that clock ratio reports have to be
2481          * disabled before considering to use that feature since the HW doesn't
2482          * correctly block these reports.
2483          *
2484          * Currently none of the high-level metrics we have depend on knowing
2485          * this ratio to normalize.
2486          *
2487          * Note: This register is not power context saved and restored, but
2488          * that's OK considering that we disable RC6 while the OA unit is
2489          * enabled.
2490          *
2491          * The _INCLUDE_CLK_RATIO bit allows the slice/unslice frequency to
2492          * be read back from automatically triggered reports, as part of the
2493          * RPT_ID field.
2494          */
2495         if (IS_GEN_RANGE(stream->perf->i915, 9, 11)) {
2496                 intel_uncore_write(uncore, GEN8_OA_DEBUG,
2497                                    _MASKED_BIT_ENABLE(GEN9_OA_DEBUG_DISABLE_CLK_RATIO_REPORTS |
2498                                                       GEN9_OA_DEBUG_INCLUDE_CLK_RATIO));
2499         }
2500
2501         /*
2502          * Update all contexts prior writing the mux configurations as we need
2503          * to make sure all slices/subslices are ON before writing to NOA
2504          * registers.
2505          */
2506         ret = lrc_configure_all_contexts(stream, oa_config, active);
2507         if (ret)
2508                 return ret;
2509
2510         return emit_oa_config(stream,
2511                               stream->oa_config, oa_context(stream),
2512                               active);
2513 }
2514
2515 static u32 oag_report_ctx_switches(const struct i915_perf_stream *stream)
2516 {
2517         return _MASKED_FIELD(GEN12_OAG_OA_DEBUG_DISABLE_CTX_SWITCH_REPORTS,
2518                              (stream->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT) ?
2519                              0 : GEN12_OAG_OA_DEBUG_DISABLE_CTX_SWITCH_REPORTS);
2520 }
2521
2522 static int
2523 gen12_enable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream,
2524                         struct i915_active *active)
2525 {
2526         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2527         struct i915_oa_config *oa_config = stream->oa_config;
2528         bool periodic = stream->periodic;
2529         u32 period_exponent = stream->period_exponent;
2530         int ret;
2531
2532         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OA_DEBUG,
2533                            /* Disable clk ratio reports, like previous Gens. */
2534                            _MASKED_BIT_ENABLE(GEN12_OAG_OA_DEBUG_DISABLE_CLK_RATIO_REPORTS |
2535                                               GEN12_OAG_OA_DEBUG_INCLUDE_CLK_RATIO) |
2536                            /*
2537                             * If the user didn't require OA reports, instruct
2538                             * the hardware not to emit ctx switch reports.
2539                             */
2540                            oag_report_ctx_switches(stream));
2541
2542         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL, periodic ?
2543                            (GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL_COUNTER_RESUME |
2544                             GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL_TIMER_ENABLE |
2545                             (period_exponent << GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL_TIMER_PERIOD_SHIFT))
2546                             : 0);
2547
2548         /*
2549          * Update all contexts prior writing the mux configurations as we need
2550          * to make sure all slices/subslices are ON before writing to NOA
2551          * registers.
2552          */
2553         ret = gen12_configure_all_contexts(stream, oa_config, active);
2554         if (ret)
2555                 return ret;
2556
2557         /*
2558          * For Gen12, performance counters are context
2559          * saved/restored. Only enable it for the context that
2560          * requested this.
2561          */
2562         if (stream->ctx) {
2563                 ret = gen12_configure_oar_context(stream, active);
2564                 if (ret)
2565                         return ret;
2566         }
2567
2568         return emit_oa_config(stream,
2569                               stream->oa_config, oa_context(stream),
2570                               active);
2571 }
2572
2573 static void gen8_disable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2574 {
2575         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2576
2577         /* Reset all contexts' slices/subslices configurations. */
2578         lrc_configure_all_contexts(stream, NULL, NULL);
2579
2580         intel_uncore_rmw(uncore, GDT_CHICKEN_BITS, GT_NOA_ENABLE, 0);
2581 }
2582
2583 static void gen10_disable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2584 {
2585         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2586
2587         /* Reset all contexts' slices/subslices configurations. */
2588         lrc_configure_all_contexts(stream, NULL, NULL);
2589
2590         /* Make sure we disable noa to save power. */
2591         intel_uncore_rmw(uncore, RPM_CONFIG1, GEN10_GT_NOA_ENABLE, 0);
2592 }
2593
2594 static void gen12_disable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2595 {
2596         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2597
2598         /* Reset all contexts' slices/subslices configurations. */
2599         gen12_configure_all_contexts(stream, NULL, NULL);
2600
2601         /* disable the context save/restore or OAR counters */
2602         if (stream->ctx)
2603                 gen12_configure_oar_context(stream, NULL);
2604
2605         /* Make sure we disable noa to save power. */
2606         intel_uncore_rmw(uncore, RPM_CONFIG1, GEN10_GT_NOA_ENABLE, 0);
2607 }
2608
2609 static void gen7_oa_enable(struct i915_perf_stream *stream)
2610 {
2611         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2612         struct i915_gem_context *ctx = stream->ctx;
2613         u32 ctx_id = stream->specific_ctx_id;
2614         bool periodic = stream->periodic;
2615         u32 period_exponent = stream->period_exponent;
2616         u32 report_format = stream->oa_buffer.format;
2617
2618         /*
2619          * Reset buf pointers so we don't forward reports from before now.
2620          *
2621          * Think carefully if considering trying to avoid this, since it
2622          * also ensures status flags and the buffer itself are cleared
2623          * in error paths, and we have checks for invalid reports based
2624          * on the assumption that certain fields are written to zeroed
2625          * memory which this helps maintains.
2626          */
2627         gen7_init_oa_buffer(stream);
2628
2629         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OACONTROL,
2630                            (ctx_id & GEN7_OACONTROL_CTX_MASK) |
2631                            (period_exponent <<
2632                             GEN7_OACONTROL_TIMER_PERIOD_SHIFT) |
2633                            (periodic ? GEN7_OACONTROL_TIMER_ENABLE : 0) |
2634                            (report_format << GEN7_OACONTROL_FORMAT_SHIFT) |
2635                            (ctx ? GEN7_OACONTROL_PER_CTX_ENABLE : 0) |
2636                            GEN7_OACONTROL_ENABLE);
2637 }
2638
2639 static void gen8_oa_enable(struct i915_perf_stream *stream)
2640 {
2641         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2642         u32 report_format = stream->oa_buffer.format;
2643
2644         /*
2645          * Reset buf pointers so we don't forward reports from before now.
2646          *
2647          * Think carefully if considering trying to avoid this, since it
2648          * also ensures status flags and the buffer itself are cleared
2649          * in error paths, and we have checks for invalid reports based
2650          * on the assumption that certain fields are written to zeroed
2651          * memory which this helps maintains.
2652          */
2653         gen8_init_oa_buffer(stream);
2654
2655         /*
2656          * Note: we don't rely on the hardware to perform single context
2657          * filtering and instead filter on the cpu based on the context-id
2658          * field of reports
2659          */
2660         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OACONTROL,
2661                            (report_format << GEN8_OA_REPORT_FORMAT_SHIFT) |
2662                            GEN8_OA_COUNTER_ENABLE);
2663 }
2664
2665 static void gen12_oa_enable(struct i915_perf_stream *stream)
2666 {
2667         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2668         u32 report_format = stream->oa_buffer.format;
2669
2670         /*
2671          * If we don't want OA reports from the OA buffer, then we don't even
2672          * need to program the OAG unit.
2673          */
2674         if (!(stream->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT))
2675                 return;
2676
2677         gen12_init_oa_buffer(stream);
2678
2679         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OACONTROL,
2680                            (report_format << GEN12_OAG_OACONTROL_OA_COUNTER_FORMAT_SHIFT) |
2681                            GEN12_OAG_OACONTROL_OA_COUNTER_ENABLE);
2682 }
2683
2684 /**
2685  * i915_oa_stream_enable - handle `I915_PERF_IOCTL_ENABLE` for OA stream
2686  * @stream: An i915 perf stream opened for OA metrics
2687  *
2688  * [Re]enables hardware periodic sampling according to the period configured
2689  * when opening the stream. This also starts a hrtimer that will periodically
2690  * check for data in the circular OA buffer for notifying userspace (e.g.
2691  * during a read() or poll()).
2692  */
2693 static void i915_oa_stream_enable(struct i915_perf_stream *stream)
2694 {
2695         stream->pollin = false;
2696
2697         stream->perf->ops.oa_enable(stream);
2698
2699         if (stream->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT)
2700                 hrtimer_start(&stream->poll_check_timer,
2701                               ns_to_ktime(stream->poll_oa_period),
2702                               HRTIMER_MODE_REL_PINNED);
2703 }
2704
2705 static void gen7_oa_disable(struct i915_perf_stream *stream)
2706 {
2707         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2708
2709         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OACONTROL, 0);
2710         if (intel_wait_for_register(uncore,
2711                                     GEN7_OACONTROL, GEN7_OACONTROL_ENABLE, 0,
2712                                     50))
2713                 drm_err(&stream->perf->i915->drm,
2714                         "wait for OA to be disabled timed out\n");
2715 }
2716
2717 static void gen8_oa_disable(struct i915_perf_stream *stream)
2718 {
2719         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2720
2721         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OACONTROL, 0);
2722         if (intel_wait_for_register(uncore,
2723                                     GEN8_OACONTROL, GEN8_OA_COUNTER_ENABLE, 0,
2724                                     50))
2725                 drm_err(&stream->perf->i915->drm,
2726                         "wait for OA to be disabled timed out\n");
2727 }
2728
2729 static void gen12_oa_disable(struct i915_perf_stream *stream)
2730 {
2731         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2732
2733         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OACONTROL, 0);
2734         if (intel_wait_for_register(uncore,
2735                                     GEN12_OAG_OACONTROL,
2736                                     GEN12_OAG_OACONTROL_OA_COUNTER_ENABLE, 0,
2737                                     50))
2738                 drm_err(&stream->perf->i915->drm,
2739                         "wait for OA to be disabled timed out\n");
2740
2741         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OA_TLB_INV_CR, 1);
2742         if (intel_wait_for_register(uncore,
2743                                     GEN12_OA_TLB_INV_CR,
2744                                     1, 0,
2745                                     50))
2746                 drm_err(&stream->perf->i915->drm,
2747                         "wait for OA tlb invalidate timed out\n");
2748 }
2749
2750 /**
2751  * i915_oa_stream_disable - handle `I915_PERF_IOCTL_DISABLE` for OA stream
2752  * @stream: An i915 perf stream opened for OA metrics
2753  *
2754  * Stops the OA unit from periodically writing counter reports into the
2755  * circular OA buffer. This also stops the hrtimer that periodically checks for
2756  * data in the circular OA buffer, for notifying userspace.
