Merge tag 'nios2-v5.7-rc1' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/lftan...
[linux-2.6-microblaze.git] / drivers / gpu / drm / i915 / i915_perf.c
1 /*
2  * Copyright © 2015-2016 Intel Corporation
3  *
4  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a
5  * copy of this software and associated documentation files (the "Software"),
6  * to deal in the Software without restriction, including without limitation
7  * the rights to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense,
8  * and/or sell copies of the Software, and to permit persons to whom the
9  * Software is furnished to do so, subject to the following conditions:
10  *
11  * The above copyright notice and this permission notice (including the next
12  * paragraph) shall be included in all copies or substantial portions of the
13  * Software.
14  *
15  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
16  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
17  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT.  IN NO EVENT SHALL
18  * THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
19  * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING
20  * FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS
21  * IN THE SOFTWARE.
22  *
23  * Authors:
24  *   Robert Bragg <robert@sixbynine.org>
25  */
26
27
28 /**
29  * DOC: i915 Perf Overview
30  *
31  * Gen graphics supports a large number of performance counters that can help
32  * driver and application developers understand and optimize their use of the
33  * GPU.
34  *
35  * This i915 perf interface enables userspace to configure and open a file
36  * descriptor representing a stream of GPU metrics which can then be read() as
37  * a stream of sample records.
38  *
39  * The interface is particularly suited to exposing buffered metrics that are
40  * captured by DMA from the GPU, unsynchronized with and unrelated to the CPU.
41  *
42  * Streams representing a single context are accessible to applications with a
43  * corresponding drm file descriptor, such that OpenGL can use the interface
44  * without special privileges. Access to system-wide metrics requires root
45  * privileges by default, unless changed via the dev.i915.perf_event_paranoid
46  * sysctl option.
47  *
48  */
49
50 /**
51  * DOC: i915 Perf History and Comparison with Core Perf
52  *
53  * The interface was initially inspired by the core Perf infrastructure but
54  * some notable differences are:
55  *
56  * i915 perf file descriptors represent a "stream" instead of an "event"; where
57  * a perf event primarily corresponds to a single 64bit value, while a stream
58  * might sample sets of tightly-coupled counters, depending on the
59  * configuration.  For example the Gen OA unit isn't designed to support
60  * orthogonal configurations of individual counters; it's configured for a set
61  * of related counters. Samples for an i915 perf stream capturing OA metrics
62  * will include a set of counter values packed in a compact HW specific format.
63  * The OA unit supports a number of different packing formats which can be
64  * selected by the user opening the stream. Perf has support for grouping
65  * events, but each event in the group is configured, validated and
66  * authenticated individually with separate system calls.
67  *
68  * i915 perf stream configurations are provided as an array of u64 (key,value)
69  * pairs, instead of a fixed struct with multiple miscellaneous config members,
70  * interleaved with event-type specific members.
71  *
72  * i915 perf doesn't support exposing metrics via an mmap'd circular buffer.
73  * The supported metrics are being written to memory by the GPU unsynchronized
74  * with the CPU, using HW specific packing formats for counter sets. Sometimes
75  * the constraints on HW configuration require reports to be filtered before it
76  * would be acceptable to expose them to unprivileged applications - to hide
77  * the metrics of other processes/contexts. For these use cases a read() based
78  * interface is a good fit, and provides an opportunity to filter data as it
79  * gets copied from the GPU mapped buffers to userspace buffers.
80  *
81  *
82  * Issues hit with first prototype based on Core Perf
83  * ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
84  *
85  * The first prototype of this driver was based on the core perf
86  * infrastructure, and while we did make that mostly work, with some changes to
87  * perf, we found we were breaking or working around too many assumptions baked
88  * into perf's currently cpu centric design.
89  *
90  * In the end we didn't see a clear benefit to making perf's implementation and
91  * interface more complex by changing design assumptions while we knew we still
92  * wouldn't be able to use any existing perf based userspace tools.
93  *
94  * Also considering the Gen specific nature of the Observability hardware and
95  * how userspace will sometimes need to combine i915 perf OA metrics with
96  * side-band OA data captured via MI_REPORT_PERF_COUNT commands; we're
97  * expecting the interface to be used by a platform specific userspace such as
98  * OpenGL or tools. This is to say; we aren't inherently missing out on having
99  * a standard vendor/architecture agnostic interface by not using perf.
100  *
101  *
102  * For posterity, in case we might re-visit trying to adapt core perf to be
103  * better suited to exposing i915 metrics these were the main pain points we
104  * hit:
105  *
106  * - The perf based OA PMU driver broke some significant design assumptions:
107  *
108  *   Existing perf pmus are used for profiling work on a cpu and we were
109  *   introducing the idea of _IS_DEVICE pmus with different security
110  *   implications, the need to fake cpu-related data (such as user/kernel
111  *   registers) to fit with perf's current design, and adding _DEVICE records
112  *   as a way to forward device-specific status records.
113  *
114  *   The OA unit writes reports of counters into a circular buffer, without
115  *   involvement from the CPU, making our PMU driver the first of a kind.
116  *
117  *   Given the way we were periodically forward data from the GPU-mapped, OA
118  *   buffer to perf's buffer, those bursts of sample writes looked to perf like
119  *   we were sampling too fast and so we had to subvert its throttling checks.
120  *
121  *   Perf supports groups of counters and allows those to be read via
122  *   transactions internally but transactions currently seem designed to be
123  *   explicitly initiated from the cpu (say in response to a userspace read())
124  *   and while we could pull a report out of the OA buffer we can't
125  *   trigger a report from the cpu on demand.
126  *
127  *   Related to being report based; the OA counters are configured in HW as a
128  *   set while perf generally expects counter configurations to be orthogonal.
129  *   Although counters can be associated with a group leader as they are
130  *   opened, there's no clear precedent for being able to provide group-wide
131  *   configuration attributes (for example we want to let userspace choose the
132  *   OA unit report format used to capture all counters in a set, or specify a
133  *   GPU context to filter metrics on). We avoided using perf's grouping
134  *   feature and forwarded OA reports to userspace via perf's 'raw' sample
135  *   field. This suited our userspace well considering how coupled the counters
136  *   are when dealing with normalizing. It would be inconvenient to split
137  *   counters up into separate events, only to require userspace to recombine
138  *   them. For Mesa it's also convenient to be forwarded raw, periodic reports
139  *   for combining with the side-band raw reports it captures using
140  *   MI_REPORT_PERF_COUNT commands.
141  *
142  *   - As a side note on perf's grouping feature; there was also some concern
143  *     that using PERF_FORMAT_GROUP as a way to pack together counter values
144  *     would quite drastically inflate our sample sizes, which would likely
145  *     lower the effective sampling resolutions we could use when the available
146  *     memory bandwidth is limited.
147  *
148  *     With the OA unit's report formats, counters are packed together as 32
149  *     or 40bit values, with the largest report size being 256 bytes.
150  *
151  *     PERF_FORMAT_GROUP values are 64bit, but there doesn't appear to be a
152  *     documented ordering to the values, implying PERF_FORMAT_ID must also be
153  *     used to add a 64bit ID before each value; giving 16 bytes per counter.
154  *
155  *   Related to counter orthogonality; we can't time share the OA unit, while
156  *   event scheduling is a central design idea within perf for allowing
157  *   userspace to open + enable more events than can be configured in HW at any
158  *   one time.  The OA unit is not designed to allow re-configuration while in
159  *   use. We can't reconfigure the OA unit without losing internal OA unit
160  *   state which we can't access explicitly to save and restore. Reconfiguring
161  *   the OA unit is also relatively slow, involving ~100 register writes. From
162  *   userspace Mesa also depends on a stable OA configuration when emitting
163  *   MI_REPORT_PERF_COUNT commands and importantly the OA unit can't be
164  *   disabled while there are outstanding MI_RPC commands lest we hang the
165  *   command streamer.
166  *
167  *   The contents of sample records aren't extensible by device drivers (i.e.
168  *   the sample_type bits). As an example; Sourab Gupta had been looking to
169  *   attach GPU timestamps to our OA samples. We were shoehorning OA reports
170  *   into sample records by using the 'raw' field, but it's tricky to pack more
171  *   than one thing into this field because events/core.c currently only lets a
172  *   pmu give a single raw data pointer plus len which will be copied into the
173  *   ring buffer. To include more than the OA report we'd have to copy the
174  *   report into an intermediate larger buffer. I'd been considering allowing a
175  *   vector of data+len values to be specified for copying the raw data, but
176  *   it felt like a kludge to being using the raw field for this purpose.
177  *
178  * - It felt like our perf based PMU was making some technical compromises
179  *   just for the sake of using perf:
180  *
181  *   perf_event_open() requires events to either relate to a pid or a specific
182  *   cpu core, while our device pmu related to neither.  Events opened with a
183  *   pid will be automatically enabled/disabled according to the scheduling of
184  *   that process - so not appropriate for us. When an event is related to a
185  *   cpu id, perf ensures pmu methods will be invoked via an inter process
186  *   interrupt on that core. To avoid invasive changes our userspace opened OA
187  *   perf events for a specific cpu. This was workable but it meant the
188  *   majority of the OA driver ran in atomic context, including all OA report
189  *   forwarding, which wasn't really necessary in our case and seems to make
190  *   our locking requirements somewhat complex as we handled the interaction
191  *   with the rest of the i915 driver.
192  */
193
194 #include <linux/anon_inodes.h>
195 #include <linux/sizes.h>
196 #include <linux/uuid.h>
197
198 #include "gem/i915_gem_context.h"
199 #include "gt/intel_engine_pm.h"
200 #include "gt/intel_engine_user.h"
201 #include "gt/intel_gt.h"
202 #include "gt/intel_lrc_reg.h"
203 #include "gt/intel_ring.h"
204
205 #include "i915_drv.h"
206 #include "i915_perf.h"
207 #include "oa/i915_oa_hsw.h"
208 #include "oa/i915_oa_bdw.h"
209 #include "oa/i915_oa_chv.h"
210 #include "oa/i915_oa_sklgt2.h"
211 #include "oa/i915_oa_sklgt3.h"
212 #include "oa/i915_oa_sklgt4.h"
213 #include "oa/i915_oa_bxt.h"
214 #include "oa/i915_oa_kblgt2.h"
215 #include "oa/i915_oa_kblgt3.h"
216 #include "oa/i915_oa_glk.h"
217 #include "oa/i915_oa_cflgt2.h"
218 #include "oa/i915_oa_cflgt3.h"
219 #include "oa/i915_oa_cnl.h"
220 #include "oa/i915_oa_icl.h"
221 #include "oa/i915_oa_tgl.h"
222
223 /* HW requires this to be a power of two, between 128k and 16M, though driver
224  * is currently generally designed assuming the largest 16M size is used such
225  * that the overflow cases are unlikely in normal operation.
226  */
227 #define OA_BUFFER_SIZE          SZ_16M
228
229 #define OA_TAKEN(tail, head)    ((tail - head) & (OA_BUFFER_SIZE - 1))
230
231 /**
232  * DOC: OA Tail Pointer Race
233  *
234  * There's a HW race condition between OA unit tail pointer register updates and
235  * writes to memory whereby the tail pointer can sometimes get ahead of what's
236  * been written out to the OA buffer so far (in terms of what's visible to the
237  * CPU).
238  *
239  * Although this can be observed explicitly while copying reports to userspace
240  * by checking for a zeroed report-id field in tail reports, we want to account
241  * for this earlier, as part of the oa_buffer_check to avoid lots of redundant
242  * read() attempts.
243  *
244  * In effect we define a tail pointer for reading that lags the real tail
245  * pointer by at least %OA_TAIL_MARGIN_NSEC nanoseconds, which gives enough
246  * time for the corresponding reports to become visible to the CPU.
247  *
248  * To manage this we actually track two tail pointers:
249  *  1) An 'aging' tail with an associated timestamp that is tracked until we
250  *     can trust the corresponding data is visible to the CPU; at which point
251  *     it is considered 'aged'.
252  *  2) An 'aged' tail that can be used for read()ing.
253  *
254  * The two separate pointers let us decouple read()s from tail pointer aging.
255  *
256  * The tail pointers are checked and updated at a limited rate within a hrtimer
257  * callback (the same callback that is used for delivering EPOLLIN events)
258  *
259  * Initially the tails are marked invalid with %INVALID_TAIL_PTR which
260  * indicates that an updated tail pointer is needed.
261  *
262  * Most of the implementation details for this workaround are in
263  * oa_buffer_check_unlocked() and _append_oa_reports()
264  *
265  * Note for posterity: previously the driver used to define an effective tail
266  * pointer that lagged the real pointer by a 'tail margin' measured in bytes
267  * derived from %OA_TAIL_MARGIN_NSEC and the configured sampling frequency.
268  * This was flawed considering that the OA unit may also automatically generate
269  * non-periodic reports (such as on context switch) or the OA unit may be
270  * enabled without any periodic sampling.
271  */
272 #define OA_TAIL_MARGIN_NSEC     100000ULL
273 #define INVALID_TAIL_PTR        0xffffffff
274
275 /* frequency for checking whether the OA unit has written new reports to the
276  * circular OA buffer...
277  */
278 #define POLL_FREQUENCY 200
279 #define POLL_PERIOD (NSEC_PER_SEC / POLL_FREQUENCY)
280
281 /* for sysctl proc_dointvec_minmax of dev.i915.perf_stream_paranoid */
282 static u32 i915_perf_stream_paranoid = true;
283
284 /* The maximum exponent the hardware accepts is 63 (essentially it selects one
285  * of the 64bit timestamp bits to trigger reports from) but there's currently
286  * no known use case for sampling as infrequently as once per 47 thousand years.
287  *
288  * Since the timestamps included in OA reports are only 32bits it seems
289  * reasonable to limit the OA exponent where it's still possible to account for
290  * overflow in OA report timestamps.
291  */
292 #define OA_EXPONENT_MAX 31
293
294 #define INVALID_CTX_ID 0xffffffff
295
296 /* On Gen8+ automatically triggered OA reports include a 'reason' field... */
297 #define OAREPORT_REASON_MASK           0x3f
298 #define OAREPORT_REASON_MASK_EXTENDED  0x7f
299 #define OAREPORT_REASON_SHIFT          19
300 #define OAREPORT_REASON_TIMER          (1<<0)
301 #define OAREPORT_REASON_CTX_SWITCH     (1<<3)
302 #define OAREPORT_REASON_CLK_RATIO      (1<<5)
303
304
305 /* For sysctl proc_dointvec_minmax of i915_oa_max_sample_rate
306  *
307  * The highest sampling frequency we can theoretically program the OA unit
308  * with is always half the timestamp frequency: E.g. 6.25Mhz for Haswell.
309  *
310  * Initialized just before we register the sysctl parameter.
311  */
312 static int oa_sample_rate_hard_limit;
313
314 /* Theoretically we can program the OA unit to sample every 160ns but don't
315  * allow that by default unless root...
316  *
317  * The default threshold of 100000Hz is based on perf's similar
318  * kernel.perf_event_max_sample_rate sysctl parameter.
319  */
320 static u32 i915_oa_max_sample_rate = 100000;
321
322 /* XXX: beware if future OA HW adds new report formats that the current
323  * code assumes all reports have a power-of-two size and ~(size - 1) can
324  * be used as a mask to align the OA tail pointer.
325  */
326 static const struct i915_oa_format hsw_oa_formats[I915_OA_FORMAT_MAX] = {
327         [I915_OA_FORMAT_A13]        = { 0, 64 },
328         [I915_OA_FORMAT_A29]        = { 1, 128 },
329         [I915_OA_FORMAT_A13_B8_C8]  = { 2, 128 },
330         /* A29_B8_C8 Disallowed as 192 bytes doesn't factor into buffer size */
331         [I915_OA_FORMAT_B4_C8]      = { 4, 64 },
332         [I915_OA_FORMAT_A45_B8_C8]  = { 5, 256 },
333         [I915_OA_FORMAT_B4_C8_A16]  = { 6, 128 },
334         [I915_OA_FORMAT_C4_B8]      = { 7, 64 },
335 };
336
337 static const struct i915_oa_format gen8_plus_oa_formats[I915_OA_FORMAT_MAX] = {
338         [I915_OA_FORMAT_A12]                = { 0, 64 },
339         [I915_OA_FORMAT_A12_B8_C8]          = { 2, 128 },
340         [I915_OA_FORMAT_A32u40_A4u32_B8_C8] = { 5, 256 },
341         [I915_OA_FORMAT_C4_B8]              = { 7, 64 },
342 };
343
344 static const struct i915_oa_format gen12_oa_formats[I915_OA_FORMAT_MAX] = {
345         [I915_OA_FORMAT_A32u40_A4u32_B8_C8] = { 5, 256 },
346 };
347
348 #define SAMPLE_OA_REPORT      (1<<0)
349
350 /**
351  * struct perf_open_properties - for validated properties given to open a stream
352  * @sample_flags: `DRM_I915_PERF_PROP_SAMPLE_*` properties are tracked as flags
353  * @single_context: Whether a single or all gpu contexts should be monitored
354  * @hold_preemption: Whether the preemption is disabled for the filtered
355  *                   context
356  * @ctx_handle: A gem ctx handle for use with @single_context
357  * @metrics_set: An ID for an OA unit metric set advertised via sysfs
358  * @oa_format: An OA unit HW report format
359  * @oa_periodic: Whether to enable periodic OA unit sampling
360  * @oa_period_exponent: The OA unit sampling period is derived from this
361  * @engine: The engine (typically rcs0) being monitored by the OA unit
362  *
363  * As read_properties_unlocked() enumerates and validates the properties given
364  * to open a stream of metrics the configuration is built up in the structure
365  * which starts out zero initialized.