2757  */
2758 static void i915_oa_stream_disable(struct i915_perf_stream *stream)
2759 {
2760         stream->perf->ops.oa_disable(stream);
2761
2762         if (stream->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT)
2763                 hrtimer_cancel(&stream->poll_check_timer);
2764 }
2765
2766 static const struct i915_perf_stream_ops i915_oa_stream_ops = {
2767         .destroy = i915_oa_stream_destroy,
2768         .enable = i915_oa_stream_enable,
2769         .disable = i915_oa_stream_disable,
2770         .wait_unlocked = i915_oa_wait_unlocked,
2771         .poll_wait = i915_oa_poll_wait,
2772         .read = i915_oa_read,
2773 };
2774
2775 static int i915_perf_stream_enable_sync(struct i915_perf_stream *stream)
2776 {
2777         struct i915_active *active;
2778         int err;
2779
2780         active = i915_active_create();
2781         if (!active)
2782                 return -ENOMEM;
2783
2784         err = stream->perf->ops.enable_metric_set(stream, active);
2785         if (err == 0)
2786                 __i915_active_wait(active, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
2787
2788         i915_active_put(active);
2789         return err;
2790 }
2791
2792 static void
2793 get_default_sseu_config(struct intel_sseu *out_sseu,
2794                         struct intel_engine_cs *engine)
2795 {
2796         const struct sseu_dev_info *devinfo_sseu = &engine->gt->info.sseu;
2797
2798         *out_sseu = intel_sseu_from_device_info(devinfo_sseu);
2799
2800         if (IS_GEN(engine->i915, 11)) {
2801                 /*
2802                  * We only need subslice count so it doesn't matter which ones
2803                  * we select - just turn off low bits in the amount of half of
2804                  * all available subslices per slice.
2805                  */
2806                 out_sseu->subslice_mask =
2807                         ~(~0 << (hweight8(out_sseu->subslice_mask) / 2));
2808                 out_sseu->slice_mask = 0x1;
2809         }
2810 }
2811
2812 static int
2813 get_sseu_config(struct intel_sseu *out_sseu,
2814                 struct intel_engine_cs *engine,
2815                 const struct drm_i915_gem_context_param_sseu *drm_sseu)
2816 {
2817         if (drm_sseu->engine.engine_class != engine->uabi_class ||
2818             drm_sseu->engine.engine_instance != engine->uabi_instance)
2819                 return -EINVAL;
2820
2821         return i915_gem_user_to_context_sseu(engine->gt, drm_sseu, out_sseu);
2822 }
2823
2824 /**
2825  * i915_oa_stream_init - validate combined props for OA stream and init
2826  * @stream: An i915 perf stream
2827  * @param: The open parameters passed to `DRM_I915_PERF_OPEN`
2828  * @props: The property state that configures stream (individually validated)
2829  *
2830  * While read_properties_unlocked() validates properties in isolation it
2831  * doesn't ensure that the combination necessarily makes sense.
2832  *
2833  * At this point it has been determined that userspace wants a stream of
2834  * OA metrics, but still we need to further validate the combined
2835  * properties are OK.
2836  *
2837  * If the configuration makes sense then we can allocate memory for
2838  * a circular OA buffer and apply the requested metric set configuration.
2839  *
2840  * Returns: zero on success or a negative error code.
2841  */
2842 static int i915_oa_stream_init(struct i915_perf_stream *stream,
2843                                struct drm_i915_perf_open_param *param,
2844                                struct perf_open_properties *props)
2845 {
2846         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
2847         struct i915_perf *perf = stream->perf;
2848         int format_size;
2849         int ret;
2850
2851         if (!props->engine) {
2852                 DRM_DEBUG("OA engine not specified\n");
2853                 return -EINVAL;
2854         }
2855
2856         /*
2857          * If the sysfs metrics/ directory wasn't registered for some
2858          * reason then don't let userspace try their luck with config
2859          * IDs
2860          */
2861         if (!perf->metrics_kobj) {
2862                 DRM_DEBUG("OA metrics weren't advertised via sysfs\n");
2863                 return -EINVAL;
2864         }
2865
2866         if (!(props->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT) &&
2867             (INTEL_GEN(perf->i915) < 12 || !stream->ctx)) {
2868                 DRM_DEBUG("Only OA report sampling supported\n");
2869                 return -EINVAL;
2870         }
2871
2872         if (!perf->ops.enable_metric_set) {
2873                 DRM_DEBUG("OA unit not supported\n");
2874                 return -ENODEV;
2875         }
2876
2877         /*
2878          * To avoid the complexity of having to accurately filter
2879          * counter reports and marshal to the appropriate client
2880          * we currently only allow exclusive access
2881          */
2882         if (perf->exclusive_stream) {
2883                 DRM_DEBUG("OA unit already in use\n");
2884                 return -EBUSY;
2885         }
2886
2887         if (!props->oa_format) {
2888                 DRM_DEBUG("OA report format not specified\n");
2889                 return -EINVAL;
2890         }
2891
2892         stream->engine = props->engine;
2893         stream->uncore = stream->engine->gt->uncore;
2894
2895         stream->sample_size = sizeof(struct drm_i915_perf_record_header);
2896
2897         format_size = perf->oa_formats[props->oa_format].size;
2898
2899         stream->sample_flags = props->sample_flags;
2900         stream->sample_size += format_size;
2901
2902         stream->oa_buffer.format_size = format_size;
2903         if (drm_WARN_ON(&i915->drm, stream->oa_buffer.format_size == 0))
2904                 return -EINVAL;
2905
2906         stream->hold_preemption = props->hold_preemption;
2907
2908         stream->oa_buffer.format =
2909                 perf->oa_formats[props->oa_format].format;
2910
2911         stream->periodic = props->oa_periodic;
2912         if (stream->periodic)
2913                 stream->period_exponent = props->oa_period_exponent;
2914
2915         if (stream->ctx) {
2916                 ret = oa_get_render_ctx_id(stream);
2917                 if (ret) {
2918                         DRM_DEBUG("Invalid context id to filter with\n");
2919                         return ret;
2920                 }
2921         }
2922
2923         ret = alloc_noa_wait(stream);
2924         if (ret) {
2925                 DRM_DEBUG("Unable to allocate NOA wait batch buffer\n");
2926                 goto err_noa_wait_alloc;
2927         }
2928
2929         stream->oa_config = i915_perf_get_oa_config(perf, props->metrics_set);
2930         if (!stream->oa_config) {
2931                 DRM_DEBUG("Invalid OA config id=%i\n", props->metrics_set);
2932                 ret = -EINVAL;
2933                 goto err_config;
2934         }
2935
2936         /* PRM - observability performance counters:
2937          *
2938          *   OACONTROL, performance counter enable, note:
2939          *
2940          *   "When this bit is set, in order to have coherent counts,
2941          *   RC6 power state and trunk clock gating must be disabled.
2942          *   This can be achieved by programming MMIO registers as
2943          *   0xA094=0 and 0xA090[31]=1"
2944          *
2945          *   In our case we are expecting that taking pm + FORCEWAKE
2946          *   references will effectively disable RC6.
2947          */
2948         intel_engine_pm_get(stream->engine);
2949         intel_uncore_forcewake_get(stream->uncore, FORCEWAKE_ALL);
2950
2951         ret = alloc_oa_buffer(stream);
2952         if (ret)
2953                 goto err_oa_buf_alloc;
2954
2955         stream->ops = &i915_oa_stream_ops;
2956
2957         perf->sseu = props->sseu;
2958         WRITE_ONCE(perf->exclusive_stream, stream);
2959
2960         ret = i915_perf_stream_enable_sync(stream);
2961         if (ret) {
2962                 DRM_DEBUG("Unable to enable metric set\n");
2963                 goto err_enable;
2964         }
2965
2966         DRM_DEBUG("opening stream oa config uuid=%s\n",
2967                   stream->oa_config->uuid);
2968
2969         hrtimer_init(&stream->poll_check_timer,
2970                      CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
2971         stream->poll_check_timer.function = oa_poll_check_timer_cb;
2972         init_waitqueue_head(&stream->poll_wq);
2973         spin_lock_init(&stream->oa_buffer.ptr_lock);
2974
2975         return 0;
2976
2977 err_enable:
2978         WRITE_ONCE(perf->exclusive_stream, NULL);
2979         perf->ops.disable_metric_set(stream);
2980
2981         free_oa_buffer(stream);
2982
2983 err_oa_buf_alloc:
2984         free_oa_configs(stream);
2985
2986         intel_uncore_forcewake_put(stream->uncore, FORCEWAKE_ALL);
2987         intel_engine_pm_put(stream->engine);
2988
2989 err_config:
2990         free_noa_wait(stream);
2991
2992 err_noa_wait_alloc:
2993         if (stream->ctx)
2994                 oa_put_render_ctx_id(stream);
2995
2996         return ret;
2997 }
2998
2999 void i915_oa_init_reg_state(const struct intel_context *ce,
3000                             const struct intel_engine_cs *engine)
3001 {
3002         struct i915_perf_stream *stream;
3003
3004         if (engine->class != RENDER_CLASS)
3005                 return;
3006
3007         /* perf.exclusive_stream serialised by lrc_configure_all_contexts() */
3008         stream = READ_ONCE(engine->i915->perf.exclusive_stream);
3009         if (stream && INTEL_GEN(stream->perf->i915) < 12)
3010                 gen8_update_reg_state_unlocked(ce, stream);
3011 }
3012
3013 /**
3014  * i915_perf_read - handles read() FOP for i915 perf stream FDs
3015  * @file: An i915 perf stream file
3016  * @buf: destination buffer given by userspace
3017  * @count: the number of bytes userspace wants to read
3018  * @ppos: (inout) file seek position (unused)
3019  *
3020  * The entry point for handling a read() on a stream file descriptor from
3021  * userspace. Most of the work is left to the i915_perf_read_locked() and
3022  * &i915_perf_stream_ops->read but to save having stream implementations (of
3023  * which we might have multiple later) we handle blocking read here.