366  */
367 struct perf_open_properties {
368         u32 sample_flags;
369
370         u64 single_context:1;
371         u64 hold_preemption:1;
372         u64 ctx_handle;
373
374         /* OA sampling state */
375         int metrics_set;
376         int oa_format;
377         bool oa_periodic;
378         int oa_period_exponent;
379
380         struct intel_engine_cs *engine;
381 };
382
383 struct i915_oa_config_bo {
384         struct llist_node node;
385
386         struct i915_oa_config *oa_config;
387         struct i915_vma *vma;
388 };
389
390 static struct ctl_table_header *sysctl_header;
391
392 static enum hrtimer_restart oa_poll_check_timer_cb(struct hrtimer *hrtimer);
393
394 void i915_oa_config_release(struct kref *ref)
395 {
396         struct i915_oa_config *oa_config =
397                 container_of(ref, typeof(*oa_config), ref);
398
399         kfree(oa_config->flex_regs);
400         kfree(oa_config->b_counter_regs);
401         kfree(oa_config->mux_regs);
402
403         kfree_rcu(oa_config, rcu);
404 }
405
406 struct i915_oa_config *
407 i915_perf_get_oa_config(struct i915_perf *perf, int metrics_set)
408 {
409         struct i915_oa_config *oa_config;
410
411         rcu_read_lock();
412         if (metrics_set == 1)
413                 oa_config = &perf->test_config;
414         else
415                 oa_config = idr_find(&perf->metrics_idr, metrics_set);
416         if (oa_config)
417                 oa_config = i915_oa_config_get(oa_config);
418         rcu_read_unlock();
419
420         return oa_config;
421 }
422
423 static void free_oa_config_bo(struct i915_oa_config_bo *oa_bo)
424 {
425         i915_oa_config_put(oa_bo->oa_config);
426         i915_vma_put(oa_bo->vma);
427         kfree(oa_bo);
428 }
429
430 static u32 gen12_oa_hw_tail_read(struct i915_perf_stream *stream)
431 {
432         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
433
434         return intel_uncore_read(uncore, GEN12_OAG_OATAILPTR) &
435                GEN12_OAG_OATAILPTR_MASK;
436 }
437
438 static u32 gen8_oa_hw_tail_read(struct i915_perf_stream *stream)
439 {
440         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
441
442         return intel_uncore_read(uncore, GEN8_OATAILPTR) & GEN8_OATAILPTR_MASK;
443 }
444
445 static u32 gen7_oa_hw_tail_read(struct i915_perf_stream *stream)
446 {
447         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
448         u32 oastatus1 = intel_uncore_read(uncore, GEN7_OASTATUS1);
449
450         return oastatus1 & GEN7_OASTATUS1_TAIL_MASK;
451 }
452
453 /**
454  * oa_buffer_check_unlocked - check for data and update tail ptr state
455  * @stream: i915 stream instance
456  *
457  * This is either called via fops (for blocking reads in user ctx) or the poll
458  * check hrtimer (atomic ctx) to check the OA buffer tail pointer and check
459  * if there is data available for userspace to read.
460  *
461  * This function is central to providing a workaround for the OA unit tail
462  * pointer having a race with respect to what data is visible to the CPU.
463  * It is responsible for reading tail pointers from the hardware and giving
464  * the pointers time to 'age' before they are made available for reading.
465  * (See description of OA_TAIL_MARGIN_NSEC above for further details.)
466  *
467  * Besides returning true when there is data available to read() this function
468  * also has the side effect of updating the oa_buffer.tails[], .aging_timestamp
469  * and .aged_tail_idx state used for reading.
470  *
471  * Note: It's safe to read OA config state here unlocked, assuming that this is
472  * only called while the stream is enabled, while the global OA configuration
473  * can't be modified.
474  *
475  * Returns: %true if the OA buffer contains data, else %false
476  */
477 static bool oa_buffer_check_unlocked(struct i915_perf_stream *stream)
478 {
479         int report_size = stream->oa_buffer.format_size;
480         unsigned long flags;
481         unsigned int aged_idx;
482         u32 head, hw_tail, aged_tail, aging_tail;
483         u64 now;
484
485         /* We have to consider the (unlikely) possibility that read() errors
486          * could result in an OA buffer reset which might reset the head,
487          * tails[] and aged_tail state.
488          */
489         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
490
491         /* NB: The head we observe here might effectively be a little out of
492          * date (between head and tails[aged_idx].offset if there is currently
493          * a read() in progress.
494          */
495         head = stream->oa_buffer.head;
496
497         aged_idx = stream->oa_buffer.aged_tail_idx;
498         aged_tail = stream->oa_buffer.tails[aged_idx].offset;
499         aging_tail = stream->oa_buffer.tails[!aged_idx].offset;
500
501         hw_tail = stream->perf->ops.oa_hw_tail_read(stream);
502
503         /* The tail pointer increases in 64 byte increments,
504          * not in report_size steps...
505          */
506         hw_tail &= ~(report_size - 1);
507
508         now = ktime_get_mono_fast_ns();
509
510         /* Update the aged tail
511          *
512          * Flip the tail pointer available for read()s once the aging tail is
513          * old enough to trust that the corresponding data will be visible to
514          * the CPU...
515          *
516          * Do this before updating the aging pointer in case we may be able to
517          * immediately start aging a new pointer too (if new data has become
518          * available) without needing to wait for a later hrtimer callback.
519          */
520         if (aging_tail != INVALID_TAIL_PTR &&
521             ((now - stream->oa_buffer.aging_timestamp) >
522              OA_TAIL_MARGIN_NSEC)) {
523
524                 aged_idx ^= 1;
525                 stream->oa_buffer.aged_tail_idx = aged_idx;
526
527                 aged_tail = aging_tail;
528
529                 /* Mark that we need a new pointer to start aging... */
530                 stream->oa_buffer.tails[!aged_idx].offset = INVALID_TAIL_PTR;
531                 aging_tail = INVALID_TAIL_PTR;
532         }
533
534         /* Update the aging tail
535          *
536          * We throttle aging tail updates until we have a new tail that
537          * represents >= one report more data than is already available for
538          * reading. This ensures there will be enough data for a successful
539          * read once this new pointer has aged and ensures we will give the new
540          * pointer time to age.
541          */
542         if (aging_tail == INVALID_TAIL_PTR &&
543             (aged_tail == INVALID_TAIL_PTR ||
544              OA_TAKEN(hw_tail, aged_tail) >= report_size)) {
545                 struct i915_vma *vma = stream->oa_buffer.vma;
546                 u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(vma);
547
548                 /* Be paranoid and do a bounds check on the pointer read back
549                  * from hardware, just in case some spurious hardware condition
550                  * could put the tail out of bounds...
551                  */
552                 if (hw_tail >= gtt_offset &&
553                     hw_tail < (gtt_offset + OA_BUFFER_SIZE)) {
554                         stream->oa_buffer.tails[!aged_idx].offset =
555                                 aging_tail = hw_tail;
556                         stream->oa_buffer.aging_timestamp = now;
557                 } else {
558                         drm_err(&stream->perf->i915->drm,
559                                 "Ignoring spurious out of range OA buffer tail pointer = %x\n",
560                                 hw_tail);
561                 }
562         }
563
564         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
565
566         return aged_tail == INVALID_TAIL_PTR ?
567                 false : OA_TAKEN(aged_tail, head) >= report_size;
568 }
569
570 /**
571  * append_oa_status - Appends a status record to a userspace read() buffer.
572  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
573  * @buf: destination buffer given by userspace
574  * @count: the number of bytes userspace wants to read
575  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
576  * @type: The kind of status to report to userspace
577  *
578  * Writes a status record (such as `DRM_I915_PERF_RECORD_OA_REPORT_LOST`)
579  * into the userspace read() buffer.
580  *
581  * The @buf @offset will only be updated on success.
582  *
583  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
584  */
585 static int append_oa_status(struct i915_perf_stream *stream,
586                             char __user *buf,
587                             size_t count,
588                             size_t *offset,
589                             enum drm_i915_perf_record_type type)
590 {
591         struct drm_i915_perf_record_header header = { type, 0, sizeof(header) };
592
593         if ((count - *offset) < header.size)
594                 return -ENOSPC;
595
596         if (copy_to_user(buf + *offset, &header, sizeof(header)))
597                 return -EFAULT;
598
599         (*offset) += header.size;
600
601         return 0;
602 }
603
604 /**
605  * append_oa_sample - Copies single OA report into userspace read() buffer.
606  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
607  * @buf: destination buffer given by userspace
608  * @count: the number of bytes userspace wants to read
609  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
610  * @report: A single OA report to (optionally) include as part of the sample
611  *
612  * The contents of a sample are configured through `DRM_I915_PERF_PROP_SAMPLE_*`
613  * properties when opening a stream, tracked as `stream->sample_flags`. This
614  * function copies the requested components of a single sample to the given
615  * read() @buf.
616  *
617  * The @buf @offset will only be updated on success.
618  *
619  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
620  */
621 static int append_oa_sample(struct i915_perf_stream *stream,
622                             char __user *buf,
623                             size_t count,
624                             size_t *offset,
625                             const u8 *report)
626 {
627         int report_size = stream->oa_buffer.format_size;
628         struct drm_i915_perf_record_header header;
629         u32 sample_flags = stream->sample_flags;
630
631         header.type = DRM_I915_PERF_RECORD_SAMPLE;
632         header.pad = 0;
633         header.size = stream->sample_size;
634
635         if ((count - *offset) < header.size)
636                 return -ENOSPC;
637
638         buf += *offset;
639         if (copy_to_user(buf, &header, sizeof(header)))
640                 return -EFAULT;
641         buf += sizeof(header);
642
643         if (sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT) {
644                 if (copy_to_user(buf, report, report_size))
645                         return -EFAULT;
646         }
647
648         (*offset) += header.size;
649
650         return 0;
651 }
652
653 /**
654  * Copies all buffered OA reports into userspace read() buffer.
655  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
656  * @buf: destination buffer given by userspace
657  * @count: the number of bytes userspace wants to read
658  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
659  *
660  * Notably any error condition resulting in a short read (-%ENOSPC or
661  * -%EFAULT) will be returned even though one or more records may
662  * have been successfully copied. In this case it's up to the caller
663  * to decide if the error should be squashed before returning to
664  * userspace.
665  *
666  * Note: reports are consumed from the head, and appended to the
667  * tail, so the tail chases the head?... If you think that's mad
668  * and back-to-front you're not alone, but this follows the
669  * Gen PRM naming convention.
670  *
671  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
672  */
673 static int gen8_append_oa_reports(struct i915_perf_stream *stream,
674                                   char __user *buf,
675                                   size_t count,
676                                   size_t *offset)
677 {
678         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
679         int report_size = stream->oa_buffer.format_size;
680         u8 *oa_buf_base = stream->oa_buffer.vaddr;
681         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
682         u32 mask = (OA_BUFFER_SIZE - 1);
683         size_t start_offset = *offset;
684         unsigned long flags;
685         unsigned int aged_tail_idx;
686         u32 head, tail;
687         u32 taken;
688         int ret = 0;
689
690         if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm, !stream->enabled))
691                 return -EIO;
692
693         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
694
695         head = stream->oa_buffer.head;
696         aged_tail_idx = stream->oa_buffer.aged_tail_idx;
697         tail = stream->oa_buffer.tails[aged_tail_idx].offset;
698
699         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
700
701         /*
702          * An invalid tail pointer here means we're still waiting for the poll
703          * hrtimer callback to give us a pointer
704          */
705         if (tail == INVALID_TAIL_PTR)
706                 return -EAGAIN;
707
708         /*
709          * NB: oa_buffer.head/tail include the gtt_offset which we don't want
710          * while indexing relative to oa_buf_base.
711          */
712         head -= gtt_offset;
713         tail -= gtt_offset;
714
715         /*
716          * An out of bounds or misaligned head or tail pointer implies a driver
717          * bug since we validate + align the tail pointers we read from the
718          * hardware and we are in full control of the head pointer which should
719          * only be incremented by multiples of the report size (notably also
720          * all a power of two).
721          */
722         if (drm_WARN_ONCE(&uncore->i915->drm,
723                           head > OA_BUFFER_SIZE || head % report_size ||
724                           tail > OA_BUFFER_SIZE || tail % report_size,
725                           "Inconsistent OA buffer pointers: head = %u, tail = %u\n",
726                           head, tail))
727                 return -EIO;
728
729
730         for (/* none */;
731              (taken = OA_TAKEN(tail, head));
732              head = (head + report_size) & mask) {
733                 u8 *report = oa_buf_base + head;
734                 u32 *report32 = (void *)report;
735                 u32 ctx_id;
736                 u32 reason;
737
738                 /*
739                  * All the report sizes factor neatly into the buffer
740                  * size so we never expect to see a report split
741                  * between the beginning and end of the buffer.
742                  *
743                  * Given the initial alignment check a misalignment
744                  * here would imply a driver bug that would result
745                  * in an overrun.
746                  */
747                 if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm,
748                                 (OA_BUFFER_SIZE - head) < report_size)) {
749                         drm_err(&uncore->i915->drm,
750                                 "Spurious OA head ptr: non-integral report offset\n");
751                         break;
752                 }
753
754                 /*
755                  * The reason field includes flags identifying what
756                  * triggered this specific report (mostly timer
757                  * triggered or e.g. due to a context switch).
758                  *
759                  * This field is never expected to be zero so we can
760                  * check that the report isn't invalid before copying
761                  * it to userspace...
762                  */
763                 reason = ((report32[0] >> OAREPORT_REASON_SHIFT) &
764                           (IS_GEN(stream->perf->i915, 12) ?
765                            OAREPORT_REASON_MASK_EXTENDED :
766                            OAREPORT_REASON_MASK));
767                 if (reason == 0) {
768                         if (__ratelimit(&stream->perf->spurious_report_rs))
769                                 DRM_NOTE("Skipping spurious, invalid OA report\n");
770                         continue;
771                 }
772
773                 ctx_id = report32[2] & stream->specific_ctx_id_mask;
774
775                 /*
776                  * Squash whatever is in the CTX_ID field if it's marked as
777                  * invalid to be sure we avoid false-positive, single-context
778                  * filtering below...
779                  *
780                  * Note: that we don't clear the valid_ctx_bit so userspace can
781                  * understand that the ID has been squashed by the kernel.
782                  */
783                 if (!(report32[0] & stream->perf->gen8_valid_ctx_bit) &&
784                     INTEL_GEN(stream->perf->i915) <= 11)
785                         ctx_id = report32[2] = INVALID_CTX_ID;
786
787                 /*
788                  * NB: For Gen 8 the OA unit no longer supports clock gating
789                  * off for a specific context and the kernel can't securely
790                  * stop the counters from updating as system-wide / global
791                  * values.
792                  *
793                  * Automatic reports now include a context ID so reports can be
794                  * filtered on the cpu but it's not worth trying to
795                  * automatically subtract/hide counter progress for other
796                  * contexts while filtering since we can't stop userspace
797                  * issuing MI_REPORT_PERF_COUNT commands which would still
798                  * provide a side-band view of the real values.