3024  *
3025  * We can also consistently treat trying to read from a disabled stream
3026  * as an IO error so implementations can assume the stream is enabled
3027  * while reading.
3028  *
3029  * Returns: The number of bytes copied or a negative error code on failure.
3030  */
3031 static ssize_t i915_perf_read(struct file *file,
3032                               char __user *buf,
3033                               size_t count,
3034                               loff_t *ppos)
3035 {
3036         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
3037         struct i915_perf *perf = stream->perf;
3038         size_t offset = 0;
3039         int ret;
3040
3041         /* To ensure it's handled consistently we simply treat all reads of a
3042          * disabled stream as an error. In particular it might otherwise lead
3043          * to a deadlock for blocking file descriptors...
3044          */
3045         if (!stream->enabled || !(stream->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT))
3046                 return -EIO;
3047
3048         if (!(file->f_flags & O_NONBLOCK)) {
3049                 /* There's the small chance of false positives from
3050                  * stream->ops->wait_unlocked.
3051                  *
3052                  * E.g. with single context filtering since we only wait until
3053                  * oabuffer has >= 1 report we don't immediately know whether
3054                  * any reports really belong to the current context
3055                  */
3056                 do {
3057                         ret = stream->ops->wait_unlocked(stream);
3058                         if (ret)
3059                                 return ret;
3060
3061                         mutex_lock(&perf->lock);
3062                         ret = stream->ops->read(stream, buf, count, &offset);
3063                         mutex_unlock(&perf->lock);
3064                 } while (!offset && !ret);
3065         } else {
3066                 mutex_lock(&perf->lock);
3067                 ret = stream->ops->read(stream, buf, count, &offset);
3068                 mutex_unlock(&perf->lock);
3069         }
3070
3071         /* We allow the poll checking to sometimes report false positive EPOLLIN
3072          * events where we might actually report EAGAIN on read() if there's
3073          * not really any data available. In this situation though we don't
3074          * want to enter a busy loop between poll() reporting a EPOLLIN event
3075          * and read() returning -EAGAIN. Clearing the oa.pollin state here
3076          * effectively ensures we back off until the next hrtimer callback
3077          * before reporting another EPOLLIN event.
3078          * The exception to this is if ops->read() returned -ENOSPC which means
3079          * that more OA data is available than could fit in the user provided
3080          * buffer. In this case we want the next poll() call to not block.
3081          */
3082         if (ret != -ENOSPC)
3083                 stream->pollin = false;
3084
3085         /* Possible values for ret are 0, -EFAULT, -ENOSPC, -EIO, ... */
3086         return offset ?: (ret ?: -EAGAIN);
3087 }
3088
3089 static enum hrtimer_restart oa_poll_check_timer_cb(struct hrtimer *hrtimer)
3090 {
3091         struct i915_perf_stream *stream =
3092                 container_of(hrtimer, typeof(*stream), poll_check_timer);
3093
3094         if (oa_buffer_check_unlocked(stream)) {
3095                 stream->pollin = true;
3096                 wake_up(&stream->poll_wq);
3097         }
3098
3099         hrtimer_forward_now(hrtimer,
3100                             ns_to_ktime(stream->poll_oa_period));
3101
3102         return HRTIMER_RESTART;
3103 }
3104
3105 /**
3106  * i915_perf_poll_locked - poll_wait() with a suitable wait queue for stream
3107  * @stream: An i915 perf stream
3108  * @file: An i915 perf stream file
3109  * @wait: poll() state table
3110  *
3111  * For handling userspace polling on an i915 perf stream, this calls through to
3112  * &i915_perf_stream_ops->poll_wait to call poll_wait() with a wait queue that
3113  * will be woken for new stream data.
3114  *
3115  * Note: The &perf->lock mutex has been taken to serialize
3116  * with any non-file-operation driver hooks.
3117  *
3118  * Returns: any poll events that are ready without sleeping
3119  */
3120 static __poll_t i915_perf_poll_locked(struct i915_perf_stream *stream,
3121                                       struct file *file,
3122                                       poll_table *wait)
3123 {
3124         __poll_t events = 0;
3125
3126         stream->ops->poll_wait(stream, file, wait);
3127
3128         /* Note: we don't explicitly check whether there's something to read
3129          * here since this path may be very hot depending on what else
3130          * userspace is polling, or on the timeout in use. We rely solely on
3131          * the hrtimer/oa_poll_check_timer_cb to notify us when there are
3132          * samples to read.
3133          */
3134         if (stream->pollin)
3135                 events |= EPOLLIN;
3136
3137         return events;
3138 }
3139
3140 /**
3141  * i915_perf_poll - call poll_wait() with a suitable wait queue for stream
3142  * @file: An i915 perf stream file
3143  * @wait: poll() state table
3144  *
3145  * For handling userspace polling on an i915 perf stream, this ensures
3146  * poll_wait() gets called with a wait queue that will be woken for new stream
3147  * data.
3148  *
3149  * Note: Implementation deferred to i915_perf_poll_locked()
3150  *
3151  * Returns: any poll events that are ready without sleeping
3152  */
3153 static __poll_t i915_perf_poll(struct file *file, poll_table *wait)
3154 {
3155         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
3156         struct i915_perf *perf = stream->perf;
3157         __poll_t ret;
3158
3159         mutex_lock(&perf->lock);
3160         ret = i915_perf_poll_locked(stream, file, wait);
3161         mutex_unlock(&perf->lock);
3162
3163         return ret;
3164 }
3165
3166 /**
3167  * i915_perf_enable_locked - handle `I915_PERF_IOCTL_ENABLE` ioctl
3168  * @stream: A disabled i915 perf stream
3169  *
3170  * [Re]enables the associated capture of data for this stream.
3171  *
3172  * If a stream was previously enabled then there's currently no intention
3173  * to provide userspace any guarantee about the preservation of previously
3174  * buffered data.
3175  */
3176 static void i915_perf_enable_locked(struct i915_perf_stream *stream)
3177 {
3178         if (stream->enabled)
3179                 return;
3180
3181         /* Allow stream->ops->enable() to refer to this */
3182         stream->enabled = true;
3183
3184         if (stream->ops->enable)
3185                 stream->ops->enable(stream);
3186
3187         if (stream->hold_preemption)
3188                 intel_context_set_nopreempt(stream->pinned_ctx);
3189 }
3190
3191 /**
3192  * i915_perf_disable_locked - handle `I915_PERF_IOCTL_DISABLE` ioctl
3193  * @stream: An enabled i915 perf stream
3194  *
3195  * Disables the associated capture of data for this stream.
3196  *
3197  * The intention is that disabling an re-enabling a stream will ideally be
3198  * cheaper than destroying and re-opening a stream with the same configuration,
3199  * though there are no formal guarantees about what state or buffered data
3200  * must be retained between disabling and re-enabling a stream.
3201  *
3202  * Note: while a stream is disabled it's considered an error for userspace
3203  * to attempt to read from the stream (-EIO).
3204  */
3205 static void i915_perf_disable_locked(struct i915_perf_stream *stream)
3206 {
3207         if (!stream->enabled)
3208                 return;
3209
3210         /* Allow stream->ops->disable() to refer to this */
3211         stream->enabled = false;
3212
3213         if (stream->hold_preemption)
3214                 intel_context_clear_nopreempt(stream->pinned_ctx);
3215
3216         if (stream->ops->disable)
3217                 stream->ops->disable(stream);
3218 }
3219
3220 static long i915_perf_config_locked(struct i915_perf_stream *stream,
3221                                     unsigned long metrics_set)
3222 {
3223         struct i915_oa_config *config;
3224         long ret = stream->oa_config->id;
3225
3226         config = i915_perf_get_oa_config(stream->perf, metrics_set);
3227         if (!config)
3228                 return -EINVAL;
3229
3230         if (config != stream->oa_config) {
3231                 int err;
3232
3233                 /*
3234                  * If OA is bound to a specific context, emit the
3235                  * reconfiguration inline from that context. The update
3236                  * will then be ordered with respect to submission on that
3237                  * context.
3238                  *
3239                  * When set globally, we use a low priority kernel context,
3240                  * so it will effectively take effect when idle.
3241                  */
3242                 err = emit_oa_config(stream, config, oa_context(stream), NULL);
3243                 if (!err)
3244                         config = xchg(&stream->oa_config, config);
3245                 else
3246                         ret = err;
3247         }
3248
3249         i915_oa_config_put(config);
3250
3251         return ret;
3252 }
3253
3254 /**
3255  * i915_perf_ioctl_locked - support ioctl() usage with i915 perf stream FDs
3256  * @stream: An i915 perf stream
3257  * @cmd: the ioctl request
3258  * @arg: the ioctl data
3259  *
3260  * Note: The &perf->lock mutex has been taken to serialize
3261  * with any non-file-operation driver hooks.
3262  *
3263  * Returns: zero on success or a negative error code. Returns -EINVAL for
3264  * an unknown ioctl request.
3265  */
3266 static long i915_perf_ioctl_locked(struct i915_perf_stream *stream,
3267                                    unsigned int cmd,
3268                                    unsigned long arg)
3269 {
3270         switch (cmd) {
3271         case I915_PERF_IOCTL_ENABLE:
3272                 i915_perf_enable_locked(stream);
3273                 return 0;
3274         case I915_PERF_IOCTL_DISABLE:
3275                 i915_perf_disable_locked(stream);
3276                 return 0;
3277         case I915_PERF_IOCTL_CONFIG:
3278                 return i915_perf_config_locked(stream, arg);
3279         }
3280
3281         return -EINVAL;
3282 }
3283
3284 /**
3285  * i915_perf_ioctl - support ioctl() usage with i915 perf stream FDs
3286  * @file: An i915 perf stream file
3287  * @cmd: the ioctl request
3288  * @arg: the ioctl data
3289  *
3290  * Implementation deferred to i915_perf_ioctl_locked().
3291  *
3292  * Returns: zero on success or a negative error code. Returns -EINVAL for
3293  * an unknown ioctl request.
3294  */
3295 static long i915_perf_ioctl(struct file *file,
3296                             unsigned int cmd,
3297                             unsigned long arg)
3298 {
3299         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
3300         struct i915_perf *perf = stream->perf;
3301         long ret;
3302
3303         mutex_lock(&perf->lock);
3304         ret = i915_perf_ioctl_locked(stream, cmd, arg);
3305         mutex_unlock(&perf->lock);
3306
3307         return ret;
3308 }
3309
3310 /**
3311  * i915_perf_destroy_locked - destroy an i915 perf stream
3312  * @stream: An i915 perf stream
3313  *
3314  * Frees all resources associated with the given i915 perf @stream, disabling
3315  * any associated data capture in the process.
3316  *
3317  * Note: The &perf->lock mutex has been taken to serialize
3318  * with any non-file-operation driver hooks.
3319  */
3320 static void i915_perf_destroy_locked(struct i915_perf_stream *stream)
3321 {
3322         if (stream->enabled)
3323                 i915_perf_disable_locked(stream);
3324
3325         if (stream->ops->destroy)
3326                 stream->ops->destroy(stream);
3327
3328         if (stream->ctx)
3329                 i915_gem_context_put(stream->ctx);
3330
3331         kfree(stream);
3332 }
3333
3334 /**
3335  * i915_perf_release - handles userspace close() of a stream file
3336  * @inode: anonymous inode associated with file
3337  * @file: An i915 perf stream file
3338  *
3339  * Cleans up any resources associated with an open i915 perf stream file.
3340  *
3341  * NB: close() can't really fail from the userspace point of view.
3342  *
3343  * Returns: zero on success or a negative error code.
3344  */
3345 static int i915_perf_release(struct inode *inode, struct file *file)
3346 {
3347         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
3348         struct i915_perf *perf = stream->perf;
3349
3350         mutex_lock(&perf->lock);
3351         i915_perf_destroy_locked(stream);
3352         mutex_unlock(&perf->lock);
3353
3354         /* Release the reference the perf stream kept on the driver. */
3355         drm_dev_put(&perf->i915->drm);
3356
3357         return 0;
3358 }
3359
3360
3361 static const struct file_operations fops = {
3362         .owner          = THIS_MODULE,
3363         .llseek         = no_llseek,
3364         .release        = i915_perf_release,
3365         .poll           = i915_perf_poll,
3366         .read           = i915_perf_read,
3367         .unlocked_ioctl = i915_perf_ioctl,
3368         /* Our ioctl have no arguments, so it's safe to use the same function
3369          * to handle 32bits compatibility.
3370          */
3371         .compat_ioctl   = i915_perf_ioctl,
3372 };
3373
3374
3375 /**
3376  * i915_perf_open_ioctl_locked - DRM ioctl() for userspace to open a stream FD
3377  * @perf: i915 perf instance
3378  * @param: The open parameters passed to 'DRM_I915_PERF_OPEN`
3379  * @props: individually validated u64 property value pairs
3380  * @file: drm file
3381  *
3382  * See i915_perf_ioctl_open() for interface details.
3383  *
3384  * Implements further stream config validation and stream initialization on
3385  * behalf of i915_perf_open_ioctl() with the &perf->lock mutex
3386  * taken to serialize with any non-file-operation driver hooks.
3387  *
3388  * Note: at this point the @props have only been validated in isolation and
3389  * it's still necessary to validate that the combination of properties makes
3390  * sense.
3391  *
3392  * In the case where userspace is interested in OA unit metrics then further
3393  * config validation and stream initialization details will be handled by
3394  * i915_oa_stream_init(). The code here should only validate config state that
3395  * will be relevant to all stream types / backends.
3396  *
3397  * Returns: zero on success or a negative error code.
3398  */
3399 static int
3400 i915_perf_open_ioctl_locked(struct i915_perf *perf,
3401                             struct drm_i915_perf_open_param *param,
3402                             struct perf_open_properties *props,
3403                             struct drm_file *file)
3404 {
3405         struct i915_gem_context *specific_ctx = NULL;
3406         struct i915_perf_stream *stream = NULL;
3407         unsigned long f_flags = 0;
3408         bool privileged_op = true;
3409         int stream_fd;
3410         int ret;
3411
3412         if (props->single_context) {
3413                 u32 ctx_handle = props->ctx_handle;
3414                 struct drm_i915_file_private *file_priv = file->driver_priv;
3415
3416                 specific_ctx = i915_gem_context_lookup(file_priv, ctx_handle);
3417                 if (!specific_ctx) {
3418                         DRM_DEBUG("Failed to look up context with ID %u for opening perf stream\n",
3419                                   ctx_handle);
3420                         ret = -ENOENT;
3421                         goto err;
3422                 }
3423         }
3424
3425         /*
3426          * On Haswell the OA unit supports clock gating off for a specific
3427          * context and in this mode there's no visibility of metrics for the
3428          * rest of the system, which we consider acceptable for a
3429          * non-privileged client.
3430          *
3431          * For Gen8->11 the OA unit no longer supports clock gating off for a
3432          * specific context and the kernel can't securely stop the counters
3433          * from updating as system-wide / global values. Even though we can
3434          * filter reports based on the included context ID we can't block
3435          * clients from seeing the raw / global counter values via
3436          * MI_REPORT_PERF_COUNT commands and so consider it a privileged op to
3437          * enable the OA unit by default.
3438          *
3439          * For Gen12+ we gain a new OAR unit that only monitors the RCS on a
3440          * per context basis. So we can relax requirements there if the user
3441          * doesn't request global stream access (i.e. query based sampling
3442          * using MI_RECORD_PERF_COUNT.
3443          */
3444         if (IS_HASWELL(perf->i915) && specific_ctx)
3445                 privileged_op = false;
3446         else if (IS_GEN(perf->i915, 12) && specific_ctx &&
3447                  (props->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT) == 0)
3448                 privileged_op = false;
3449
3450         if (props->hold_preemption) {
3451                 if (!props->single_context) {
3452                         DRM_DEBUG("preemption disable with no context\n");
3453                         ret = -EINVAL;
3454                         goto err;
3455                 }
3456                 privileged_op = true;
3457         }
3458
3459         /*
3460          * Asking for SSEU configuration is a priviliged operation.
3461          */
3462         if (props->has_sseu)
3463                 privileged_op = true;
3464         else
3465                 get_default_sseu_config(&props->sseu, props->engine);
3466
3467         /* Similar to perf's kernel.perf_paranoid_cpu sysctl option
3468          * we check a dev.i915.perf_stream_paranoid sysctl option
3469          * to determine if it's ok to access system wide OA counters
3470          * without CAP_PERFMON or CAP_SYS_ADMIN privileges.
3471          */
3472         if (privileged_op &&
3473             i915_perf_stream_paranoid && !perfmon_capable()) {
3474                 DRM_DEBUG("Insufficient privileges to open i915 perf stream\n");
3475                 ret = -EACCES;
3476                 goto err_ctx;
3477         }
3478
3479         stream = kzalloc(sizeof(*stream), GFP_KERNEL);
3480         if (!stream) {
3481                 ret = -ENOMEM;
3482                 goto err_ctx;
3483         }
3484
3485         stream->perf = perf;
3486         stream->ctx = specific_ctx;
3487         stream->poll_oa_period = props->poll_oa_period;
3488
3489         ret = i915_oa_stream_init(stream, param, props);
3490         if (ret)
3491                 goto err_alloc;
3492
3493         /* we avoid simply assigning stream->sample_flags = props->sample_flags
3494          * to have _stream_init check the combination of sample flags more
3495          * thoroughly, but still this is the expected result at this point.
3496          */
3497         if (WARN_ON(stream->sample_flags != props->sample_flags)) {
3498                 ret = -ENODEV;
3499                 goto err_flags;
3500         }
3501
3502         if (param->flags & I915_PERF_FLAG_FD_CLOEXEC)
3503                 f_flags |= O_CLOEXEC;
3504         if (param->flags & I915_PERF_FLAG_FD_NONBLOCK)
3505                 f_flags |= O_NONBLOCK;
3506
3507         stream_fd = anon_inode_getfd("[i915_perf]", &fops, stream, f_flags);
3508         if (stream_fd < 0) {
3509                 ret = stream_fd;
3510                 goto err_flags;
3511         }
3512
3513         if (!(param->flags & I915_PERF_FLAG_DISABLED))
3514                 i915_perf_enable_locked(stream);
3515
3516         /* Take a reference on the driver that will be kept with stream_fd
3517          * until its release.
3518          */
3519         drm_dev_get(&perf->i915->drm);
3520
3521         return stream_fd;
3522
3523 err_flags:
3524         if (stream->ops->destroy)
3525                 stream->ops->destroy(stream);
3526 err_alloc:
3527         kfree(stream);
3528 err_ctx:
3529         if (specific_ctx)
3530                 i915_gem_context_put(specific_ctx);
3531 err:
3532         return ret;
3533 }
3534
3535 static u64 oa_exponent_to_ns(struct i915_perf *perf, int exponent)
3536 {
3537         return intel_gt_clock_interval_to_ns(perf->i915->ggtt.vm.gt,
3538                                              2ULL << exponent);
3539 }
3540
3541 static __always_inline bool
3542 oa_format_valid(struct i915_perf *perf, enum drm_i915_oa_format format)
3543 {
3544         return test_bit(format, perf->format_mask);
3545 }
3546
3547 static __always_inline void
3548 oa_format_add(struct i915_perf *perf, enum drm_i915_oa_format format)
3549 {
3550         __set_bit(format, perf->format_mask);
3551 }
3552
3553 /**
3554  * read_properties_unlocked - validate + copy userspace stream open properties
3555  * @perf: i915 perf instance
3556  * @uprops: The array of u64 key value pairs given by userspace
3557  * @n_props: The number of key value pairs expected in @uprops
3558  * @props: The stream configuration built up while validating properties
3559  *
3560  * Note this function only validates properties in isolation it doesn't
3561  * validate that the combination of properties makes sense or that all
3562  * properties necessary for a particular kind of stream have been set.