799                  *
800                  * To allow userspace (such as Mesa/GL_INTEL_performance_query)
801                  * to normalize counters for a single filtered context then it
802                  * needs be forwarded bookend context-switch reports so that it
803                  * can track switches in between MI_REPORT_PERF_COUNT commands
804                  * and can itself subtract/ignore the progress of counters
805                  * associated with other contexts. Note that the hardware
806                  * automatically triggers reports when switching to a new
807                  * context which are tagged with the ID of the newly active
808                  * context. To avoid the complexity (and likely fragility) of
809                  * reading ahead while parsing reports to try and minimize
810                  * forwarding redundant context switch reports (i.e. between
811                  * other, unrelated contexts) we simply elect to forward them
812                  * all.
813                  *
814                  * We don't rely solely on the reason field to identify context
815                  * switches since it's not-uncommon for periodic samples to
816                  * identify a switch before any 'context switch' report.
817                  */
818                 if (!stream->perf->exclusive_stream->ctx ||
819                     stream->specific_ctx_id == ctx_id ||
820                     stream->oa_buffer.last_ctx_id == stream->specific_ctx_id ||
821                     reason & OAREPORT_REASON_CTX_SWITCH) {
822
823                         /*
824                          * While filtering for a single context we avoid
825                          * leaking the IDs of other contexts.
826                          */
827                         if (stream->perf->exclusive_stream->ctx &&
828                             stream->specific_ctx_id != ctx_id) {
829                                 report32[2] = INVALID_CTX_ID;
830                         }
831
832                         ret = append_oa_sample(stream, buf, count, offset,
833                                                report);
834                         if (ret)
835                                 break;
836
837                         stream->oa_buffer.last_ctx_id = ctx_id;
838                 }
839
840                 /*
841                  * The above reason field sanity check is based on
842                  * the assumption that the OA buffer is initially
843                  * zeroed and we reset the field after copying so the
844                  * check is still meaningful once old reports start
845                  * being overwritten.
846                  */
847                 report32[0] = 0;
848         }
849
850         if (start_offset != *offset) {
851                 i915_reg_t oaheadptr;
852
853                 oaheadptr = IS_GEN(stream->perf->i915, 12) ?
854                             GEN12_OAG_OAHEADPTR : GEN8_OAHEADPTR;
855
856                 spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
857
858                 /*
859                  * We removed the gtt_offset for the copy loop above, indexing
860                  * relative to oa_buf_base so put back here...
861                  */
862                 head += gtt_offset;
863                 intel_uncore_write(uncore, oaheadptr,
864                                    head & GEN12_OAG_OAHEADPTR_MASK);
865                 stream->oa_buffer.head = head;
866
867                 spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
868         }
869
870         return ret;
871 }
872
873 /**
874  * gen8_oa_read - copy status records then buffered OA reports
875  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
876  * @buf: destination buffer given by userspace
877  * @count: the number of bytes userspace wants to read
878  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
879  *
880  * Checks OA unit status registers and if necessary appends corresponding
881  * status records for userspace (such as for a buffer full condition) and then
882  * initiate appending any buffered OA reports.
883  *
884  * Updates @offset according to the number of bytes successfully copied into
885  * the userspace buffer.
886  *
887  * NB: some data may be successfully copied to the userspace buffer
888  * even if an error is returned, and this is reflected in the
889  * updated @offset.
890  *
891  * Returns: zero on success or a negative error code
892  */
893 static int gen8_oa_read(struct i915_perf_stream *stream,
894                         char __user *buf,
895                         size_t count,
896                         size_t *offset)
897 {
898         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
899         u32 oastatus;
900         i915_reg_t oastatus_reg;
901         int ret;
902
903         if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm, !stream->oa_buffer.vaddr))
904                 return -EIO;
905
906         oastatus_reg = IS_GEN(stream->perf->i915, 12) ?
907                        GEN12_OAG_OASTATUS : GEN8_OASTATUS;
908
909         oastatus = intel_uncore_read(uncore, oastatus_reg);
910
911         /*
912          * We treat OABUFFER_OVERFLOW as a significant error:
913          *
914          * Although theoretically we could handle this more gracefully
915          * sometimes, some Gens don't correctly suppress certain
916          * automatically triggered reports in this condition and so we
917          * have to assume that old reports are now being trampled
918          * over.
919          *
920          * Considering how we don't currently give userspace control
921          * over the OA buffer size and always configure a large 16MB
922          * buffer, then a buffer overflow does anyway likely indicate
923          * that something has gone quite badly wrong.
924          */
925         if (oastatus & GEN8_OASTATUS_OABUFFER_OVERFLOW) {
926                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
927                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_BUFFER_LOST);
928                 if (ret)
929                         return ret;
930
931                 DRM_DEBUG("OA buffer overflow (exponent = %d): force restart\n",
932                           stream->period_exponent);
933
934                 stream->perf->ops.oa_disable(stream);
935                 stream->perf->ops.oa_enable(stream);
936
937                 /*
938                  * Note: .oa_enable() is expected to re-init the oabuffer and
939                  * reset GEN8_OASTATUS for us
940                  */
941                 oastatus = intel_uncore_read(uncore, oastatus_reg);
942         }
943
944         if (oastatus & GEN8_OASTATUS_REPORT_LOST) {
945                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
946                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_REPORT_LOST);
947                 if (ret)
948                         return ret;
949                 intel_uncore_write(uncore, oastatus_reg,
950                                    oastatus & ~GEN8_OASTATUS_REPORT_LOST);
951         }
952
953         return gen8_append_oa_reports(stream, buf, count, offset);
954 }
955
956 /**
957  * Copies all buffered OA reports into userspace read() buffer.
958  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
959  * @buf: destination buffer given by userspace
960  * @count: the number of bytes userspace wants to read
961  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
962  *
963  * Notably any error condition resulting in a short read (-%ENOSPC or
964  * -%EFAULT) will be returned even though one or more records may
965  * have been successfully copied. In this case it's up to the caller
966  * to decide if the error should be squashed before returning to
967  * userspace.
968  *
969  * Note: reports are consumed from the head, and appended to the
970  * tail, so the tail chases the head?... If you think that's mad
971  * and back-to-front you're not alone, but this follows the
972  * Gen PRM naming convention.
973  *
974  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
975  */
976 static int gen7_append_oa_reports(struct i915_perf_stream *stream,
977                                   char __user *buf,
978                                   size_t count,
979                                   size_t *offset)
980 {
981         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
982         int report_size = stream->oa_buffer.format_size;
983         u8 *oa_buf_base = stream->oa_buffer.vaddr;
984         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
985         u32 mask = (OA_BUFFER_SIZE - 1);
986         size_t start_offset = *offset;
987         unsigned long flags;
988         unsigned int aged_tail_idx;
989         u32 head, tail;
990         u32 taken;
991         int ret = 0;
992
993         if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm, !stream->enabled))
994                 return -EIO;
995
996         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
997
998         head = stream->oa_buffer.head;
999         aged_tail_idx = stream->oa_buffer.aged_tail_idx;
1000         tail = stream->oa_buffer.tails[aged_tail_idx].offset;
1001
1002         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1003
1004         /* An invalid tail pointer here means we're still waiting for the poll
1005          * hrtimer callback to give us a pointer
1006          */
1007         if (tail == INVALID_TAIL_PTR)
1008                 return -EAGAIN;
1009
1010         /* NB: oa_buffer.head/tail include the gtt_offset which we don't want
1011          * while indexing relative to oa_buf_base.
1012          */
1013         head -= gtt_offset;
1014         tail -= gtt_offset;
1015
1016         /* An out of bounds or misaligned head or tail pointer implies a driver
1017          * bug since we validate + align the tail pointers we read from the
1018          * hardware and we are in full control of the head pointer which should
1019          * only be incremented by multiples of the report size (notably also
1020          * all a power of two).
1021          */
1022         if (drm_WARN_ONCE(&uncore->i915->drm,
1023                           head > OA_BUFFER_SIZE || head % report_size ||
1024                           tail > OA_BUFFER_SIZE || tail % report_size,
1025                           "Inconsistent OA buffer pointers: head = %u, tail = %u\n",
1026                           head, tail))
1027                 return -EIO;
1028
1029
1030         for (/* none */;
1031              (taken = OA_TAKEN(tail, head));
1032              head = (head + report_size) & mask) {
1033                 u8 *report = oa_buf_base + head;
1034                 u32 *report32 = (void *)report;
1035
1036                 /* All the report sizes factor neatly into the buffer
1037                  * size so we never expect to see a report split
1038                  * between the beginning and end of the buffer.
1039                  *
1040                  * Given the initial alignment check a misalignment
1041                  * here would imply a driver bug that would result
1042                  * in an overrun.
1043                  */
1044                 if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm,
1045                                 (OA_BUFFER_SIZE - head) < report_size)) {
1046                         drm_err(&uncore->i915->drm,
1047                                 "Spurious OA head ptr: non-integral report offset\n");
1048                         break;
1049                 }
1050
1051                 /* The report-ID field for periodic samples includes
1052                  * some undocumented flags related to what triggered
1053                  * the report and is never expected to be zero so we
1054                  * can check that the report isn't invalid before
1055                  * copying it to userspace...
1056                  */
1057                 if (report32[0] == 0) {
1058                         if (__ratelimit(&stream->perf->spurious_report_rs))
1059                                 DRM_NOTE("Skipping spurious, invalid OA report\n");
1060                         continue;
1061                 }
1062
1063                 ret = append_oa_sample(stream, buf, count, offset, report);
1064                 if (ret)
1065                         break;
1066
1067                 /* The above report-id field sanity check is based on
1068                  * the assumption that the OA buffer is initially
1069                  * zeroed and we reset the field after copying so the
1070                  * check is still meaningful once old reports start
1071                  * being overwritten.
1072                  */
1073                 report32[0] = 0;
1074         }
1075
1076         if (start_offset != *offset) {
1077                 spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1078
1079                 /* We removed the gtt_offset for the copy loop above, indexing
1080                  * relative to oa_buf_base so put back here...
1081                  */
1082                 head += gtt_offset;
1083
1084                 intel_uncore_write(uncore, GEN7_OASTATUS2,
1085                                    (head & GEN7_OASTATUS2_HEAD_MASK) |
1086                                    GEN7_OASTATUS2_MEM_SELECT_GGTT);
1087                 stream->oa_buffer.head = head;
1088
1089                 spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1090         }
1091
1092         return ret;
1093 }
1094
1095 /**
1096  * gen7_oa_read - copy status records then buffered OA reports
1097  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1098  * @buf: destination buffer given by userspace
1099  * @count: the number of bytes userspace wants to read
1100  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
1101  *
1102  * Checks Gen 7 specific OA unit status registers and if necessary appends
1103  * corresponding status records for userspace (such as for a buffer full
1104  * condition) and then initiate appending any buffered OA reports.
1105  *
1106  * Updates @offset according to the number of bytes successfully copied into
1107  * the userspace buffer.
1108  *
1109  * Returns: zero on success or a negative error code
1110  */
1111 static int gen7_oa_read(struct i915_perf_stream *stream,
1112                         char __user *buf,
1113                         size_t count,
1114                         size_t *offset)
1115 {
1116         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1117         u32 oastatus1;
1118         int ret;
1119
1120         if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm, !stream->oa_buffer.vaddr))
1121                 return -EIO;
1122
1123         oastatus1 = intel_uncore_read(uncore, GEN7_OASTATUS1);
1124
1125         /* XXX: On Haswell we don't have a safe way to clear oastatus1
1126          * bits while the OA unit is enabled (while the tail pointer
1127          * may be updated asynchronously) so we ignore status bits
1128          * that have already been reported to userspace.
1129          */
1130         oastatus1 &= ~stream->perf->gen7_latched_oastatus1;
1131
1132         /* We treat OABUFFER_OVERFLOW as a significant error:
1133          *
1134          * - The status can be interpreted to mean that the buffer is
1135          *   currently full (with a higher precedence than OA_TAKEN()
1136          *   which will start to report a near-empty buffer after an
1137          *   overflow) but it's awkward that we can't clear the status
1138          *   on Haswell, so without a reset we won't be able to catch
1139          *   the state again.
1140          *
1141          * - Since it also implies the HW has started overwriting old
1142          *   reports it may also affect our sanity checks for invalid
1143          *   reports when copying to userspace that assume new reports
1144          *   are being written to cleared memory.
1145          *
1146          * - In the future we may want to introduce a flight recorder
1147          *   mode where the driver will automatically maintain a safe
1148          *   guard band between head/tail, avoiding this overflow
1149          *   condition, but we avoid the added driver complexity for
1150          *   now.
1151          */
1152         if (unlikely(oastatus1 & GEN7_OASTATUS1_OABUFFER_OVERFLOW)) {
1153                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
1154                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_BUFFER_LOST);
1155                 if (ret)
1156                         return ret;
1157
1158                 DRM_DEBUG("OA buffer overflow (exponent = %d): force restart\n",
1159                           stream->period_exponent);
1160
1161                 stream->perf->ops.oa_disable(stream);
1162                 stream->perf->ops.oa_enable(stream);
1163
1164                 oastatus1 = intel_uncore_read(uncore, GEN7_OASTATUS1);
1165         }
1166
1167         if (unlikely(oastatus1 & GEN7_OASTATUS1_REPORT_LOST)) {
1168                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
1169                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_REPORT_LOST);
1170                 if (ret)
1171                         return ret;
1172                 stream->perf->gen7_latched_oastatus1 |=
1173                         GEN7_OASTATUS1_REPORT_LOST;
1174         }
1175
1176         return gen7_append_oa_reports(stream, buf, count, offset);
1177 }
1178
1179 /**
1180  * i915_oa_wait_unlocked - handles blocking IO until OA data available
1181  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1182  *
1183  * Called when userspace tries to read() from a blocking stream FD opened
1184  * for OA metrics. It waits until the hrtimer callback finds a non-empty
1185  * OA buffer and wakes us.
1186  *
1187  * Note: it's acceptable to have this return with some false positives
1188  * since any subsequent read handling will return -EAGAIN if there isn't
1189  * really data ready for userspace yet.
1190  *
1191  * Returns: zero on success or a negative error code
1192  */
1193 static int i915_oa_wait_unlocked(struct i915_perf_stream *stream)
1194 {
1195         /* We would wait indefinitely if periodic sampling is not enabled */
1196         if (!stream->periodic)
1197                 return -EIO;
1198
1199         return wait_event_interruptible(stream->poll_wq,
1200                                         oa_buffer_check_unlocked(stream));
1201 }
1202
1203 /**
1204  * i915_oa_poll_wait - call poll_wait() for an OA stream poll()
1205  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1206  * @file: An i915 perf stream file
1207  * @wait: poll() state table
1208  *
1209  * For handling userspace polling on an i915 perf stream opened for OA metrics,
1210  * this starts a poll_wait with the wait queue that our hrtimer callback wakes
1211  * when it sees data ready to read in the circular OA buffer.
1212  */
1213 static void i915_oa_poll_wait(struct i915_perf_stream *stream,
1214                               struct file *file,
1215                               poll_table *wait)
1216 {
1217         poll_wait(file, &stream->poll_wq, wait);
1218 }
1219
1220 /**
1221  * i915_oa_read - just calls through to &i915_oa_ops->read
1222  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1223  * @buf: destination buffer given by userspace
1224  * @count: the number of bytes userspace wants to read
1225  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
1226  *
1227  * Updates @offset according to the number of bytes successfully copied into
1228  * the userspace buffer.
1229  *
1230  * Returns: zero on success or a negative error code
1231  */
1232 static int i915_oa_read(struct i915_perf_stream *stream,
1233                         char __user *buf,
1234                         size_t count,
1235                         size_t *offset)
1236 {
1237         return stream->perf->ops.read(stream, buf, count, offset);
1238 }
1239
1240 static struct intel_context *oa_pin_context(struct i915_perf_stream *stream)
1241 {
1242         struct i915_gem_engines_iter it;
1243         struct i915_gem_context *ctx = stream->ctx;
1244         struct intel_context *ce;
1245         int err;
1246
1247         for_each_gem_engine(ce, i915_gem_context_lock_engines(ctx), it) {
1248                 if (ce->engine != stream->engine) /* first match! */
1249                         continue;
1250
1251                 /*
1252                  * As the ID is the gtt offset of the context's vma we
1253                  * pin the vma to ensure the ID remains fixed.
1254                  */
1255                 err = intel_context_pin(ce);
1256                 if (err == 0) {
1257                         stream->pinned_ctx = ce;
1258                         break;
1259                 }
1260         }
1261         i915_gem_context_unlock_engines(ctx);
1262
1263         return stream->pinned_ctx;
1264 }
1265
1266 /**
1267  * oa_get_render_ctx_id - determine and hold ctx hw id
1268  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1269  *
1270  * Determine the render context hw id, and ensure it remains fixed for the
1271  * lifetime of the stream. This ensures that we don't have to worry about
1272  * updating the context ID in OACONTROL on the fly.