3563  *
3564  * Note that there currently aren't any ordering requirements for properties so
3565  * we shouldn't validate or assume anything about ordering here. This doesn't
3566  * rule out defining new properties with ordering requirements in the future.
3567  */
3568 static int read_properties_unlocked(struct i915_perf *perf,
3569                                     u64 __user *uprops,
3570                                     u32 n_props,
3571                                     struct perf_open_properties *props)
3572 {
3573         u64 __user *uprop = uprops;
3574         u32 i;
3575         int ret;
3576
3577         memset(props, 0, sizeof(struct perf_open_properties));
3578         props->poll_oa_period = DEFAULT_POLL_PERIOD_NS;
3579
3580         if (!n_props) {
3581                 DRM_DEBUG("No i915 perf properties given\n");
3582                 return -EINVAL;
3583         }
3584
3585         /* At the moment we only support using i915-perf on the RCS. */
3586         props->engine = intel_engine_lookup_user(perf->i915,
3587                                                  I915_ENGINE_CLASS_RENDER,
3588                                                  0);
3589         if (!props->engine) {
3590                 DRM_DEBUG("No RENDER-capable engines\n");
3591                 return -EINVAL;
3592         }
3593
3594         /* Considering that ID = 0 is reserved and assuming that we don't
3595          * (currently) expect any configurations to ever specify duplicate
3596          * values for a particular property ID then the last _PROP_MAX value is
3597          * one greater than the maximum number of properties we expect to get
3598          * from userspace.
3599          */
3600         if (n_props >= DRM_I915_PERF_PROP_MAX) {
3601                 DRM_DEBUG("More i915 perf properties specified than exist\n");
3602                 return -EINVAL;
3603         }
3604
3605         for (i = 0; i < n_props; i++) {
3606                 u64 oa_period, oa_freq_hz;
3607                 u64 id, value;
3608
3609                 ret = get_user(id, uprop);
3610                 if (ret)
3611                         return ret;
3612
3613                 ret = get_user(value, uprop + 1);
3614                 if (ret)
3615                         return ret;
3616
3617                 if (id == 0 || id >= DRM_I915_PERF_PROP_MAX) {
3618                         DRM_DEBUG("Unknown i915 perf property ID\n");
3619                         return -EINVAL;
3620                 }
3621
3622                 switch ((enum drm_i915_perf_property_id)id) {
3623                 case DRM_I915_PERF_PROP_CTX_HANDLE:
3624                         props->single_context = 1;
3625                         props->ctx_handle = value;
3626                         break;
3627                 case DRM_I915_PERF_PROP_SAMPLE_OA:
3628                         if (value)
3629                                 props->sample_flags |= SAMPLE_OA_REPORT;
3630                         break;
3631                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_METRICS_SET:
3632                         if (value == 0) {
3633                                 DRM_DEBUG("Unknown OA metric set ID\n");
3634                                 return -EINVAL;
3635                         }
3636                         props->metrics_set = value;
3637                         break;
3638                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_FORMAT:
3639                         if (value == 0 || value >= I915_OA_FORMAT_MAX) {
3640                                 DRM_DEBUG("Out-of-range OA report format %llu\n",
3641                                           value);
3642                                 return -EINVAL;
3643                         }
3644                         if (!oa_format_valid(perf, value)) {
3645                                 DRM_DEBUG("Unsupported OA report format %llu\n",
3646                                           value);
3647                                 return -EINVAL;
3648                         }
3649                         props->oa_format = value;
3650                         break;
3651                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_EXPONENT:
3652                         if (value > OA_EXPONENT_MAX) {
3653                                 DRM_DEBUG("OA timer exponent too high (> %u)\n",
3654                                          OA_EXPONENT_MAX);
3655                                 return -EINVAL;
3656                         }
3657
3658                         /* Theoretically we can program the OA unit to sample
3659                          * e.g. every 160ns for HSW, 167ns for BDW/SKL or 104ns
3660                          * for BXT. We don't allow such high sampling
3661                          * frequencies by default unless root.
3662                          */
3663
3664                         BUILD_BUG_ON(sizeof(oa_period) != 8);
3665                         oa_period = oa_exponent_to_ns(perf, value);
3666
3667                         /* This check is primarily to ensure that oa_period <=
3668                          * UINT32_MAX (before passing to do_div which only
3669                          * accepts a u32 denominator), but we can also skip
3670                          * checking anything < 1Hz which implicitly can't be
3671                          * limited via an integer oa_max_sample_rate.
3672                          */
3673                         if (oa_period <= NSEC_PER_SEC) {
3674                                 u64 tmp = NSEC_PER_SEC;
3675                                 do_div(tmp, oa_period);
3676                                 oa_freq_hz = tmp;
3677                         } else
3678                                 oa_freq_hz = 0;
3679
3680                         if (oa_freq_hz > i915_oa_max_sample_rate && !perfmon_capable()) {
3681                                 DRM_DEBUG("OA exponent would exceed the max sampling frequency (sysctl dev.i915.oa_max_sample_rate) %uHz without CAP_PERFMON or CAP_SYS_ADMIN privileges\n",
3682                                           i915_oa_max_sample_rate);
3683                                 return -EACCES;
3684                         }
3685
3686                         props->oa_periodic = true;
3687                         props->oa_period_exponent = value;
3688                         break;
3689                 case DRM_I915_PERF_PROP_HOLD_PREEMPTION:
3690                         props->hold_preemption = !!value;
3691                         break;
3692                 case DRM_I915_PERF_PROP_GLOBAL_SSEU: {
3693                         struct drm_i915_gem_context_param_sseu user_sseu;
3694
3695                         if (copy_from_user(&user_sseu,
3696                                            u64_to_user_ptr(value),
3697                                            sizeof(user_sseu))) {
3698                                 DRM_DEBUG("Unable to copy global sseu parameter\n");
3699                                 return -EFAULT;
3700                         }
3701
3702                         ret = get_sseu_config(&props->sseu, props->engine, &user_sseu);
3703                         if (ret) {
3704                                 DRM_DEBUG("Invalid SSEU configuration\n");
3705                                 return ret;
3706                         }
3707                         props->has_sseu = true;
3708                         break;
3709                 }
3710                 case DRM_I915_PERF_PROP_POLL_OA_PERIOD:
3711                         if (value < 100000 /* 100us */) {
3712                                 DRM_DEBUG("OA availability timer too small (%lluns < 100us)\n",
3713                                           value);
3714                                 return -EINVAL;
3715                         }
3716                         props->poll_oa_period = value;
3717                         break;
3718                 case DRM_I915_PERF_PROP_MAX:
3719                         MISSING_CASE(id);
3720                         return -EINVAL;
3721                 }
3722
3723                 uprop += 2;
3724         }
3725
3726         return 0;
3727 }
3728
3729 /**
3730  * i915_perf_open_ioctl - DRM ioctl() for userspace to open a stream FD
3731  * @dev: drm device
3732  * @data: ioctl data copied from userspace (unvalidated)
3733  * @file: drm file
3734  *
3735  * Validates the stream open parameters given by userspace including flags
3736  * and an array of u64 key, value pair properties.
3737  *
3738  * Very little is assumed up front about the nature of the stream being
3739  * opened (for instance we don't assume it's for periodic OA unit metrics). An
3740  * i915-perf stream is expected to be a suitable interface for other forms of
3741  * buffered data written by the GPU besides periodic OA metrics.
3742  *
3743  * Note we copy the properties from userspace outside of the i915 perf
3744  * mutex to avoid an awkward lockdep with mmap_lock.
3745  *
3746  * Most of the implementation details are handled by
3747  * i915_perf_open_ioctl_locked() after taking the &perf->lock
3748  * mutex for serializing with any non-file-operation driver hooks.
3749  *
3750  * Return: A newly opened i915 Perf stream file descriptor or negative
3751  * error code on failure.
3752  */
3753 int i915_perf_open_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
3754                          struct drm_file *file)
3755 {
3756         struct i915_perf *perf = &to_i915(dev)->perf;
3757         struct drm_i915_perf_open_param *param = data;
3758         struct perf_open_properties props;
3759         u32 known_open_flags;
3760         int ret;
3761
3762         if (!perf->i915) {
3763                 DRM_DEBUG("i915 perf interface not available for this system\n");
3764                 return -ENOTSUPP;
3765         }
3766
3767         known_open_flags = I915_PERF_FLAG_FD_CLOEXEC |
3768                            I915_PERF_FLAG_FD_NONBLOCK |
3769                            I915_PERF_FLAG_DISABLED;
3770         if (param->flags & ~known_open_flags) {
3771                 DRM_DEBUG("Unknown drm_i915_perf_open_param flag\n");
3772                 return -EINVAL;
3773         }
3774
3775         ret = read_properties_unlocked(perf,
3776                                        u64_to_user_ptr(param->properties_ptr),
3777                                        param->num_properties,
3778                                        &props);
3779         if (ret)
3780                 return ret;
3781
3782         mutex_lock(&perf->lock);
3783         ret = i915_perf_open_ioctl_locked(perf, param, &props, file);
3784         mutex_unlock(&perf->lock);
3785
3786         return ret;
3787 }
3788
3789 /**
3790  * i915_perf_register - exposes i915-perf to userspace
3791  * @i915: i915 device instance
3792  *
3793  * In particular OA metric sets are advertised under a sysfs metrics/
3794  * directory allowing userspace to enumerate valid IDs that can be
3795  * used to open an i915-perf stream.