1273  *
1274  * Returns: zero on success or a negative error code
1275  */
1276 static int oa_get_render_ctx_id(struct i915_perf_stream *stream)
1277 {
1278         struct intel_context *ce;
1279
1280         ce = oa_pin_context(stream);
1281         if (IS_ERR(ce))
1282                 return PTR_ERR(ce);
1283
1284         switch (INTEL_GEN(ce->engine->i915)) {
1285         case 7: {
1286                 /*
1287                  * On Haswell we don't do any post processing of the reports
1288                  * and don't need to use the mask.
1289                  */
1290                 stream->specific_ctx_id = i915_ggtt_offset(ce->state);
1291                 stream->specific_ctx_id_mask = 0;
1292                 break;
1293         }
1294
1295         case 8:
1296         case 9:
1297         case 10:
1298                 if (intel_engine_in_execlists_submission_mode(ce->engine)) {
1299                         stream->specific_ctx_id_mask =
1300                                 (1U << GEN8_CTX_ID_WIDTH) - 1;
1301                         stream->specific_ctx_id = stream->specific_ctx_id_mask;
1302                 } else {
1303                         /*
1304                          * When using GuC, the context descriptor we write in
1305                          * i915 is read by GuC and rewritten before it's
1306                          * actually written into the hardware. The LRCA is
1307                          * what is put into the context id field of the
1308                          * context descriptor by GuC. Because it's aligned to
1309                          * a page, the lower 12bits are always at 0 and
1310                          * dropped by GuC. They won't be part of the context
1311                          * ID in the OA reports, so squash those lower bits.
1312                          */
1313                         stream->specific_ctx_id =
1314                                 lower_32_bits(ce->lrc_desc) >> 12;
1315
1316                         /*
1317                          * GuC uses the top bit to signal proxy submission, so
1318                          * ignore that bit.
1319                          */
1320                         stream->specific_ctx_id_mask =
1321                                 (1U << (GEN8_CTX_ID_WIDTH - 1)) - 1;
1322                 }
1323                 break;
1324
1325         case 11:
1326         case 12: {
1327                 stream->specific_ctx_id_mask =
1328                         ((1U << GEN11_SW_CTX_ID_WIDTH) - 1) << (GEN11_SW_CTX_ID_SHIFT - 32);
1329                 /*
1330                  * Pick an unused context id
1331                  * 0 - (NUM_CONTEXT_TAG - 1) are used by other contexts
1332                  * GEN12_MAX_CONTEXT_HW_ID (0x7ff) is used by idle context
1333                  */
1334                 stream->specific_ctx_id = (GEN12_MAX_CONTEXT_HW_ID - 1) << (GEN11_SW_CTX_ID_SHIFT - 32);
1335                 BUILD_BUG_ON((GEN12_MAX_CONTEXT_HW_ID - 1) < NUM_CONTEXT_TAG);
1336                 break;
1337         }
1338
1339         default:
1340                 MISSING_CASE(INTEL_GEN(ce->engine->i915));
1341         }
1342
1343         ce->tag = stream->specific_ctx_id;
1344
1345         drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
1346                 "filtering on ctx_id=0x%x ctx_id_mask=0x%x\n",
1347                 stream->specific_ctx_id,
1348                 stream->specific_ctx_id_mask);
1349
1350         return 0;
1351 }
1352
1353 /**
1354  * oa_put_render_ctx_id - counterpart to oa_get_render_ctx_id releases hold
1355  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1356  *
1357  * In case anything needed doing to ensure the context HW ID would remain valid
1358  * for the lifetime of the stream, then that can be undone here.
1359  */
1360 static void oa_put_render_ctx_id(struct i915_perf_stream *stream)
1361 {
1362         struct intel_context *ce;
1363
1364         ce = fetch_and_zero(&stream->pinned_ctx);
1365         if (ce) {
1366                 ce->tag = 0; /* recomputed on next submission after parking */
1367                 intel_context_unpin(ce);
1368         }
1369
1370         stream->specific_ctx_id = INVALID_CTX_ID;
1371         stream->specific_ctx_id_mask = 0;
1372 }
1373
1374 static void
1375 free_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1376 {
1377         i915_vma_unpin_and_release(&stream->oa_buffer.vma,
1378                                    I915_VMA_RELEASE_MAP);
1379
1380         stream->oa_buffer.vaddr = NULL;
1381 }
1382
1383 static void
1384 free_oa_configs(struct i915_perf_stream *stream)
1385 {
1386         struct i915_oa_config_bo *oa_bo, *tmp;
1387
1388         i915_oa_config_put(stream->oa_config);
1389         llist_for_each_entry_safe(oa_bo, tmp, stream->oa_config_bos.first, node)
1390                 free_oa_config_bo(oa_bo);
1391 }
1392
1393 static void
1394 free_noa_wait(struct i915_perf_stream *stream)
1395 {
1396         i915_vma_unpin_and_release(&stream->noa_wait, 0);
1397 }
1398
1399 static void i915_oa_stream_destroy(struct i915_perf_stream *stream)
1400 {
1401         struct i915_perf *perf = stream->perf;
1402
1403         BUG_ON(stream != perf->exclusive_stream);
1404
1405         /*
1406          * Unset exclusive_stream first, it will be checked while disabling
1407          * the metric set on gen8+.
1408          *
1409          * See i915_oa_init_reg_state() and lrc_configure_all_contexts()
1410          */
1411         WRITE_ONCE(perf->exclusive_stream, NULL);
1412         perf->ops.disable_metric_set(stream);
1413
1414         free_oa_buffer(stream);
1415
1416         intel_uncore_forcewake_put(stream->uncore, FORCEWAKE_ALL);
1417         intel_engine_pm_put(stream->engine);
1418
1419         if (stream->ctx)
1420                 oa_put_render_ctx_id(stream);
1421
1422         free_oa_configs(stream);
1423         free_noa_wait(stream);
1424
1425         if (perf->spurious_report_rs.missed) {
1426                 DRM_NOTE("%d spurious OA report notices suppressed due to ratelimiting\n",
1427                          perf->spurious_report_rs.missed);
1428         }
1429 }
1430
1431 static void gen7_init_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1432 {
1433         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1434         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
1435         unsigned long flags;
1436
1437         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1438
1439         /* Pre-DevBDW: OABUFFER must be set with counters off,
1440          * before OASTATUS1, but after OASTATUS2
1441          */
1442         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OASTATUS2, /* head */
1443                            gtt_offset | GEN7_OASTATUS2_MEM_SELECT_GGTT);
1444         stream->oa_buffer.head = gtt_offset;
1445
1446         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OABUFFER, gtt_offset);
1447
1448         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OASTATUS1, /* tail */
1449                            gtt_offset | OABUFFER_SIZE_16M);
1450
1451         /* Mark that we need updated tail pointers to read from... */
1452         stream->oa_buffer.tails[0].offset = INVALID_TAIL_PTR;
1453         stream->oa_buffer.tails[1].offset = INVALID_TAIL_PTR;
1454
1455         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1456
1457         /* On Haswell we have to track which OASTATUS1 flags we've
1458          * already seen since they can't be cleared while periodic
1459          * sampling is enabled.
1460          */
1461         stream->perf->gen7_latched_oastatus1 = 0;
1462
1463         /* NB: although the OA buffer will initially be allocated
1464          * zeroed via shmfs (and so this memset is redundant when
1465          * first allocating), we may re-init the OA buffer, either
1466          * when re-enabling a stream or in error/reset paths.
1467          *
1468          * The reason we clear the buffer for each re-init is for the
1469          * sanity check in gen7_append_oa_reports() that looks at the
1470          * report-id field to make sure it's non-zero which relies on
1471          * the assumption that new reports are being written to zeroed
1472          * memory...
1473          */
1474         memset(stream->oa_buffer.vaddr, 0, OA_BUFFER_SIZE);
1475
1476         stream->pollin = false;
1477 }
1478
1479 static void gen8_init_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1480 {
1481         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1482         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
1483         unsigned long flags;
1484
1485         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1486
1487         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OASTATUS, 0);
1488         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OAHEADPTR, gtt_offset);
1489         stream->oa_buffer.head = gtt_offset;
1490
1491         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OABUFFER_UDW, 0);
1492
1493         /*
1494          * PRM says:
1495          *
1496          *  "This MMIO must be set before the OATAILPTR
1497          *  register and after the OAHEADPTR register. This is
1498          *  to enable proper functionality of the overflow
1499          *  bit."
1500          */
1501         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OABUFFER, gtt_offset |
1502                    OABUFFER_SIZE_16M | GEN8_OABUFFER_MEM_SELECT_GGTT);
1503         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OATAILPTR, gtt_offset & GEN8_OATAILPTR_MASK);
1504
1505         /* Mark that we need updated tail pointers to read from... */
1506         stream->oa_buffer.tails[0].offset = INVALID_TAIL_PTR;
1507         stream->oa_buffer.tails[1].offset = INVALID_TAIL_PTR;
1508
1509         /*
1510          * Reset state used to recognise context switches, affecting which
1511          * reports we will forward to userspace while filtering for a single
1512          * context.
1513          */
1514         stream->oa_buffer.last_ctx_id = INVALID_CTX_ID;
1515
1516         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1517
1518         /*
1519          * NB: although the OA buffer will initially be allocated
1520          * zeroed via shmfs (and so this memset is redundant when
1521          * first allocating), we may re-init the OA buffer, either
1522          * when re-enabling a stream or in error/reset paths.
1523          *
1524          * The reason we clear the buffer for each re-init is for the
1525          * sanity check in gen8_append_oa_reports() that looks at the
1526          * reason field to make sure it's non-zero which relies on
1527          * the assumption that new reports are being written to zeroed
1528          * memory...
1529          */
1530         memset(stream->oa_buffer.vaddr, 0, OA_BUFFER_SIZE);
1531
1532         stream->pollin = false;
1533 }
1534
1535 static void gen12_init_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1536 {
1537         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1538         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
1539         unsigned long flags;
1540
1541         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1542
1543         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OASTATUS, 0);
1544         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OAHEADPTR,
1545                            gtt_offset & GEN12_OAG_OAHEADPTR_MASK);
1546         stream->oa_buffer.head = gtt_offset;
1547
1548         /*
1549          * PRM says:
1550          *
1551          *  "This MMIO must be set before the OATAILPTR
1552          *  register and after the OAHEADPTR register. This is
1553          *  to enable proper functionality of the overflow
1554          *  bit."
1555          */
1556         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OABUFFER, gtt_offset |
1557                            OABUFFER_SIZE_16M | GEN8_OABUFFER_MEM_SELECT_GGTT);
1558         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OATAILPTR,
1559                            gtt_offset & GEN12_OAG_OATAILPTR_MASK);
1560
1561         /* Mark that we need updated tail pointers to read from... */
1562         stream->oa_buffer.tails[0].offset = INVALID_TAIL_PTR;
1563         stream->oa_buffer.tails[1].offset = INVALID_TAIL_PTR;
1564
1565         /*
1566          * Reset state used to recognise context switches, affecting which
1567          * reports we will forward to userspace while filtering for a single
1568          * context.
1569          */
1570         stream->oa_buffer.last_ctx_id = INVALID_CTX_ID;
1571
1572         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1573
1574         /*
1575          * NB: although the OA buffer will initially be allocated
1576          * zeroed via shmfs (and so this memset is redundant when
1577          * first allocating), we may re-init the OA buffer, either
1578          * when re-enabling a stream or in error/reset paths.
1579          *
1580          * The reason we clear the buffer for each re-init is for the
1581          * sanity check in gen8_append_oa_reports() that looks at the
1582          * reason field to make sure it's non-zero which relies on
1583          * the assumption that new reports are being written to zeroed
1584          * memory...
1585          */
1586         memset(stream->oa_buffer.vaddr, 0,
1587                stream->oa_buffer.vma->size);
1588
1589         stream->pollin = false;
1590 }
1591
1592 static int alloc_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1593 {
1594         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
1595         struct drm_i915_gem_object *bo;
1596         struct i915_vma *vma;
1597         int ret;
1598
1599         if (drm_WARN_ON(&i915->drm, stream->oa_buffer.vma))
1600                 return -ENODEV;
1601
1602         BUILD_BUG_ON_NOT_POWER_OF_2(OA_BUFFER_SIZE);
1603         BUILD_BUG_ON(OA_BUFFER_SIZE < SZ_128K || OA_BUFFER_SIZE > SZ_16M);
1604
1605         bo = i915_gem_object_create_shmem(stream->perf->i915, OA_BUFFER_SIZE);
1606         if (IS_ERR(bo)) {
1607                 drm_err(&i915->drm, "Failed to allocate OA buffer\n");
1608                 return PTR_ERR(bo);
1609         }
1610
1611         i915_gem_object_set_cache_coherency(bo, I915_CACHE_LLC);
1612
1613         /* PreHSW required 512K alignment, HSW requires 16M */
1614         vma = i915_gem_object_ggtt_pin(bo, NULL, 0, SZ_16M, 0);
1615         if (IS_ERR(vma)) {
1616                 ret = PTR_ERR(vma);
1617                 goto err_unref;
1618         }
1619         stream->oa_buffer.vma = vma;
1620
1621         stream->oa_buffer.vaddr =
1622                 i915_gem_object_pin_map(bo, I915_MAP_WB);
1623         if (IS_ERR(stream->oa_buffer.vaddr)) {
1624                 ret = PTR_ERR(stream->oa_buffer.vaddr);
1625                 goto err_unpin;
1626         }
1627
1628         return 0;
1629
1630 err_unpin:
1631         __i915_vma_unpin(vma);
1632
1633 err_unref:
1634         i915_gem_object_put(bo);
1635
1636         stream->oa_buffer.vaddr = NULL;
1637         stream->oa_buffer.vma = NULL;
1638
1639         return ret;
1640 }
1641
1642 static u32 *save_restore_register(struct i915_perf_stream *stream, u32 *cs,
1643                                   bool save, i915_reg_t reg, u32 offset,
1644                                   u32 dword_count)
1645 {
1646         u32 cmd;
1647         u32 d;
1648
1649         cmd = save ? MI_STORE_REGISTER_MEM : MI_LOAD_REGISTER_MEM;
1650         if (INTEL_GEN(stream->perf->i915) >= 8)
1651                 cmd++;
1652
1653         for (d = 0; d < dword_count; d++) {
1654                 *cs++ = cmd;
1655                 *cs++ = i915_mmio_reg_offset(reg) + 4 * d;
1656                 *cs++ = intel_gt_scratch_offset(stream->engine->gt,
1657                                                 offset) + 4 * d;
1658                 *cs++ = 0;
1659         }
1660
1661         return cs;
1662 }
1663
1664 static int alloc_noa_wait(struct i915_perf_stream *stream)
1665 {
1666         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
1667         struct drm_i915_gem_object *bo;
1668         struct i915_vma *vma;
1669         const u64 delay_ticks = 0xffffffffffffffff -
1670                 DIV64_U64_ROUND_UP(
1671                         atomic64_read(&stream->perf->noa_programming_delay) *
1672                         RUNTIME_INFO(i915)->cs_timestamp_frequency_khz,
1673                         1000000ull);
1674         const u32 base = stream->engine->mmio_base;
1675 #define CS_GPR(x) GEN8_RING_CS_GPR(base, x)
1676         u32 *batch, *ts0, *cs, *jump;
1677         int ret, i;
1678         enum {
1679                 START_TS,
1680                 NOW_TS,
1681                 DELTA_TS,
1682                 JUMP_PREDICATE,
1683                 DELTA_TARGET,
1684                 N_CS_GPR
1685         };
1686
1687         bo = i915_gem_object_create_internal(i915, 4096);
1688         if (IS_ERR(bo)) {
1689                 drm_err(&i915->drm,
1690                         "Failed to allocate NOA wait batchbuffer\n");
1691                 return PTR_ERR(bo);
1692         }
1693
1694         /*
1695          * We pin in GGTT because we jump into this buffer now because
1696          * multiple OA config BOs will have a jump to this address and it
1697          * needs to be fixed during the lifetime of the i915/perf stream.
1698          */
1699         vma = i915_gem_object_ggtt_pin(bo, NULL, 0, 0, PIN_HIGH);
1700         if (IS_ERR(vma)) {
1701                 ret = PTR_ERR(vma);
1702                 goto err_unref;
1703         }
1704
1705         batch = cs = i915_gem_object_pin_map(bo, I915_MAP_WB);
1706         if (IS_ERR(batch)) {
1707                 ret = PTR_ERR(batch);
1708                 goto err_unpin;
1709         }
1710
1711         /* Save registers. */
1712         for (i = 0; i < N_CS_GPR; i++)
1713                 cs = save_restore_register(
1714                         stream, cs, true /* save */, CS_GPR(i),
1715                         INTEL_GT_SCRATCH_FIELD_PERF_CS_GPR + 8 * i, 2);
1716         cs = save_restore_register(
1717                 stream, cs, true /* save */, MI_PREDICATE_RESULT_1,
1718                 INTEL_GT_SCRATCH_FIELD_PERF_PREDICATE_RESULT_1, 1);
1719
1720         /* First timestamp snapshot location. */
1721         ts0 = cs;
1722
1723         /*
1724          * Initial snapshot of the timestamp register to implement the wait.
1725          * We work with 32b values, so clear out the top 32b bits of the
1726          * register because the ALU works 64bits.
1727          */
1728         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(1);
1729         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(START_TS)) + 4;
1730         *cs++ = 0;
1731         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
1732         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(RING_TIMESTAMP(base));
1733         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(START_TS));
1734
1735         /*
1736          * This is the location we're going to jump back into until the
1737          * required amount of time has passed.
1738          */
1739         jump = cs;
1740
1741         /*
1742          * Take another snapshot of the timestamp register. Take care to clear
1743          * up the top 32bits of CS_GPR(1) as we're using it for other
1744          * operations below.
1745          */
1746         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(1);
1747         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(NOW_TS)) + 4;
1748         *cs++ = 0;
1749         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
1750         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(RING_TIMESTAMP(base));
1751         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(NOW_TS));
1752
1753         /*
1754          * Do a diff between the 2 timestamps and store the result back into
1755          * CS_GPR(1).
1756          */
1757         *cs++ = MI_MATH(5);
1758         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCA, MI_MATH_REG(NOW_TS));
1759         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCB, MI_MATH_REG(START_TS));
1760         *cs++ = MI_MATH_SUB;
1761         *cs++ = MI_MATH_STORE(MI_MATH_REG(DELTA_TS), MI_MATH_REG_ACCU);
1762         *cs++ = MI_MATH_STORE(MI_MATH_REG(JUMP_PREDICATE), MI_MATH_REG_CF);
1763
1764         /*
1765          * Transfer the carry flag (set to 1 if ts1 < ts0, meaning the
1766          * timestamp have rolled over the 32bits) into the predicate register
1767          * to be used for the predicated jump.
1768          */
1769         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
1770         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(JUMP_PREDICATE));
1771         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(MI_PREDICATE_RESULT_1);
1772
1773         /* Restart from the beginning if we had timestamps roll over. */
1774         *cs++ = (INTEL_GEN(i915) < 8 ?
1775                  MI_BATCH_BUFFER_START :
1776                  MI_BATCH_BUFFER_START_GEN8) |
1777                 MI_BATCH_PREDICATE;
1778         *cs++ = i915_ggtt_offset(vma) + (ts0 - batch) * 4;
1779         *cs++ = 0;
1780
1781         /*
1782          * Now add the diff between to previous timestamps and add it to :
1783          *      (((1 * << 64) - 1) - delay_ns)
1784          *
1785          * When the Carry Flag contains 1 this means the elapsed time is
1786          * longer than the expected delay, and we can exit the wait loop.
1787          */
1788         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(2);
1789         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(DELTA_TARGET));
1790         *cs++ = lower_32_bits(delay_ticks);
1791         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(DELTA_TARGET)) + 4;
1792         *cs++ = upper_32_bits(delay_ticks);
1793
1794         *cs++ = MI_MATH(4);
1795         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCA, MI_MATH_REG(DELTA_TS));
1796         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCB, MI_MATH_REG(DELTA_TARGET));
1797         *cs++ = MI_MATH_ADD;
1798         *cs++ = MI_MATH_STOREINV(MI_MATH_REG(JUMP_PREDICATE), MI_MATH_REG_CF);
1799
1800         *cs++ = MI_ARB_CHECK;
1801
1802         /*
1803          * Transfer the result into the predicate register to be used for the
1804          * predicated jump.
1805          */
1806         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
1807         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(JUMP_PREDICATE));
1808         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(MI_PREDICATE_RESULT_1);
1809
1810         /* Predicate the jump.  */
1811         *cs++ = (INTEL_GEN(i915) < 8 ?
1812                  MI_BATCH_BUFFER_START :
1813                  MI_BATCH_BUFFER_START_GEN8) |
1814                 MI_BATCH_PREDICATE;
1815         *cs++ = i915_ggtt_offset(vma) + (jump - batch) * 4;
1816         *cs++ = 0;
1817
1818         /* Restore registers. */
1819         for (i = 0; i < N_CS_GPR; i++)
1820                 cs = save_restore_register(
1821                         stream, cs, false /* restore */, CS_GPR(i),
1822                         INTEL_GT_SCRATCH_FIELD_PERF_CS_GPR + 8 * i, 2);
1823         cs = save_restore_register(
1824                 stream, cs, false /* restore */, MI_PREDICATE_RESULT_1,
1825                 INTEL_GT_SCRATCH_FIELD_PERF_PREDICATE_RESULT_1, 1);
1826
1827         /* And return to the ring. */
1828         *cs++ = MI_BATCH_BUFFER_END;
1829
1830         GEM_BUG_ON(cs - batch > PAGE_SIZE / sizeof(*batch));
1831
1832         i915_gem_object_flush_map(bo);
1833         i915_gem_object_unpin_map(bo);
1834
1835         stream->noa_wait = vma;
1836         return 0;
1837
1838 err_unpin:
1839         i915_vma_unpin_and_release(&vma, 0);
1840 err_unref:
1841         i915_gem_object_put(bo);
1842         return ret;
1843 }
1844
1845 static u32 *write_cs_mi_lri(u32 *cs,
1846                             const struct i915_oa_reg *reg_data,
1847                             u32 n_regs)
1848 {
1849         u32 i;
1850
1851         for (i = 0; i < n_regs; i++) {
1852                 if ((i % MI_LOAD_REGISTER_IMM_MAX_REGS) == 0) {
1853                         u32 n_lri = min_t(u32,
1854                                           n_regs - i,
1855                                           MI_LOAD_REGISTER_IMM_MAX_REGS);
1856
1857                         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(n_lri);
1858                 }
1859                 *cs++ = i915_mmio_reg_offset(reg_data[i].addr);
1860                 *cs++ = reg_data[i].value;
1861         }
1862
1863         return cs;
1864 }
1865
1866 static int num_lri_dwords(int num_regs)
1867 {
1868         int count = 0;
1869
1870         if (num_regs > 0) {
1871                 count += DIV_ROUND_UP(num_regs, MI_LOAD_REGISTER_IMM_MAX_REGS);
1872                 count += num_regs * 2;
1873         }
1874
1875         return count;
1876 }
1877
1878 static struct i915_oa_config_bo *
1879 alloc_oa_config_buffer(struct i915_perf_stream *stream,
1880                        struct i915_oa_config *oa_config)
1881 {
1882         struct drm_i915_gem_object *obj;
1883         struct i915_oa_config_bo *oa_bo;
1884         size_t config_length = 0;
1885         u32 *cs;
1886         int err;
1887
1888         oa_bo = kzalloc(sizeof(*oa_bo), GFP_KERNEL);
1889         if (!oa_bo)
1890                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1891
1892         config_length += num_lri_dwords(oa_config->mux_regs_len);
1893         config_length += num_lri_dwords(oa_config->b_counter_regs_len);
1894         config_length += num_lri_dwords(oa_config->flex_regs_len);
1895         config_length += 3; /* MI_BATCH_BUFFER_START */
1896         config_length = ALIGN(sizeof(u32) * config_length, I915_GTT_PAGE_SIZE);
1897
1898         obj = i915_gem_object_create_shmem(stream->perf->i915, config_length);
1899         if (IS_ERR(obj)) {
1900                 err = PTR_ERR(obj);
1901                 goto err_free;
1902         }
1903
1904         cs = i915_gem_object_pin_map(obj, I915_MAP_WB);
1905         if (IS_ERR(cs)) {
1906                 err = PTR_ERR(cs);
1907                 goto err_oa_bo;
1908         }
1909
1910         cs = write_cs_mi_lri(cs,
1911                              oa_config->mux_regs,
1912                              oa_config->mux_regs_len);
1913         cs = write_cs_mi_lri(cs,
1914                              oa_config->b_counter_regs,
1915                              oa_config->b_counter_regs_len);
1916         cs = write_cs_mi_lri(cs,
1917                              oa_config->flex_regs,
1918                              oa_config->flex_regs_len);
1919
1920         /* Jump into the active wait. */
1921         *cs++ = (INTEL_GEN(stream->perf->i915) < 8 ?
1922                  MI_BATCH_BUFFER_START :
1923                  MI_BATCH_BUFFER_START_GEN8);
1924         *cs++ = i915_ggtt_offset(stream->noa_wait);
1925         *cs++ = 0;
1926
1927         i915_gem_object_flush_map(obj);
1928         i915_gem_object_unpin_map(obj);
1929
1930         oa_bo->vma = i915_vma_instance(obj,
1931                                        &stream->engine->gt->ggtt->vm,
1932                                        NULL);
1933         if (IS_ERR(oa_bo->vma)) {
1934                 err = PTR_ERR(oa_bo->vma);
1935                 goto err_oa_bo;
1936         }
1937
1938         oa_bo->oa_config = i915_oa_config_get(oa_config);
1939         llist_add(&oa_bo->node, &stream->oa_config_bos);
1940
1941         return oa_bo;
1942
1943 err_oa_bo:
1944         i915_gem_object_put(obj);
1945 err_free:
1946         kfree(oa_bo);
1947         return ERR_PTR(err);
1948 }
1949
1950 static struct i915_vma *
1951 get_oa_vma(struct i915_perf_stream *stream, struct i915_oa_config *oa_config)
1952 {
1953         struct i915_oa_config_bo *oa_bo;
1954
1955         /*
1956          * Look for the buffer in the already allocated BOs attached
1957          * to the stream.
1958          */
1959         llist_for_each_entry(oa_bo, stream->oa_config_bos.first, node) {
1960                 if (oa_bo->oa_config == oa_config &&
1961                     memcmp(oa_bo->oa_config->uuid,
1962                            oa_config->uuid,
1963                            sizeof(oa_config->uuid)) == 0)
1964                         goto out;
1965         }
1966
1967         oa_bo = alloc_oa_config_buffer(stream, oa_config);
1968         if (IS_ERR(oa_bo))
1969                 return ERR_CAST(oa_bo);
1970
1971 out:
1972         return i915_vma_get(oa_bo->vma);
1973 }
1974
1975 static struct i915_request *
1976 emit_oa_config(struct i915_perf_stream *stream,
1977                struct i915_oa_config *oa_config,
1978                struct intel_context *ce)
1979 {
1980         struct i915_request *rq;
1981         struct i915_vma *vma;
1982         int err;
1983
1984         vma = get_oa_vma(stream, oa_config);
1985         if (IS_ERR(vma))
1986                 return ERR_CAST(vma);
1987
1988         err = i915_vma_pin(vma, 0, 0, PIN_GLOBAL | PIN_HIGH);
1989         if (err)
1990                 goto err_vma_put;
1991
1992         intel_engine_pm_get(ce->engine);
1993         rq = i915_request_create(ce);
1994         intel_engine_pm_put(ce->engine);
1995         if (IS_ERR(rq)) {
1996                 err = PTR_ERR(rq);
1997                 goto err_vma_unpin;
1998         }
1999
2000         i915_vma_lock(vma);
2001         err = i915_request_await_object(rq, vma->obj, 0);
2002         if (!err)
2003                 err = i915_vma_move_to_active(vma, rq, 0);
2004         i915_vma_unlock(vma);
2005         if (err)
2006                 goto err_add_request;
2007
2008         err = rq->engine->emit_bb_start(rq,
2009                                         vma->node.start, 0,
2010                                         I915_DISPATCH_SECURE);
2011         if (err)
2012                 goto err_add_request;
2013
2014         i915_request_get(rq);
2015 err_add_request:
2016         i915_request_add(rq);
2017 err_vma_unpin:
2018         i915_vma_unpin(vma);
2019 err_vma_put:
2020         i915_vma_put(vma);
2021         return err ? ERR_PTR(err) : rq;
2022 }
2023
2024 static struct intel_context *oa_context(struct i915_perf_stream *stream)
2025 {
2026         return stream->pinned_ctx ?: stream->engine->kernel_context;
2027 }
2028
2029 static struct i915_request *
2030 hsw_enable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2031 {
2032         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2033
2034         /*
2035          * PRM:
2036          *
2037          * OA unit is using “crclk” for its functionality. When trunk
2038          * level clock gating takes place, OA clock would be gated,
2039          * unable to count the events from non-render clock domain.
2040          * Render clock gating must be disabled when OA is enabled to
2041          * count the events from non-render domain. Unit level clock
2042          * gating for RCS should also be disabled.
2043          */
2044         intel_uncore_rmw(uncore, GEN7_MISCCPCTL,
2045                          GEN7_DOP_CLOCK_GATE_ENABLE, 0);
2046         intel_uncore_rmw(uncore, GEN6_UCGCTL1,
2047                          0, GEN6_CSUNIT_CLOCK_GATE_DISABLE);
2048
2049         return emit_oa_config(stream, stream->oa_config, oa_context(stream));
2050 }
2051
2052 static void hsw_disable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2053 {
2054         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2055
2056         intel_uncore_rmw(uncore, GEN6_UCGCTL1,
2057                          GEN6_CSUNIT_CLOCK_GATE_DISABLE, 0);
2058         intel_uncore_rmw(uncore, GEN7_MISCCPCTL,
2059                          0, GEN7_DOP_CLOCK_GATE_ENABLE);
2060
2061         intel_uncore_rmw(uncore, GDT_CHICKEN_BITS, GT_NOA_ENABLE, 0);
2062 }
2063
2064 static u32 oa_config_flex_reg(const struct i915_oa_config *oa_config,
2065                               i915_reg_t reg)
2066 {
2067         u32 mmio = i915_mmio_reg_offset(reg);
2068         int i;
2069
2070         /*
2071          * This arbitrary default will select the 'EU FPU0 Pipeline
2072          * Active' event. In the future it's anticipated that there
2073          * will be an explicit 'No Event' we can select, but not yet...
2074          */
2075         if (!oa_config)
2076                 return 0;
2077
2078         for (i = 0; i < oa_config->flex_regs_len; i++) {
2079                 if (i915_mmio_reg_offset(oa_config->flex_regs[i].addr) == mmio)
2080                         return oa_config->flex_regs[i].value;
2081         }
2082
2083         return 0;
2084 }
2085 /*
2086  * NB: It must always remain pointer safe to run this even if the OA unit
2087  * has been disabled.
2088  *
2089  * It's fine to put out-of-date values into these per-context registers
2090  * in the case that the OA unit has been disabled.