3796  */
3797 void i915_perf_register(struct drm_i915_private *i915)
3798 {
3799         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
3800
3801         if (!perf->i915)
3802                 return;
3803
3804         /* To be sure we're synchronized with an attempted
3805          * i915_perf_open_ioctl(); considering that we register after
3806          * being exposed to userspace.
3807          */
3808         mutex_lock(&perf->lock);
3809
3810         perf->metrics_kobj =
3811                 kobject_create_and_add("metrics",
3812                                        &i915->drm.primary->kdev->kobj);
3813
3814         mutex_unlock(&perf->lock);
3815 }
3816
3817 /**
3818  * i915_perf_unregister - hide i915-perf from userspace
3819  * @i915: i915 device instance
3820  *
3821  * i915-perf state cleanup is split up into an 'unregister' and
3822  * 'deinit' phase where the interface is first hidden from
3823  * userspace by i915_perf_unregister() before cleaning up
3824  * remaining state in i915_perf_fini().
3825  */
3826 void i915_perf_unregister(struct drm_i915_private *i915)
3827 {
3828         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
3829
3830         if (!perf->metrics_kobj)
3831                 return;
3832
3833         kobject_put(perf->metrics_kobj);
3834         perf->metrics_kobj = NULL;
3835 }
3836
3837 static bool gen8_is_valid_flex_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3838 {
3839         static const i915_reg_t flex_eu_regs[] = {
3840                 EU_PERF_CNTL0,
3841                 EU_PERF_CNTL1,
3842                 EU_PERF_CNTL2,
3843                 EU_PERF_CNTL3,
3844                 EU_PERF_CNTL4,
3845                 EU_PERF_CNTL5,
3846                 EU_PERF_CNTL6,
3847         };
3848         int i;
3849
3850         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(flex_eu_regs); i++) {
3851                 if (i915_mmio_reg_offset(flex_eu_regs[i]) == addr)
3852                         return true;
3853         }
3854         return false;
3855 }
3856
3857 #define ADDR_IN_RANGE(addr, start, end) \
3858         ((addr) >= (start) && \
3859          (addr) <= (end))
3860
3861 #define REG_IN_RANGE(addr, start, end) \
3862         ((addr) >= i915_mmio_reg_offset(start) && \
3863          (addr) <= i915_mmio_reg_offset(end))
3864
3865 #define REG_EQUAL(addr, mmio) \
3866         ((addr) == i915_mmio_reg_offset(mmio))
3867
3868 static bool gen7_is_valid_b_counter_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3869 {
3870         return REG_IN_RANGE(addr, OASTARTTRIG1, OASTARTTRIG8) ||
3871                REG_IN_RANGE(addr, OAREPORTTRIG1, OAREPORTTRIG8) ||
3872                REG_IN_RANGE(addr, OACEC0_0, OACEC7_1);
3873 }
3874
3875 static bool gen7_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3876 {
3877         return REG_EQUAL(addr, HALF_SLICE_CHICKEN2) ||
3878                REG_IN_RANGE(addr, MICRO_BP0_0, NOA_WRITE) ||
3879                REG_IN_RANGE(addr, OA_PERFCNT1_LO, OA_PERFCNT2_HI) ||
3880                REG_IN_RANGE(addr, OA_PERFMATRIX_LO, OA_PERFMATRIX_HI);
3881 }
3882
3883 static bool gen8_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3884 {
3885         return gen7_is_valid_mux_addr(perf, addr) ||
3886                REG_EQUAL(addr, WAIT_FOR_RC6_EXIT) ||
3887                REG_IN_RANGE(addr, RPM_CONFIG0, NOA_CONFIG(8));
3888 }
3889
3890 static bool gen10_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3891 {
3892         return gen8_is_valid_mux_addr(perf, addr) ||
3893                REG_EQUAL(addr, GEN10_NOA_WRITE_HIGH) ||
3894                REG_IN_RANGE(addr, OA_PERFCNT3_LO, OA_PERFCNT4_HI);
3895 }
3896
3897 static bool hsw_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3898 {
3899         return gen7_is_valid_mux_addr(perf, addr) ||
3900                ADDR_IN_RANGE(addr, 0x25100, 0x2FF90) ||
3901                REG_IN_RANGE(addr, HSW_MBVID2_NOA0, HSW_MBVID2_NOA9) ||
3902                REG_EQUAL(addr, HSW_MBVID2_MISR0);
3903 }
3904
3905 static bool chv_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3906 {
3907         return gen7_is_valid_mux_addr(perf, addr) ||
3908                ADDR_IN_RANGE(addr, 0x182300, 0x1823A4);
3909 }
3910
3911 static bool gen12_is_valid_b_counter_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3912 {
3913         return REG_IN_RANGE(addr, GEN12_OAG_OASTARTTRIG1, GEN12_OAG_OASTARTTRIG8) ||
3914                REG_IN_RANGE(addr, GEN12_OAG_OAREPORTTRIG1, GEN12_OAG_OAREPORTTRIG8) ||
3915                REG_IN_RANGE(addr, GEN12_OAG_CEC0_0, GEN12_OAG_CEC7_1) ||
3916                REG_IN_RANGE(addr, GEN12_OAG_SCEC0_0, GEN12_OAG_SCEC7_1) ||
3917                REG_EQUAL(addr, GEN12_OAA_DBG_REG) ||
3918                REG_EQUAL(addr, GEN12_OAG_OA_PESS) ||
3919                REG_EQUAL(addr, GEN12_OAG_SPCTR_CNF);
3920 }
3921
3922 static bool gen12_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3923 {
3924         return REG_EQUAL(addr, NOA_WRITE) ||
3925                REG_EQUAL(addr, GEN10_NOA_WRITE_HIGH) ||
3926                REG_EQUAL(addr, GDT_CHICKEN_BITS) ||
3927                REG_EQUAL(addr, WAIT_FOR_RC6_EXIT) ||
3928                REG_EQUAL(addr, RPM_CONFIG0) ||
3929                REG_EQUAL(addr, RPM_CONFIG1) ||
3930                REG_IN_RANGE(addr, NOA_CONFIG(0), NOA_CONFIG(8));
3931 }
3932
3933 static u32 mask_reg_value(u32 reg, u32 val)
3934 {
3935         /* HALF_SLICE_CHICKEN2 is programmed with a the
3936          * WaDisableSTUnitPowerOptimization workaround. Make sure the value
3937          * programmed by userspace doesn't change this.
3938          */
3939         if (REG_EQUAL(reg, HALF_SLICE_CHICKEN2))
3940                 val = val & ~_MASKED_BIT_ENABLE(GEN8_ST_PO_DISABLE);
3941
3942         /* WAIT_FOR_RC6_EXIT has only one bit fullfilling the function
3943          * indicated by its name and a bunch of selection fields used by OA
3944          * configs.
3945          */
3946         if (REG_EQUAL(reg, WAIT_FOR_RC6_EXIT))
3947                 val = val & ~_MASKED_BIT_ENABLE(HSW_WAIT_FOR_RC6_EXIT_ENABLE);
3948
3949         return val;
3950 }
3951
3952 static struct i915_oa_reg *alloc_oa_regs(struct i915_perf *perf,
3953                                          bool (*is_valid)(struct i915_perf *perf, u32 addr),
3954                                          u32 __user *regs,
3955                                          u32 n_regs)
3956 {
3957         struct i915_oa_reg *oa_regs;
3958         int err;
3959         u32 i;
3960
3961         if (!n_regs)
3962                 return NULL;
3963
3964         /* No is_valid function means we're not allowing any register to be programmed. */
3965         GEM_BUG_ON(!is_valid);
3966         if (!is_valid)
3967                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3968
3969         oa_regs = kmalloc_array(n_regs, sizeof(*oa_regs), GFP_KERNEL);
3970         if (!oa_regs)
3971                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
3972
3973         for (i = 0; i < n_regs; i++) {
3974                 u32 addr, value;
3975
3976                 err = get_user(addr, regs);
3977                 if (err)
3978                         goto addr_err;
3979
3980                 if (!is_valid(perf, addr)) {
3981                         DRM_DEBUG("Invalid oa_reg address: %X\n", addr);
3982                         err = -EINVAL;
3983                         goto addr_err;
3984                 }
3985
3986                 err = get_user(value, regs + 1);
3987                 if (err)
3988                         goto addr_err;
3989
3990                 oa_regs[i].addr = _MMIO(addr);
3991                 oa_regs[i].value = mask_reg_value(addr, value);
3992
3993                 regs += 2;
3994         }
3995
3996         return oa_regs;
3997
3998 addr_err:
3999         kfree(oa_regs);
4000         return ERR_PTR(err);
4001 }
4002
4003 static ssize_t show_dynamic_id(struct device *dev,
4004                                struct device_attribute *attr,
4005                                char *buf)
4006 {
4007         struct i915_oa_config *oa_config =
4008                 container_of(attr, typeof(*oa_config), sysfs_metric_id);
4009
4010         return sprintf(buf, "%d\n", oa_config->id);
4011 }
4012
4013 static int create_dynamic_oa_sysfs_entry(struct i915_perf *perf,
4014                                          struct i915_oa_config *oa_config)
4015 {
4016         sysfs_attr_init(&oa_config->sysfs_metric_id.attr);
4017         oa_config->sysfs_metric_id.attr.name = "id";
4018         oa_config->sysfs_metric_id.attr.mode = S_IRUGO;
4019         oa_config->sysfs_metric_id.show = show_dynamic_id;
4020         oa_config->sysfs_metric_id.store = NULL;
4021
4022         oa_config->attrs[0] = &oa_config->sysfs_metric_id.attr;
4023         oa_config->attrs[1] = NULL;
4024
4025         oa_config->sysfs_metric.name = oa_config->uuid;
4026         oa_config->sysfs_metric.attrs = oa_config->attrs;
4027
4028         return sysfs_create_group(perf->metrics_kobj,
4029                                   &oa_config->sysfs_metric);
4030 }
4031
4032 /**
4033  * i915_perf_add_config_ioctl - DRM ioctl() for userspace to add a new OA config
4034  * @dev: drm device
4035  * @data: ioctl data (pointer to struct drm_i915_perf_oa_config) copied from
4036  *        userspace (unvalidated)
4037  * @file: drm file
4038  *
4039  * Validates the submitted OA register to be saved into a new OA config that
4040  * can then be used for programming the OA unit and its NOA network.