2091  */
2092 static void
2093 gen8_update_reg_state_unlocked(const struct intel_context *ce,
2094                                const struct i915_perf_stream *stream)
2095 {
2096         u32 ctx_oactxctrl = stream->perf->ctx_oactxctrl_offset;
2097         u32 ctx_flexeu0 = stream->perf->ctx_flexeu0_offset;
2098         /* The MMIO offsets for Flex EU registers aren't contiguous */
2099         i915_reg_t flex_regs[] = {
2100                 EU_PERF_CNTL0,
2101                 EU_PERF_CNTL1,
2102                 EU_PERF_CNTL2,
2103                 EU_PERF_CNTL3,
2104                 EU_PERF_CNTL4,
2105                 EU_PERF_CNTL5,
2106                 EU_PERF_CNTL6,
2107         };
2108         u32 *reg_state = ce->lrc_reg_state;
2109         int i;
2110
2111         reg_state[ctx_oactxctrl + 1] =
2112                 (stream->period_exponent << GEN8_OA_TIMER_PERIOD_SHIFT) |
2113                 (stream->periodic ? GEN8_OA_TIMER_ENABLE : 0) |
2114                 GEN8_OA_COUNTER_RESUME;
2115
2116         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(flex_regs); i++)
2117                 reg_state[ctx_flexeu0 + i * 2 + 1] =
2118                         oa_config_flex_reg(stream->oa_config, flex_regs[i]);
2119
2120         reg_state[CTX_R_PWR_CLK_STATE] =
2121                 intel_sseu_make_rpcs(ce->engine->i915, &ce->sseu);
2122 }
2123
2124 struct flex {
2125         i915_reg_t reg;
2126         u32 offset;
2127         u32 value;
2128 };
2129
2130 static int
2131 gen8_store_flex(struct i915_request *rq,
2132                 struct intel_context *ce,
2133                 const struct flex *flex, unsigned int count)
2134 {
2135         u32 offset;
2136         u32 *cs;
2137
2138         cs = intel_ring_begin(rq, 4 * count);
2139         if (IS_ERR(cs))
2140                 return PTR_ERR(cs);
2141
2142         offset = i915_ggtt_offset(ce->state) + LRC_STATE_PN * PAGE_SIZE;
2143         do {
2144                 *cs++ = MI_STORE_DWORD_IMM_GEN4 | MI_USE_GGTT;
2145                 *cs++ = offset + flex->offset * sizeof(u32);
2146                 *cs++ = 0;
2147                 *cs++ = flex->value;
2148         } while (flex++, --count);
2149
2150         intel_ring_advance(rq, cs);
2151
2152         return 0;
2153 }
2154
2155 static int
2156 gen8_load_flex(struct i915_request *rq,
2157                struct intel_context *ce,
2158                const struct flex *flex, unsigned int count)
2159 {
2160         u32 *cs;
2161
2162         GEM_BUG_ON(!count || count > 63);
2163
2164         cs = intel_ring_begin(rq, 2 * count + 2);
2165         if (IS_ERR(cs))
2166                 return PTR_ERR(cs);
2167
2168         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(count);
2169         do {
2170                 *cs++ = i915_mmio_reg_offset(flex->reg);
2171                 *cs++ = flex->value;
2172         } while (flex++, --count);
2173         *cs++ = MI_NOOP;
2174
2175         intel_ring_advance(rq, cs);
2176
2177         return 0;
2178 }
2179
2180 static int gen8_modify_context(struct intel_context *ce,
2181                                const struct flex *flex, unsigned int count)
2182 {
2183         struct i915_request *rq;
2184         int err;
2185
2186         rq = intel_engine_create_kernel_request(ce->engine);
2187         if (IS_ERR(rq))
2188                 return PTR_ERR(rq);
2189
2190         /* Serialise with the remote context */
2191         err = intel_context_prepare_remote_request(ce, rq);
2192         if (err == 0)
2193                 err = gen8_store_flex(rq, ce, flex, count);
2194
2195         i915_request_add(rq);
2196         return err;
2197 }
2198
2199 static int gen8_modify_self(struct intel_context *ce,
2200                             const struct flex *flex, unsigned int count)
2201 {
2202         struct i915_request *rq;
2203         int err;
2204
2205         intel_engine_pm_get(ce->engine);
2206         rq = i915_request_create(ce);
2207         intel_engine_pm_put(ce->engine);
2208         if (IS_ERR(rq))
2209                 return PTR_ERR(rq);
2210
2211         err = gen8_load_flex(rq, ce, flex, count);
2212
2213         i915_request_add(rq);
2214         return err;
2215 }
2216
2217 static int gen8_configure_context(struct i915_gem_context *ctx,
2218                                   struct flex *flex, unsigned int count)
2219 {
2220         struct i915_gem_engines_iter it;
2221         struct intel_context *ce;
2222         int err = 0;
2223
2224         for_each_gem_engine(ce, i915_gem_context_lock_engines(ctx), it) {
2225                 GEM_BUG_ON(ce == ce->engine->kernel_context);
2226
2227                 if (ce->engine->class != RENDER_CLASS)
2228                         continue;
2229
2230                 /* Otherwise OA settings will be set upon first use */
2231                 if (!intel_context_pin_if_active(ce))
2232                         continue;
2233
2234                 flex->value = intel_sseu_make_rpcs(ctx->i915, &ce->sseu);
2235                 err = gen8_modify_context(ce, flex, count);
2236
2237                 intel_context_unpin(ce);
2238                 if (err)
2239                         break;
2240         }
2241         i915_gem_context_unlock_engines(ctx);
2242
2243         return err;
2244 }
2245
2246 static int gen12_configure_oar_context(struct i915_perf_stream *stream, bool enable)
2247 {
2248         int err;
2249         struct intel_context *ce = stream->pinned_ctx;
2250         u32 format = stream->oa_buffer.format;
2251         struct flex regs_context[] = {
2252                 {
2253                         GEN8_OACTXCONTROL,
2254                         stream->perf->ctx_oactxctrl_offset + 1,
2255                         enable ? GEN8_OA_COUNTER_RESUME : 0,
2256                 },
2257         };
2258         /* Offsets in regs_lri are not used since this configuration is only
2259          * applied using LRI. Initialize the correct offsets for posterity.
2260          */
2261 #define GEN12_OAR_OACONTROL_OFFSET 0x5B0
2262         struct flex regs_lri[] = {
2263                 {
2264                         GEN12_OAR_OACONTROL,
2265                         GEN12_OAR_OACONTROL_OFFSET + 1,
2266                         (format << GEN12_OAR_OACONTROL_COUNTER_FORMAT_SHIFT) |
2267                         (enable ? GEN12_OAR_OACONTROL_COUNTER_ENABLE : 0)
2268                 },
2269                 {
2270                         RING_CONTEXT_CONTROL(ce->engine->mmio_base),
2271                         CTX_CONTEXT_CONTROL,
2272                         _MASKED_FIELD(GEN12_CTX_CTRL_OAR_CONTEXT_ENABLE,
2273                                       enable ?
2274                                       GEN12_CTX_CTRL_OAR_CONTEXT_ENABLE :
2275                                       0)
2276                 },
2277         };
2278
2279         /* Modify the context image of pinned context with regs_context*/
2280         err = intel_context_lock_pinned(ce);
2281         if (err)
2282                 return err;
2283
2284         err = gen8_modify_context(ce, regs_context, ARRAY_SIZE(regs_context));
2285         intel_context_unlock_pinned(ce);
2286         if (err)
2287                 return err;
2288
2289         /* Apply regs_lri using LRI with pinned context */
2290         return gen8_modify_self(ce, regs_lri, ARRAY_SIZE(regs_lri));
2291 }
2292
2293 /*
2294  * Manages updating the per-context aspects of the OA stream
2295  * configuration across all contexts.
2296  *
2297  * The awkward consideration here is that OACTXCONTROL controls the
2298  * exponent for periodic sampling which is primarily used for system
2299  * wide profiling where we'd like a consistent sampling period even in
2300  * the face of context switches.
2301  *
2302  * Our approach of updating the register state context (as opposed to
2303  * say using a workaround batch buffer) ensures that the hardware
2304  * won't automatically reload an out-of-date timer exponent even
2305  * transiently before a WA BB could be parsed.
2306  *
2307  * This function needs to:
2308  * - Ensure the currently running context's per-context OA state is
2309  *   updated
2310  * - Ensure that all existing contexts will have the correct per-context
2311  *   OA state if they are scheduled for use.
2312  * - Ensure any new contexts will be initialized with the correct
2313  *   per-context OA state.
2314  *
2315  * Note: it's only the RCS/Render context that has any OA state.
2316  * Note: the first flex register passed must always be R_PWR_CLK_STATE
2317  */
2318 static int oa_configure_all_contexts(struct i915_perf_stream *stream,
2319                                      struct flex *regs,
2320                                      size_t num_regs)
2321 {
2322         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
2323         struct intel_engine_cs *engine;
2324         struct i915_gem_context *ctx, *cn;
2325         int err;
2326
2327         lockdep_assert_held(&stream->perf->lock);
2328
2329         /*
2330          * The OA register config is setup through the context image. This image
2331          * might be written to by the GPU on context switch (in particular on
2332          * lite-restore). This means we can't safely update a context's image,
2333          * if this context is scheduled/submitted to run on the GPU.
2334          *
2335          * We could emit the OA register config through the batch buffer but
2336          * this might leave small interval of time where the OA unit is
2337          * configured at an invalid sampling period.
2338          *
2339          * Note that since we emit all requests from a single ring, there
2340          * is still an implicit global barrier here that may cause a high
2341          * priority context to wait for an otherwise independent low priority
2342          * context. Contexts idle at the time of reconfiguration are not
2343          * trapped behind the barrier.
2344          */
2345         spin_lock(&i915->gem.contexts.lock);
2346         list_for_each_entry_safe(ctx, cn, &i915->gem.contexts.list, link) {
2347                 if (!kref_get_unless_zero(&ctx->ref))
2348                         continue;
2349
2350                 spin_unlock(&i915->gem.contexts.lock);
2351
2352                 err = gen8_configure_context(ctx, regs, num_regs);
2353                 if (err) {
2354                         i915_gem_context_put(ctx);
2355                         return err;
2356                 }
2357
2358                 spin_lock(&i915->gem.contexts.lock);
2359                 list_safe_reset_next(ctx, cn, link);
2360                 i915_gem_context_put(ctx);
2361         }
2362         spin_unlock(&i915->gem.contexts.lock);
2363
2364         /*
2365          * After updating all other contexts, we need to modify ourselves.
2366          * If we don't modify the kernel_context, we do not get events while
2367          * idle.
2368          */
2369         for_each_uabi_engine(engine, i915) {
2370                 struct intel_context *ce = engine->kernel_context;
2371
2372                 if (engine->class != RENDER_CLASS)
2373                         continue;
2374
2375                 regs[0].value = intel_sseu_make_rpcs(i915, &ce->sseu);
2376
2377                 err = gen8_modify_self(ce, regs, num_regs);
2378                 if (err)
2379                         return err;
2380         }
2381
2382         return 0;
2383 }
2384
2385 static int gen12_configure_all_contexts(struct i915_perf_stream *stream,
2386                                         const struct i915_oa_config *oa_config)
2387 {
2388         struct flex regs[] = {
2389                 {
2390                         GEN8_R_PWR_CLK_STATE,
2391                         CTX_R_PWR_CLK_STATE,
2392                 },
2393         };
2394
2395         return oa_configure_all_contexts(stream, regs, ARRAY_SIZE(regs));
2396 }
2397
2398 static int lrc_configure_all_contexts(struct i915_perf_stream *stream,
2399                                       const struct i915_oa_config *oa_config)
2400 {
2401         /* The MMIO offsets for Flex EU registers aren't contiguous */
2402         const u32 ctx_flexeu0 = stream->perf->ctx_flexeu0_offset;
2403 #define ctx_flexeuN(N) (ctx_flexeu0 + 2 * (N) + 1)
2404         struct flex regs[] = {
2405                 {
2406                         GEN8_R_PWR_CLK_STATE,
2407                         CTX_R_PWR_CLK_STATE,
2408                 },
2409                 {
2410                         GEN8_OACTXCONTROL,
2411                         stream->perf->ctx_oactxctrl_offset + 1,
2412                 },
2413                 { EU_PERF_CNTL0, ctx_flexeuN(0) },
2414                 { EU_PERF_CNTL1, ctx_flexeuN(1) },
2415                 { EU_PERF_CNTL2, ctx_flexeuN(2) },
2416                 { EU_PERF_CNTL3, ctx_flexeuN(3) },
2417                 { EU_PERF_CNTL4, ctx_flexeuN(4) },
2418                 { EU_PERF_CNTL5, ctx_flexeuN(5) },
2419                 { EU_PERF_CNTL6, ctx_flexeuN(6) },
2420         };
2421 #undef ctx_flexeuN
2422         int i;
2423
2424         regs[1].value =
2425                 (stream->period_exponent << GEN8_OA_TIMER_PERIOD_SHIFT) |
2426                 (stream->periodic ? GEN8_OA_TIMER_ENABLE : 0) |
2427                 GEN8_OA_COUNTER_RESUME;
2428
2429         for (i = 2; i < ARRAY_SIZE(regs); i++)
2430                 regs[i].value = oa_config_flex_reg(oa_config, regs[i].reg);
2431
2432         return oa_configure_all_contexts(stream, regs, ARRAY_SIZE(regs));
2433 }
2434
2435 static struct i915_request *
2436 gen8_enable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2437 {
2438         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2439         struct i915_oa_config *oa_config = stream->oa_config;
2440         int ret;
2441
2442         /*
2443          * We disable slice/unslice clock ratio change reports on SKL since
2444          * they are too noisy. The HW generates a lot of redundant reports
2445          * where the ratio hasn't really changed causing a lot of redundant
2446          * work to processes and increasing the chances we'll hit buffer
2447          * overruns.
2448          *
2449          * Although we don't currently use the 'disable overrun' OABUFFER
2450          * feature it's worth noting that clock ratio reports have to be
2451          * disabled before considering to use that feature since the HW doesn't
2452          * correctly block these reports.
2453          *
2454          * Currently none of the high-level metrics we have depend on knowing
2455          * this ratio to normalize.
2456          *
2457          * Note: This register is not power context saved and restored, but
2458          * that's OK considering that we disable RC6 while the OA unit is
2459          * enabled.
2460          *
2461          * The _INCLUDE_CLK_RATIO bit allows the slice/unslice frequency to
2462          * be read back from automatically triggered reports, as part of the
2463          * RPT_ID field.
2464          */
2465         if (IS_GEN_RANGE(stream->perf->i915, 9, 11)) {
2466                 intel_uncore_write(uncore, GEN8_OA_DEBUG,
2467                                    _MASKED_BIT_ENABLE(GEN9_OA_DEBUG_DISABLE_CLK_RATIO_REPORTS |
2468                                                       GEN9_OA_DEBUG_INCLUDE_CLK_RATIO));
2469         }
2470
2471         /*
2472          * Update all contexts prior writing the mux configurations as we need
2473          * to make sure all slices/subslices are ON before writing to NOA
2474          * registers.
2475          */
2476         ret = lrc_configure_all_contexts(stream, oa_config);
2477         if (ret)
2478                 return ERR_PTR(ret);
2479
2480         return emit_oa_config(stream, oa_config, oa_context(stream));
2481 }
2482
2483 static u32 oag_report_ctx_switches(const struct i915_perf_stream *stream)
2484 {
2485         return _MASKED_FIELD(GEN12_OAG_OA_DEBUG_DISABLE_CTX_SWITCH_REPORTS,
2486                              (stream->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT) ?
2487                              0 : GEN12_OAG_OA_DEBUG_DISABLE_CTX_SWITCH_REPORTS);
2488 }
2489
2490 static struct i915_request *
2491 gen12_enable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2492 {
2493         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2494         struct i915_oa_config *oa_config = stream->oa_config;
2495         bool periodic = stream->periodic;
2496         u32 period_exponent = stream->period_exponent;
2497         int ret;
2498
2499         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OA_DEBUG,
2500                            /* Disable clk ratio reports, like previous Gens. */
2501                            _MASKED_BIT_ENABLE(GEN12_OAG_OA_DEBUG_DISABLE_CLK_RATIO_REPORTS |
2502                                               GEN12_OAG_OA_DEBUG_INCLUDE_CLK_RATIO) |
2503                            /*
2504                             * If the user didn't require OA reports, instruct
2505                             * the hardware not to emit ctx switch reports.
2506                             */
2507                            oag_report_ctx_switches(stream));
2508
2509         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL, periodic ?
2510                            (GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL_COUNTER_RESUME |
2511                             GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL_TIMER_ENABLE |
2512                             (period_exponent << GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL_TIMER_PERIOD_SHIFT))
2513                             : 0);
2514
2515         /*
2516          * Update all contexts prior writing the mux configurations as we need
2517          * to make sure all slices/subslices are ON before writing to NOA
2518          * registers.
2519          */
2520         ret = gen12_configure_all_contexts(stream, oa_config);
2521         if (ret)
2522                 return ERR_PTR(ret);
2523
2524         /*
2525          * For Gen12, performance counters are context
2526          * saved/restored. Only enable it for the context that
2527          * requested this.