4041  *
4042  * Returns: A new allocated config number to be used with the perf open ioctl
4043  * or a negative error code on failure.
4044  */
4045 int i915_perf_add_config_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
4046                                struct drm_file *file)
4047 {
4048         struct i915_perf *perf = &to_i915(dev)->perf;
4049         struct drm_i915_perf_oa_config *args = data;
4050         struct i915_oa_config *oa_config, *tmp;
4051         struct i915_oa_reg *regs;
4052         int err, id;
4053
4054         if (!perf->i915) {
4055                 DRM_DEBUG("i915 perf interface not available for this system\n");
4056                 return -ENOTSUPP;
4057         }
4058
4059         if (!perf->metrics_kobj) {
4060                 DRM_DEBUG("OA metrics weren't advertised via sysfs\n");
4061                 return -EINVAL;
4062         }
4063
4064         if (i915_perf_stream_paranoid && !perfmon_capable()) {
4065                 DRM_DEBUG("Insufficient privileges to add i915 OA config\n");
4066                 return -EACCES;
4067         }
4068
4069         if ((!args->mux_regs_ptr || !args->n_mux_regs) &&
4070             (!args->boolean_regs_ptr || !args->n_boolean_regs) &&
4071             (!args->flex_regs_ptr || !args->n_flex_regs)) {
4072                 DRM_DEBUG("No OA registers given\n");
4073                 return -EINVAL;
4074         }
4075
4076         oa_config = kzalloc(sizeof(*oa_config), GFP_KERNEL);
4077         if (!oa_config) {
4078                 DRM_DEBUG("Failed to allocate memory for the OA config\n");
4079                 return -ENOMEM;
4080         }
4081
4082         oa_config->perf = perf;
4083         kref_init(&oa_config->ref);
4084
4085         if (!uuid_is_valid(args->uuid)) {
4086                 DRM_DEBUG("Invalid uuid format for OA config\n");
4087                 err = -EINVAL;
4088                 goto reg_err;
4089         }
4090
4091         /* Last character in oa_config->uuid will be 0 because oa_config is
4092          * kzalloc.
4093          */
4094         memcpy(oa_config->uuid, args->uuid, sizeof(args->uuid));
4095
4096         oa_config->mux_regs_len = args->n_mux_regs;
4097         regs = alloc_oa_regs(perf,
4098                              perf->ops.is_valid_mux_reg,
4099                              u64_to_user_ptr(args->mux_regs_ptr),
4100                              args->n_mux_regs);
4101
4102         if (IS_ERR(regs)) {
4103                 DRM_DEBUG("Failed to create OA config for mux_regs\n");
4104                 err = PTR_ERR(regs);
4105                 goto reg_err;
4106         }
4107         oa_config->mux_regs = regs;
4108
4109         oa_config->b_counter_regs_len = args->n_boolean_regs;
4110         regs = alloc_oa_regs(perf,
4111                              perf->ops.is_valid_b_counter_reg,
4112                              u64_to_user_ptr(args->boolean_regs_ptr),
4113                              args->n_boolean_regs);
4114
4115         if (IS_ERR(regs)) {
4116                 DRM_DEBUG("Failed to create OA config for b_counter_regs\n");
4117                 err = PTR_ERR(regs);
4118                 goto reg_err;
4119         }
4120         oa_config->b_counter_regs = regs;
4121
4122         if (INTEL_GEN(perf->i915) < 8) {
4123                 if (args->n_flex_regs != 0) {
4124                         err = -EINVAL;
4125                         goto reg_err;
4126                 }
4127         } else {
4128                 oa_config->flex_regs_len = args->n_flex_regs;
4129                 regs = alloc_oa_regs(perf,
4130                                      perf->ops.is_valid_flex_reg,
4131                                      u64_to_user_ptr(args->flex_regs_ptr),
4132                                      args->n_flex_regs);
4133
4134                 if (IS_ERR(regs)) {
4135                         DRM_DEBUG("Failed to create OA config for flex_regs\n");
4136                         err = PTR_ERR(regs);
4137                         goto reg_err;
4138                 }
4139                 oa_config->flex_regs = regs;
4140         }
4141
4142         err = mutex_lock_interruptible(&perf->metrics_lock);
4143         if (err)
4144                 goto reg_err;
4145
4146         /* We shouldn't have too many configs, so this iteration shouldn't be
4147          * too costly.
4148          */
4149         idr_for_each_entry(&perf->metrics_idr, tmp, id) {
4150                 if (!strcmp(tmp->uuid, oa_config->uuid)) {
4151                         DRM_DEBUG("OA config already exists with this uuid\n");
4152                         err = -EADDRINUSE;
4153                         goto sysfs_err;
4154                 }
4155         }
4156
4157         err = create_dynamic_oa_sysfs_entry(perf, oa_config);
4158         if (err) {
4159                 DRM_DEBUG("Failed to create sysfs entry for OA config\n");
4160                 goto sysfs_err;
4161         }
4162
4163         /* Config id 0 is invalid, id 1 for kernel stored test config. */
4164         oa_config->id = idr_alloc(&perf->metrics_idr,
4165                                   oa_config, 2,
4166                                   0, GFP_KERNEL);
4167         if (oa_config->id < 0) {
4168                 DRM_DEBUG("Failed to create sysfs entry for OA config\n");
4169                 err = oa_config->id;
4170                 goto sysfs_err;
4171         }
4172
4173         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4174
4175         DRM_DEBUG("Added config %s id=%i\n", oa_config->uuid, oa_config->id);
4176
4177         return oa_config->id;
4178
4179 sysfs_err:
4180         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4181 reg_err:
4182         i915_oa_config_put(oa_config);
4183         DRM_DEBUG("Failed to add new OA config\n");
4184         return err;
4185 }
4186
4187 /**
4188  * i915_perf_remove_config_ioctl - DRM ioctl() for userspace to remove an OA config
4189  * @dev: drm device
4190  * @data: ioctl data (pointer to u64 integer) copied from userspace
4191  * @file: drm file
4192  *
4193  * Configs can be removed while being used, the will stop appearing in sysfs
4194  * and their content will be freed when the stream using the config is closed.
4195  *
4196  * Returns: 0 on success or a negative error code on failure.
4197  */
4198 int i915_perf_remove_config_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
4199                                   struct drm_file *file)
4200 {
4201         struct i915_perf *perf = &to_i915(dev)->perf;
4202         u64 *arg = data;
4203         struct i915_oa_config *oa_config;
4204         int ret;
4205
4206         if (!perf->i915) {
4207                 DRM_DEBUG("i915 perf interface not available for this system\n");
4208                 return -ENOTSUPP;
4209         }
4210
4211         if (i915_perf_stream_paranoid && !perfmon_capable()) {
4212                 DRM_DEBUG("Insufficient privileges to remove i915 OA config\n");
4213                 return -EACCES;
4214         }
4215
4216         ret = mutex_lock_interruptible(&perf->metrics_lock);
4217         if (ret)
4218                 return ret;
4219
4220         oa_config = idr_find(&perf->metrics_idr, *arg);
4221         if (!oa_config) {
4222                 DRM_DEBUG("Failed to remove unknown OA config\n");
4223                 ret = -ENOENT;
4224                 goto err_unlock;
4225         }
4226
4227         GEM_BUG_ON(*arg != oa_config->id);
4228
4229         sysfs_remove_group(perf->metrics_kobj, &oa_config->sysfs_metric);
4230
4231         idr_remove(&perf->metrics_idr, *arg);
4232
4233         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4234
4235         DRM_DEBUG("Removed config %s id=%i\n", oa_config->uuid, oa_config->id);
4236
4237         i915_oa_config_put(oa_config);
4238
4239         return 0;
4240
4241 err_unlock:
4242         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4243         return ret;
4244 }
4245
4246 static struct ctl_table oa_table[] = {
4247         {
4248          .procname = "perf_stream_paranoid",
4249          .data = &i915_perf_stream_paranoid,
4250          .maxlen = sizeof(i915_perf_stream_paranoid),
4251          .mode = 0644,
4252          .proc_handler = proc_dointvec_minmax,
4253          .extra1 = SYSCTL_ZERO,
4254          .extra2 = SYSCTL_ONE,
4255          },
4256         {
4257          .procname = "oa_max_sample_rate",
4258          .data = &i915_oa_max_sample_rate,
4259          .maxlen = sizeof(i915_oa_max_sample_rate),
4260          .mode = 0644,
4261          .proc_handler = proc_dointvec_minmax,
4262          .extra1 = SYSCTL_ZERO,
4263          .extra2 = &oa_sample_rate_hard_limit,
4264          },
4265         {}
4266 };
4267
4268 static struct ctl_table i915_root[] = {
4269         {
4270          .procname = "i915",
4271          .maxlen = 0,
4272          .mode = 0555,
4273          .child = oa_table,
4274          },
4275         {}
4276 };
4277
4278 static struct ctl_table dev_root[] = {
4279         {
4280          .procname = "dev",
4281          .maxlen = 0,
4282          .mode = 0555,
4283          .child = i915_root,
4284          },
4285         {}
4286 };
4287
4288 static void oa_init_supported_formats(struct i915_perf *perf)
4289 {
4290         struct drm_i915_private *i915 = perf->i915;
4291         enum intel_platform platform = INTEL_INFO(i915)->platform;
4292
4293         switch (platform) {
4294         case INTEL_HASWELL:
4295                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A13);
4296                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A13);
4297                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A29);
4298                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A13_B8_C8);
4299                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_B4_C8);
4300                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A45_B8_C8);
4301                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_B4_C8_A16);
4302                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_C4_B8);
4303                 break;
4304
4305         case INTEL_BROADWELL:
4306         case INTEL_CHERRYVIEW:
4307         case INTEL_SKYLAKE:
4308         case INTEL_BROXTON:
4309         case INTEL_KABYLAKE:
4310         case INTEL_GEMINILAKE:
4311         case INTEL_COFFEELAKE:
4312         case INTEL_COMETLAKE:
4313         case INTEL_CANNONLAKE:
4314         case INTEL_ICELAKE:
4315         case INTEL_ELKHARTLAKE:
4316         case INTEL_JASPERLAKE:
4317         case INTEL_TIGERLAKE:
4318         case INTEL_ROCKETLAKE:
4319         case INTEL_DG1:
4320         case INTEL_ALDERLAKE_S:
4321                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A12);
4322                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A12_B8_C8);
4323                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A32u40_A4u32_B8_C8);
4324                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_C4_B8);
4325                 break;
4326
4327         default:
4328                 MISSING_CASE(platform);
4329         }
4330 }
4331
4332 /**
4333  * i915_perf_init - initialize i915-perf state on module bind
4334  * @i915: i915 device instance
4335  *
4336  * Initializes i915-perf state without exposing anything to userspace.