2528          */
2529         if (stream->ctx) {
2530                 ret = gen12_configure_oar_context(stream, true);
2531                 if (ret)
2532                         return ERR_PTR(ret);
2533         }
2534
2535         return emit_oa_config(stream, oa_config, oa_context(stream));
2536 }
2537
2538 static void gen8_disable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2539 {
2540         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2541
2542         /* Reset all contexts' slices/subslices configurations. */
2543         lrc_configure_all_contexts(stream, NULL);
2544
2545         intel_uncore_rmw(uncore, GDT_CHICKEN_BITS, GT_NOA_ENABLE, 0);
2546 }
2547
2548 static void gen10_disable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2549 {
2550         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2551
2552         /* Reset all contexts' slices/subslices configurations. */
2553         lrc_configure_all_contexts(stream, NULL);
2554
2555         /* Make sure we disable noa to save power. */
2556         intel_uncore_rmw(uncore, RPM_CONFIG1, GEN10_GT_NOA_ENABLE, 0);
2557 }
2558
2559 static void gen12_disable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2560 {
2561         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2562
2563         /* Reset all contexts' slices/subslices configurations. */
2564         gen12_configure_all_contexts(stream, NULL);
2565
2566         /* disable the context save/restore or OAR counters */
2567         if (stream->ctx)
2568                 gen12_configure_oar_context(stream, false);
2569
2570         /* Make sure we disable noa to save power. */
2571         intel_uncore_rmw(uncore, RPM_CONFIG1, GEN10_GT_NOA_ENABLE, 0);
2572 }
2573
2574 static void gen7_oa_enable(struct i915_perf_stream *stream)
2575 {
2576         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2577         struct i915_gem_context *ctx = stream->ctx;
2578         u32 ctx_id = stream->specific_ctx_id;
2579         bool periodic = stream->periodic;
2580         u32 period_exponent = stream->period_exponent;
2581         u32 report_format = stream->oa_buffer.format;
2582
2583         /*
2584          * Reset buf pointers so we don't forward reports from before now.
2585          *
2586          * Think carefully if considering trying to avoid this, since it
2587          * also ensures status flags and the buffer itself are cleared
2588          * in error paths, and we have checks for invalid reports based
2589          * on the assumption that certain fields are written to zeroed
2590          * memory which this helps maintains.
2591          */
2592         gen7_init_oa_buffer(stream);
2593
2594         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OACONTROL,
2595                            (ctx_id & GEN7_OACONTROL_CTX_MASK) |
2596                            (period_exponent <<
2597                             GEN7_OACONTROL_TIMER_PERIOD_SHIFT) |
2598                            (periodic ? GEN7_OACONTROL_TIMER_ENABLE : 0) |
2599                            (report_format << GEN7_OACONTROL_FORMAT_SHIFT) |
2600                            (ctx ? GEN7_OACONTROL_PER_CTX_ENABLE : 0) |
2601                            GEN7_OACONTROL_ENABLE);
2602 }
2603
2604 static void gen8_oa_enable(struct i915_perf_stream *stream)
2605 {
2606         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2607         u32 report_format = stream->oa_buffer.format;
2608
2609         /*
2610          * Reset buf pointers so we don't forward reports from before now.
2611          *
2612          * Think carefully if considering trying to avoid this, since it
2613          * also ensures status flags and the buffer itself are cleared
2614          * in error paths, and we have checks for invalid reports based
2615          * on the assumption that certain fields are written to zeroed
2616          * memory which this helps maintains.
2617          */
2618         gen8_init_oa_buffer(stream);
2619
2620         /*
2621          * Note: we don't rely on the hardware to perform single context
2622          * filtering and instead filter on the cpu based on the context-id
2623          * field of reports
2624          */
2625         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OACONTROL,
2626                            (report_format << GEN8_OA_REPORT_FORMAT_SHIFT) |
2627                            GEN8_OA_COUNTER_ENABLE);
2628 }
2629
2630 static void gen12_oa_enable(struct i915_perf_stream *stream)
2631 {
2632         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2633         u32 report_format = stream->oa_buffer.format;
2634
2635         /*
2636          * If we don't want OA reports from the OA buffer, then we don't even
2637          * need to program the OAG unit.
2638          */
2639         if (!(stream->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT))
2640                 return;
2641
2642         gen12_init_oa_buffer(stream);
2643
2644         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OACONTROL,
2645                            (report_format << GEN12_OAG_OACONTROL_OA_COUNTER_FORMAT_SHIFT) |
2646                            GEN12_OAG_OACONTROL_OA_COUNTER_ENABLE);
2647 }
2648
2649 /**
2650  * i915_oa_stream_enable - handle `I915_PERF_IOCTL_ENABLE` for OA stream
2651  * @stream: An i915 perf stream opened for OA metrics
2652  *
2653  * [Re]enables hardware periodic sampling according to the period configured
2654  * when opening the stream. This also starts a hrtimer that will periodically
2655  * check for data in the circular OA buffer for notifying userspace (e.g.
2656  * during a read() or poll()).
2657  */
2658 static void i915_oa_stream_enable(struct i915_perf_stream *stream)
2659 {
2660         stream->perf->ops.oa_enable(stream);
2661
2662         if (stream->periodic)
2663                 hrtimer_start(&stream->poll_check_timer,
2664                               ns_to_ktime(POLL_PERIOD),
2665                               HRTIMER_MODE_REL_PINNED);
2666 }
2667
2668 static void gen7_oa_disable(struct i915_perf_stream *stream)
2669 {
2670         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2671
2672         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OACONTROL, 0);
2673         if (intel_wait_for_register(uncore,
2674                                     GEN7_OACONTROL, GEN7_OACONTROL_ENABLE, 0,
2675                                     50))
2676                 drm_err(&stream->perf->i915->drm,
2677                         "wait for OA to be disabled timed out\n");
2678 }
2679
2680 static void gen8_oa_disable(struct i915_perf_stream *stream)
2681 {
2682         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2683
2684         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OACONTROL, 0);
2685         if (intel_wait_for_register(uncore,
2686                                     GEN8_OACONTROL, GEN8_OA_COUNTER_ENABLE, 0,
2687                                     50))
2688                 drm_err(&stream->perf->i915->drm,
2689                         "wait for OA to be disabled timed out\n");
2690 }
2691
2692 static void gen12_oa_disable(struct i915_perf_stream *stream)
2693 {
2694         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2695
2696         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OACONTROL, 0);
2697         if (intel_wait_for_register(uncore,
2698                                     GEN12_OAG_OACONTROL,
2699                                     GEN12_OAG_OACONTROL_OA_COUNTER_ENABLE, 0,
2700                                     50))
2701                 drm_err(&stream->perf->i915->drm,
2702                         "wait for OA to be disabled timed out\n");
2703
2704         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OA_TLB_INV_CR, 1);
2705         if (intel_wait_for_register(uncore,
2706                                     GEN12_OA_TLB_INV_CR,
2707                                     1, 0,
2708                                     50))
2709                 drm_err(&stream->perf->i915->drm,
2710                         "wait for OA tlb invalidate timed out\n");
2711 }
2712
2713 /**
2714  * i915_oa_stream_disable - handle `I915_PERF_IOCTL_DISABLE` for OA stream
2715  * @stream: An i915 perf stream opened for OA metrics
2716  *
2717  * Stops the OA unit from periodically writing counter reports into the
2718  * circular OA buffer. This also stops the hrtimer that periodically checks for
2719  * data in the circular OA buffer, for notifying userspace.
2720  */
2721 static void i915_oa_stream_disable(struct i915_perf_stream *stream)
2722 {
2723         stream->perf->ops.oa_disable(stream);
2724
2725         if (stream->periodic)
2726                 hrtimer_cancel(&stream->poll_check_timer);
2727 }
2728
2729 static const struct i915_perf_stream_ops i915_oa_stream_ops = {
2730         .destroy = i915_oa_stream_destroy,
2731         .enable = i915_oa_stream_enable,
2732         .disable = i915_oa_stream_disable,
2733         .wait_unlocked = i915_oa_wait_unlocked,
2734         .poll_wait = i915_oa_poll_wait,
2735         .read = i915_oa_read,
2736 };
2737
2738 static int i915_perf_stream_enable_sync(struct i915_perf_stream *stream)
2739 {
2740         struct i915_request *rq;
2741
2742         rq = stream->perf->ops.enable_metric_set(stream);
2743         if (IS_ERR(rq))
2744                 return PTR_ERR(rq);
2745
2746         i915_request_wait(rq, 0, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
2747         i915_request_put(rq);
2748
2749         return 0;
2750 }
2751
2752 /**
2753  * i915_oa_stream_init - validate combined props for OA stream and init
2754  * @stream: An i915 perf stream
2755  * @param: The open parameters passed to `DRM_I915_PERF_OPEN`
2756  * @props: The property state that configures stream (individually validated)
2757  *
2758  * While read_properties_unlocked() validates properties in isolation it
2759  * doesn't ensure that the combination necessarily makes sense.
2760  *
2761  * At this point it has been determined that userspace wants a stream of
2762  * OA metrics, but still we need to further validate the combined
2763  * properties are OK.
2764  *
2765  * If the configuration makes sense then we can allocate memory for
2766  * a circular OA buffer and apply the requested metric set configuration.
2767  *
2768  * Returns: zero on success or a negative error code.
2769  */
2770 static int i915_oa_stream_init(struct i915_perf_stream *stream,
2771                                struct drm_i915_perf_open_param *param,
2772                                struct perf_open_properties *props)
2773 {
2774         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
2775         struct i915_perf *perf = stream->perf;
2776         int format_size;
2777         int ret;
2778
2779         if (!props->engine) {
2780                 DRM_DEBUG("OA engine not specified\n");
2781                 return -EINVAL;
2782         }
2783
2784         /*
2785          * If the sysfs metrics/ directory wasn't registered for some
2786          * reason then don't let userspace try their luck with config
2787          * IDs
2788          */
2789         if (!perf->metrics_kobj) {
2790                 DRM_DEBUG("OA metrics weren't advertised via sysfs\n");
2791                 return -EINVAL;
2792         }
2793
2794         if (!(props->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT) &&
2795             (INTEL_GEN(perf->i915) < 12 || !stream->ctx)) {
2796                 DRM_DEBUG("Only OA report sampling supported\n");
2797                 return -EINVAL;
2798         }
2799
2800         if (!perf->ops.enable_metric_set) {
2801                 DRM_DEBUG("OA unit not supported\n");
2802                 return -ENODEV;
2803         }
2804
2805         /*
2806          * To avoid the complexity of having to accurately filter
2807          * counter reports and marshal to the appropriate client
2808          * we currently only allow exclusive access
2809          */
2810         if (perf->exclusive_stream) {
2811                 DRM_DEBUG("OA unit already in use\n");
2812                 return -EBUSY;
2813         }
2814
2815         if (!props->oa_format) {
2816                 DRM_DEBUG("OA report format not specified\n");
2817                 return -EINVAL;
2818         }
2819
2820         stream->engine = props->engine;
2821         stream->uncore = stream->engine->gt->uncore;
2822
2823         stream->sample_size = sizeof(struct drm_i915_perf_record_header);
2824
2825         format_size = perf->oa_formats[props->oa_format].size;
2826
2827         stream->sample_flags = props->sample_flags;
2828         stream->sample_size += format_size;
2829
2830         stream->oa_buffer.format_size = format_size;
2831         if (drm_WARN_ON(&i915->drm, stream->oa_buffer.format_size == 0))
2832                 return -EINVAL;
2833
2834         stream->hold_preemption = props->hold_preemption;
2835
2836         stream->oa_buffer.format =
2837                 perf->oa_formats[props->oa_format].format;
2838
2839         stream->periodic = props->oa_periodic;
2840         if (stream->periodic)
2841                 stream->period_exponent = props->oa_period_exponent;
2842
2843         if (stream->ctx) {
2844                 ret = oa_get_render_ctx_id(stream);
2845                 if (ret) {
2846                         DRM_DEBUG("Invalid context id to filter with\n");
2847                         return ret;
2848                 }
2849         }
2850
2851         ret = alloc_noa_wait(stream);
2852         if (ret) {
2853                 DRM_DEBUG("Unable to allocate NOA wait batch buffer\n");
2854                 goto err_noa_wait_alloc;
2855         }
2856
2857         stream->oa_config = i915_perf_get_oa_config(perf, props->metrics_set);
2858         if (!stream->oa_config) {
2859                 DRM_DEBUG("Invalid OA config id=%i\n", props->metrics_set);
2860                 ret = -EINVAL;
2861                 goto err_config;
2862         }
2863
2864         /* PRM - observability performance counters:
2865          *
2866          *   OACONTROL, performance counter enable, note:
2867          *
2868          *   "When this bit is set, in order to have coherent counts,
2869          *   RC6 power state and trunk clock gating must be disabled.
2870          *   This can be achieved by programming MMIO registers as
2871          *   0xA094=0 and 0xA090[31]=1"
2872          *
2873          *   In our case we are expecting that taking pm + FORCEWAKE
2874          *   references will effectively disable RC6.
2875          */
2876         intel_engine_pm_get(stream->engine);
2877         intel_uncore_forcewake_get(stream->uncore, FORCEWAKE_ALL);
2878
2879         ret = alloc_oa_buffer(stream);
2880         if (ret)
2881                 goto err_oa_buf_alloc;
2882
2883         stream->ops = &i915_oa_stream_ops;
2884         WRITE_ONCE(perf->exclusive_stream, stream);
2885
2886         ret = i915_perf_stream_enable_sync(stream);
2887         if (ret) {
2888                 DRM_DEBUG("Unable to enable metric set\n");
2889                 goto err_enable;
2890         }
2891
2892         DRM_DEBUG("opening stream oa config uuid=%s\n",
2893                   stream->oa_config->uuid);
2894
2895         hrtimer_init(&stream->poll_check_timer,
2896                      CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
2897         stream->poll_check_timer.function = oa_poll_check_timer_cb;
2898         init_waitqueue_head(&stream->poll_wq);
2899         spin_lock_init(&stream->oa_buffer.ptr_lock);
2900
2901         return 0;
2902
2903 err_enable:
2904         WRITE_ONCE(perf->exclusive_stream, NULL);
2905         perf->ops.disable_metric_set(stream);
2906
2907         free_oa_buffer(stream);
2908
2909 err_oa_buf_alloc:
2910         free_oa_configs(stream);
2911
2912         intel_uncore_forcewake_put(stream->uncore, FORCEWAKE_ALL);
2913         intel_engine_pm_put(stream->engine);
2914
2915 err_config:
2916         free_noa_wait(stream);
2917
2918 err_noa_wait_alloc:
2919         if (stream->ctx)
2920                 oa_put_render_ctx_id(stream);
2921
2922         return ret;
2923 }
2924
2925 void i915_oa_init_reg_state(const struct intel_context *ce,
2926                             const struct intel_engine_cs *engine)
2927 {
2928         struct i915_perf_stream *stream;
2929
2930         if (engine->class != RENDER_CLASS)
2931                 return;
2932
2933         /* perf.exclusive_stream serialised by lrc_configure_all_contexts() */
2934         stream = READ_ONCE(engine->i915->perf.exclusive_stream);
2935         /*
2936          * For gen12, only CTX_R_PWR_CLK_STATE needs update, but the caller
2937          * is already doing that, so nothing to be done for gen12 here.
2938          */
2939         if (stream && INTEL_GEN(stream->perf->i915) < 12)
2940                 gen8_update_reg_state_unlocked(ce, stream);
2941 }
2942
2943 /**
2944  * i915_perf_read_locked - &i915_perf_stream_ops->read with error normalisation
2945  * @stream: An i915 perf stream
2946  * @file: An i915 perf stream file
2947  * @buf: destination buffer given by userspace
2948  * @count: the number of bytes userspace wants to read
2949  * @ppos: (inout) file seek position (unused)
2950  *
2951  * Besides wrapping &i915_perf_stream_ops->read this provides a common place to
2952  * ensure that if we've successfully copied any data then reporting that takes
2953  * precedence over any internal error status, so the data isn't lost.
2954  *
2955  * For example ret will be -ENOSPC whenever there is more buffered data than
2956  * can be copied to userspace, but that's only interesting if we weren't able
2957  * to copy some data because it implies the userspace buffer is too small to
2958  * receive a single record (and we never split records).
2959  *
2960  * Another case with ret == -EFAULT is more of a grey area since it would seem
2961  * like bad form for userspace to ask us to overrun its buffer, but the user
2962  * knows best:
2963  *
2964  *   http://yarchive.net/comp/linux/partial_reads_writes.html
2965  *
2966  * Returns: The number of bytes copied or a negative error code on failure.
2967  */
2968 static ssize_t i915_perf_read_locked(struct i915_perf_stream *stream,
2969                                      struct file *file,
2970                                      char __user *buf,
2971                                      size_t count,
2972                                      loff_t *ppos)
2973 {
2974         /* Note we keep the offset (aka bytes read) separate from any
2975          * error status so that the final check for whether we return
2976          * the bytes read with a higher precedence than any error (see
2977          * comment below) doesn't need to be handled/duplicated in
2978          * stream->ops->read() implementations.