4337  *
4338  * Note: i915-perf initialization is split into an 'init' and 'register'
4339  * phase with the i915_perf_register() exposing state to userspace.
4340  */
4341 void i915_perf_init(struct drm_i915_private *i915)
4342 {
4343         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
4344
4345         /* XXX const struct i915_perf_ops! */
4346
4347         perf->oa_formats = oa_formats;
4348         if (IS_HASWELL(i915)) {
4349                 perf->ops.is_valid_b_counter_reg = gen7_is_valid_b_counter_addr;
4350                 perf->ops.is_valid_mux_reg = hsw_is_valid_mux_addr;
4351                 perf->ops.is_valid_flex_reg = NULL;
4352                 perf->ops.enable_metric_set = hsw_enable_metric_set;
4353                 perf->ops.disable_metric_set = hsw_disable_metric_set;
4354                 perf->ops.oa_enable = gen7_oa_enable;
4355                 perf->ops.oa_disable = gen7_oa_disable;
4356                 perf->ops.read = gen7_oa_read;
4357                 perf->ops.oa_hw_tail_read = gen7_oa_hw_tail_read;
4358         } else if (HAS_LOGICAL_RING_CONTEXTS(i915)) {
4359                 /* Note: that although we could theoretically also support the
4360                  * legacy ringbuffer mode on BDW (and earlier iterations of
4361                  * this driver, before upstreaming did this) it didn't seem
4362                  * worth the complexity to maintain now that BDW+ enable
4363                  * execlist mode by default.
4364                  */
4365                 perf->ops.read = gen8_oa_read;
4366
4367                 if (IS_GEN_RANGE(i915, 8, 9)) {
4368                         perf->ops.is_valid_b_counter_reg =
4369                                 gen7_is_valid_b_counter_addr;
4370                         perf->ops.is_valid_mux_reg =
4371                                 gen8_is_valid_mux_addr;
4372                         perf->ops.is_valid_flex_reg =
4373                                 gen8_is_valid_flex_addr;
4374
4375                         if (IS_CHERRYVIEW(i915)) {
4376                                 perf->ops.is_valid_mux_reg =
4377                                         chv_is_valid_mux_addr;
4378                         }
4379
4380                         perf->ops.oa_enable = gen8_oa_enable;
4381                         perf->ops.oa_disable = gen8_oa_disable;
4382                         perf->ops.enable_metric_set = gen8_enable_metric_set;
4383                         perf->ops.disable_metric_set = gen8_disable_metric_set;
4384                         perf->ops.oa_hw_tail_read = gen8_oa_hw_tail_read;
4385
4386                         if (IS_GEN(i915, 8)) {
4387                                 perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x120;
4388                                 perf->ctx_flexeu0_offset = 0x2ce;
4389
4390                                 perf->gen8_valid_ctx_bit = BIT(25);
4391                         } else {
4392                                 perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x128;
4393                                 perf->ctx_flexeu0_offset = 0x3de;
4394
4395                                 perf->gen8_valid_ctx_bit = BIT(16);
4396                         }
4397                 } else if (IS_GEN_RANGE(i915, 10, 11)) {
4398                         perf->ops.is_valid_b_counter_reg =
4399                                 gen7_is_valid_b_counter_addr;
4400                         perf->ops.is_valid_mux_reg =
4401                                 gen10_is_valid_mux_addr;
4402                         perf->ops.is_valid_flex_reg =
4403                                 gen8_is_valid_flex_addr;
4404
4405                         perf->ops.oa_enable = gen8_oa_enable;
4406                         perf->ops.oa_disable = gen8_oa_disable;
4407                         perf->ops.enable_metric_set = gen8_enable_metric_set;
4408                         perf->ops.disable_metric_set = gen10_disable_metric_set;
4409                         perf->ops.oa_hw_tail_read = gen8_oa_hw_tail_read;
4410
4411                         if (IS_GEN(i915, 10)) {
4412                                 perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x128;
4413                                 perf->ctx_flexeu0_offset = 0x3de;
4414                         } else {
4415                                 perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x124;
4416                                 perf->ctx_flexeu0_offset = 0x78e;
4417                         }
4418                         perf->gen8_valid_ctx_bit = BIT(16);
4419                 } else if (IS_GEN(i915, 12)) {
4420                         perf->ops.is_valid_b_counter_reg =
4421                                 gen12_is_valid_b_counter_addr;
4422                         perf->ops.is_valid_mux_reg =
4423                                 gen12_is_valid_mux_addr;
4424                         perf->ops.is_valid_flex_reg =
4425                                 gen8_is_valid_flex_addr;
4426
4427                         perf->ops.oa_enable = gen12_oa_enable;
4428                         perf->ops.oa_disable = gen12_oa_disable;
4429                         perf->ops.enable_metric_set = gen12_enable_metric_set;
4430                         perf->ops.disable_metric_set = gen12_disable_metric_set;
4431                         perf->ops.oa_hw_tail_read = gen12_oa_hw_tail_read;
4432
4433                         perf->ctx_flexeu0_offset = 0;
4434                         perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x144;
4435                 }
4436         }
4437
4438         if (perf->ops.enable_metric_set) {
4439                 mutex_init(&perf->lock);
4440
4441                 /* Choose a representative limit */
4442                 oa_sample_rate_hard_limit = i915->gt.clock_frequency / 2;
4443
4444                 mutex_init(&perf->metrics_lock);
4445                 idr_init_base(&perf->metrics_idr, 1);
4446
4447                 /* We set up some ratelimit state to potentially throttle any
4448                  * _NOTES about spurious, invalid OA reports which we don't
4449                  * forward to userspace.
4450                  *
4451                  * We print a _NOTE about any throttling when closing the
4452                  * stream instead of waiting until driver _fini which no one
4453                  * would ever see.
4454                  *
4455                  * Using the same limiting factors as printk_ratelimit()
4456                  */
4457                 ratelimit_state_init(&perf->spurious_report_rs, 5 * HZ, 10);
4458                 /* Since we use a DRM_NOTE for spurious reports it would be
4459                  * inconsistent to let __ratelimit() automatically print a
4460                  * warning for throttling.
4461                  */
4462                 ratelimit_set_flags(&perf->spurious_report_rs,
4463                                     RATELIMIT_MSG_ON_RELEASE);
4464
4465                 ratelimit_state_init(&perf->tail_pointer_race,
4466                                      5 * HZ, 10);
4467                 ratelimit_set_flags(&perf->tail_pointer_race,
4468                                     RATELIMIT_MSG_ON_RELEASE);
4469
4470                 atomic64_set(&perf->noa_programming_delay,
4471                              500 * 1000 /* 500us */);
4472
4473                 perf->i915 = i915;
4474
4475                 oa_init_supported_formats(perf);
4476         }
4477 }
4478
4479 static int destroy_config(int id, void *p, void *data)
4480 {
4481         i915_oa_config_put(p);
4482         return 0;
4483 }
4484
4485 void i915_perf_sysctl_register(void)
4486 {
4487         sysctl_header = register_sysctl_table(dev_root);
4488 }
4489
4490 void i915_perf_sysctl_unregister(void)
4491 {
4492         unregister_sysctl_table(sysctl_header);
4493 }
4494
4495 /**
4496  * i915_perf_fini - Counter part to i915_perf_init()
4497  * @i915: i915 device instance
4498  */
4499 void i915_perf_fini(struct drm_i915_private *i915)
4500 {
4501         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
4502
4503         if (!perf->i915)
4504                 return;
4505
4506         idr_for_each(&perf->metrics_idr, destroy_config, perf);
4507         idr_destroy(&perf->metrics_idr);
4508
4509         memset(&perf->ops, 0, sizeof(perf->ops));
4510         perf->i915 = NULL;
4511 }
4512
4513 /**
4514  * i915_perf_ioctl_version - Version of the i915-perf subsystem
4515  *
4516  * This version number is used by userspace to detect available features.
4517  */
4518 int i915_perf_ioctl_version(void)
4519 {
4520         /*
4521          * 1: Initial version
4522          *   I915_PERF_IOCTL_ENABLE
4523          *   I915_PERF_IOCTL_DISABLE
4524          *
4525          * 2: Added runtime modification of OA config.
4526          *   I915_PERF_IOCTL_CONFIG
4527          *
4528          * 3: Add DRM_I915_PERF_PROP_HOLD_PREEMPTION parameter to hold
4529          *    preemption on a particular context so that performance data is
4530          *    accessible from a delta of MI_RPC reports without looking at the
4531          *    OA buffer.
4532          *
4533          * 4: Add DRM_I915_PERF_PROP_ALLOWED_SSEU to limit what contexts can
4534          *    be run for the duration of the performance recording based on
4535          *    their SSEU configuration.
4536          *
4537          * 5: Add DRM_I915_PERF_PROP_POLL_OA_PERIOD parameter that controls the
4538          *    interval for the hrtimer used to check for OA data.
4539          */
4540         return 5;
4541 }
4542
4543 #if IS_ENABLED(CONFIG_DRM_I915_SELFTEST)
4544 #include "selftests/i915_perf.c"
4545 #endif