2979          */
2980         size_t offset = 0;
2981         int ret = stream->ops->read(stream, buf, count, &offset);
2982
2983         return offset ?: (ret ?: -EAGAIN);
2984 }
2985
2986 /**
2987  * i915_perf_read - handles read() FOP for i915 perf stream FDs
2988  * @file: An i915 perf stream file
2989  * @buf: destination buffer given by userspace
2990  * @count: the number of bytes userspace wants to read
2991  * @ppos: (inout) file seek position (unused)
2992  *
2993  * The entry point for handling a read() on a stream file descriptor from
2994  * userspace. Most of the work is left to the i915_perf_read_locked() and
2995  * &i915_perf_stream_ops->read but to save having stream implementations (of
2996  * which we might have multiple later) we handle blocking read here.
2997  *
2998  * We can also consistently treat trying to read from a disabled stream
2999  * as an IO error so implementations can assume the stream is enabled
3000  * while reading.
3001  *
3002  * Returns: The number of bytes copied or a negative error code on failure.
3003  */
3004 static ssize_t i915_perf_read(struct file *file,
3005                               char __user *buf,
3006                               size_t count,
3007                               loff_t *ppos)
3008 {
3009         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
3010         struct i915_perf *perf = stream->perf;
3011         ssize_t ret;
3012
3013         /* To ensure it's handled consistently we simply treat all reads of a
3014          * disabled stream as an error. In particular it might otherwise lead
3015          * to a deadlock for blocking file descriptors...
3016          */
3017         if (!stream->enabled)
3018                 return -EIO;
3019
3020         if (!(file->f_flags & O_NONBLOCK)) {
3021                 /* There's the small chance of false positives from
3022                  * stream->ops->wait_unlocked.
3023                  *
3024                  * E.g. with single context filtering since we only wait until
3025                  * oabuffer has >= 1 report we don't immediately know whether
3026                  * any reports really belong to the current context
3027                  */
3028                 do {
3029                         ret = stream->ops->wait_unlocked(stream);
3030                         if (ret)
3031                                 return ret;
3032
3033                         mutex_lock(&perf->lock);
3034                         ret = i915_perf_read_locked(stream, file,
3035                                                     buf, count, ppos);
3036                         mutex_unlock(&perf->lock);
3037                 } while (ret == -EAGAIN);
3038         } else {
3039                 mutex_lock(&perf->lock);
3040                 ret = i915_perf_read_locked(stream, file, buf, count, ppos);
3041                 mutex_unlock(&perf->lock);
3042         }
3043
3044         /* We allow the poll checking to sometimes report false positive EPOLLIN
3045          * events where we might actually report EAGAIN on read() if there's
3046          * not really any data available. In this situation though we don't
3047          * want to enter a busy loop between poll() reporting a EPOLLIN event
3048          * and read() returning -EAGAIN. Clearing the oa.pollin state here
3049          * effectively ensures we back off until the next hrtimer callback
3050          * before reporting another EPOLLIN event.
3051          */
3052         if (ret >= 0 || ret == -EAGAIN) {
3053                 /* Maybe make ->pollin per-stream state if we support multiple
3054                  * concurrent streams in the future.
3055                  */
3056                 stream->pollin = false;
3057         }
3058
3059         return ret;
3060 }
3061
3062 static enum hrtimer_restart oa_poll_check_timer_cb(struct hrtimer *hrtimer)
3063 {
3064         struct i915_perf_stream *stream =
3065                 container_of(hrtimer, typeof(*stream), poll_check_timer);
3066
3067         if (oa_buffer_check_unlocked(stream)) {
3068                 stream->pollin = true;
3069                 wake_up(&stream->poll_wq);
3070         }
3071
3072         hrtimer_forward_now(hrtimer, ns_to_ktime(POLL_PERIOD));
3073
3074         return HRTIMER_RESTART;
3075 }
3076
3077 /**
3078  * i915_perf_poll_locked - poll_wait() with a suitable wait queue for stream
3079  * @stream: An i915 perf stream
3080  * @file: An i915 perf stream file
3081  * @wait: poll() state table
3082  *
3083  * For handling userspace polling on an i915 perf stream, this calls through to
3084  * &i915_perf_stream_ops->poll_wait to call poll_wait() with a wait queue that
3085  * will be woken for new stream data.
3086  *
3087  * Note: The &perf->lock mutex has been taken to serialize
3088  * with any non-file-operation driver hooks.
3089  *
3090  * Returns: any poll events that are ready without sleeping
3091  */
3092 static __poll_t i915_perf_poll_locked(struct i915_perf_stream *stream,
3093                                       struct file *file,
3094                                       poll_table *wait)
3095 {
3096         __poll_t events = 0;
3097
3098         stream->ops->poll_wait(stream, file, wait);
3099
3100         /* Note: we don't explicitly check whether there's something to read
3101          * here since this path may be very hot depending on what else
3102          * userspace is polling, or on the timeout in use. We rely solely on
3103          * the hrtimer/oa_poll_check_timer_cb to notify us when there are
3104          * samples to read.
3105          */
3106         if (stream->pollin)
3107                 events |= EPOLLIN;
3108
3109         return events;
3110 }
3111
3112 /**
3113  * i915_perf_poll - call poll_wait() with a suitable wait queue for stream
3114  * @file: An i915 perf stream file
3115  * @wait: poll() state table
3116  *
3117  * For handling userspace polling on an i915 perf stream, this ensures
3118  * poll_wait() gets called with a wait queue that will be woken for new stream
3119  * data.
3120  *
3121  * Note: Implementation deferred to i915_perf_poll_locked()
3122  *
3123  * Returns: any poll events that are ready without sleeping
3124  */
3125 static __poll_t i915_perf_poll(struct file *file, poll_table *wait)
3126 {
3127         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
3128         struct i915_perf *perf = stream->perf;
3129         __poll_t ret;
3130
3131         mutex_lock(&perf->lock);
3132         ret = i915_perf_poll_locked(stream, file, wait);
3133         mutex_unlock(&perf->lock);
3134
3135         return ret;
3136 }
3137
3138 /**
3139  * i915_perf_enable_locked - handle `I915_PERF_IOCTL_ENABLE` ioctl
3140  * @stream: A disabled i915 perf stream
3141  *
3142  * [Re]enables the associated capture of data for this stream.
3143  *
3144  * If a stream was previously enabled then there's currently no intention
3145  * to provide userspace any guarantee about the preservation of previously
3146  * buffered data.
3147  */
3148 static void i915_perf_enable_locked(struct i915_perf_stream *stream)
3149 {
3150         if (stream->enabled)
3151                 return;
3152
3153         /* Allow stream->ops->enable() to refer to this */
3154         stream->enabled = true;
3155
3156         if (stream->ops->enable)
3157                 stream->ops->enable(stream);
3158
3159         if (stream->hold_preemption)
3160                 intel_context_set_nopreempt(stream->pinned_ctx);
3161 }
3162
3163 /**
3164  * i915_perf_disable_locked - handle `I915_PERF_IOCTL_DISABLE` ioctl
3165  * @stream: An enabled i915 perf stream
3166  *
3167  * Disables the associated capture of data for this stream.
3168  *
3169  * The intention is that disabling an re-enabling a stream will ideally be
3170  * cheaper than destroying and re-opening a stream with the same configuration,
3171  * though there are no formal guarantees about what state or buffered data
3172  * must be retained between disabling and re-enabling a stream.
3173  *
3174  * Note: while a stream is disabled it's considered an error for userspace
3175  * to attempt to read from the stream (-EIO).
3176  */
3177 static void i915_perf_disable_locked(struct i915_perf_stream *stream)
3178 {
3179         if (!stream->enabled)
3180                 return;
3181
3182         /* Allow stream->ops->disable() to refer to this */
3183         stream->enabled = false;
3184
3185         if (stream->hold_preemption)
3186                 intel_context_clear_nopreempt(stream->pinned_ctx);
3187
3188         if (stream->ops->disable)
3189                 stream->ops->disable(stream);
3190 }
3191
3192 static long i915_perf_config_locked(struct i915_perf_stream *stream,
3193                                     unsigned long metrics_set)
3194 {
3195         struct i915_oa_config *config;
3196         long ret = stream->oa_config->id;
3197
3198         config = i915_perf_get_oa_config(stream->perf, metrics_set);
3199         if (!config)
3200                 return -EINVAL;
3201
3202         if (config != stream->oa_config) {
3203                 struct i915_request *rq;
3204
3205                 /*
3206                  * If OA is bound to a specific context, emit the
3207                  * reconfiguration inline from that context. The update
3208                  * will then be ordered with respect to submission on that
3209                  * context.
3210                  *
3211                  * When set globally, we use a low priority kernel context,
3212                  * so it will effectively take effect when idle.
3213                  */
3214                 rq = emit_oa_config(stream, config, oa_context(stream));
3215                 if (!IS_ERR(rq)) {
3216                         config = xchg(&stream->oa_config, config);
3217                         i915_request_put(rq);
3218                 } else {
3219                         ret = PTR_ERR(rq);
3220                 }
3221         }
3222
3223         i915_oa_config_put(config);
3224
3225         return ret;
3226 }
3227
3228 /**
3229  * i915_perf_ioctl - support ioctl() usage with i915 perf stream FDs
3230  * @stream: An i915 perf stream
3231  * @cmd: the ioctl request
3232  * @arg: the ioctl data
3233  *
3234  * Note: The &perf->lock mutex has been taken to serialize
3235  * with any non-file-operation driver hooks.
3236  *
3237  * Returns: zero on success or a negative error code. Returns -EINVAL for
3238  * an unknown ioctl request.
3239  */
3240 static long i915_perf_ioctl_locked(struct i915_perf_stream *stream,
3241                                    unsigned int cmd,
3242                                    unsigned long arg)
3243 {
3244         switch (cmd) {
3245         case I915_PERF_IOCTL_ENABLE:
3246                 i915_perf_enable_locked(stream);
3247                 return 0;
3248         case I915_PERF_IOCTL_DISABLE:
3249                 i915_perf_disable_locked(stream);
3250                 return 0;
3251         case I915_PERF_IOCTL_CONFIG:
3252                 return i915_perf_config_locked(stream, arg);
3253         }
3254
3255         return -EINVAL;
3256 }
3257
3258 /**
3259  * i915_perf_ioctl - support ioctl() usage with i915 perf stream FDs
3260  * @file: An i915 perf stream file
3261  * @cmd: the ioctl request
3262  * @arg: the ioctl data
3263  *
3264  * Implementation deferred to i915_perf_ioctl_locked().
3265  *
3266  * Returns: zero on success or a negative error code. Returns -EINVAL for
3267  * an unknown ioctl request.
3268  */
3269 static long i915_perf_ioctl(struct file *file,
3270                             unsigned int cmd,
3271                             unsigned long arg)
3272 {
3273         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
3274         struct i915_perf *perf = stream->perf;
3275         long ret;
3276
3277         mutex_lock(&perf->lock);
3278         ret = i915_perf_ioctl_locked(stream, cmd, arg);
3279         mutex_unlock(&perf->lock);
3280
3281         return ret;
3282 }
3283
3284 /**
3285  * i915_perf_destroy_locked - destroy an i915 perf stream
3286  * @stream: An i915 perf stream
3287  *
3288  * Frees all resources associated with the given i915 perf @stream, disabling
3289  * any associated data capture in the process.
3290  *
3291  * Note: The &perf->lock mutex has been taken to serialize
3292  * with any non-file-operation driver hooks.
3293  */
3294 static void i915_perf_destroy_locked(struct i915_perf_stream *stream)
3295 {
3296         if (stream->enabled)
3297                 i915_perf_disable_locked(stream);
3298
3299         if (stream->ops->destroy)
3300                 stream->ops->destroy(stream);
3301
3302         if (stream->ctx)
3303                 i915_gem_context_put(stream->ctx);
3304
3305         kfree(stream);
3306 }
3307
3308 /**
3309  * i915_perf_release - handles userspace close() of a stream file
3310  * @inode: anonymous inode associated with file
3311  * @file: An i915 perf stream file
3312  *
3313  * Cleans up any resources associated with an open i915 perf stream file.
3314  *
3315  * NB: close() can't really fail from the userspace point of view.
3316  *
3317  * Returns: zero on success or a negative error code.
3318  */
3319 static int i915_perf_release(struct inode *inode, struct file *file)
3320 {
3321         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
3322         struct i915_perf *perf = stream->perf;
3323
3324         mutex_lock(&perf->lock);
3325         i915_perf_destroy_locked(stream);
3326         mutex_unlock(&perf->lock);
3327
3328         /* Release the reference the perf stream kept on the driver. */
3329         drm_dev_put(&perf->i915->drm);
3330
3331         return 0;
3332 }
3333
3334
3335 static const struct file_operations fops = {
3336         .owner          = THIS_MODULE,
3337         .llseek         = no_llseek,
3338         .release        = i915_perf_release,
3339         .poll           = i915_perf_poll,
3340         .read           = i915_perf_read,
3341         .unlocked_ioctl = i915_perf_ioctl,
3342         /* Our ioctl have no arguments, so it's safe to use the same function
3343          * to handle 32bits compatibility.
3344          */
3345         .compat_ioctl   = i915_perf_ioctl,
3346 };
3347
3348
3349 /**
3350  * i915_perf_open_ioctl_locked - DRM ioctl() for userspace to open a stream FD
3351  * @perf: i915 perf instance
3352  * @param: The open parameters passed to 'DRM_I915_PERF_OPEN`
3353  * @props: individually validated u64 property value pairs
3354  * @file: drm file
3355  *
3356  * See i915_perf_ioctl_open() for interface details.
3357  *
3358  * Implements further stream config validation and stream initialization on
3359  * behalf of i915_perf_open_ioctl() with the &perf->lock mutex
3360  * taken to serialize with any non-file-operation driver hooks.
3361  *
3362  * Note: at this point the @props have only been validated in isolation and
3363  * it's still necessary to validate that the combination of properties makes
3364  * sense.
3365  *
3366  * In the case where userspace is interested in OA unit metrics then further
3367  * config validation and stream initialization details will be handled by
3368  * i915_oa_stream_init(). The code here should only validate config state that
3369  * will be relevant to all stream types / backends.
3370  *
3371  * Returns: zero on success or a negative error code.
3372  */
3373 static int
3374 i915_perf_open_ioctl_locked(struct i915_perf *perf,
3375                             struct drm_i915_perf_open_param *param,
3376                             struct perf_open_properties *props,
3377                             struct drm_file *file)
3378 {
3379         struct i915_gem_context *specific_ctx = NULL;
3380         struct i915_perf_stream *stream = NULL;
3381         unsigned long f_flags = 0;
3382         bool privileged_op = true;
3383         int stream_fd;
3384         int ret;
3385
3386         if (props->single_context) {
3387                 u32 ctx_handle = props->ctx_handle;
3388                 struct drm_i915_file_private *file_priv = file->driver_priv;
3389
3390                 specific_ctx = i915_gem_context_lookup(file_priv, ctx_handle);
3391                 if (!specific_ctx) {
3392                         DRM_DEBUG("Failed to look up context with ID %u for opening perf stream\n",
3393                                   ctx_handle);
3394                         ret = -ENOENT;
3395                         goto err;
3396                 }
3397         }
3398
3399         /*
3400          * On Haswell the OA unit supports clock gating off for a specific
3401          * context and in this mode there's no visibility of metrics for the
3402          * rest of the system, which we consider acceptable for a
3403          * non-privileged client.
3404          *
3405          * For Gen8->11 the OA unit no longer supports clock gating off for a
3406          * specific context and the kernel can't securely stop the counters
3407          * from updating as system-wide / global values. Even though we can
3408          * filter reports based on the included context ID we can't block
3409          * clients from seeing the raw / global counter values via
3410          * MI_REPORT_PERF_COUNT commands and so consider it a privileged op to
3411          * enable the OA unit by default.
3412          *
3413          * For Gen12+ we gain a new OAR unit that only monitors the RCS on a
3414          * per context basis. So we can relax requirements there if the user
3415          * doesn't request global stream access (i.e. query based sampling
3416          * using MI_RECORD_PERF_COUNT.
3417          */
3418         if (IS_HASWELL(perf->i915) && specific_ctx)
3419                 privileged_op = false;
3420         else if (IS_GEN(perf->i915, 12) && specific_ctx &&
3421                  (props->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT) == 0)
3422                 privileged_op = false;
3423
3424         if (props->hold_preemption) {
3425                 if (!props->single_context) {
3426                         DRM_DEBUG("preemption disable with no context\n");
3427                         ret = -EINVAL;
3428                         goto err;
3429                 }
3430                 privileged_op = true;
3431         }
3432
3433         /* Similar to perf's kernel.perf_paranoid_cpu sysctl option
3434          * we check a dev.i915.perf_stream_paranoid sysctl option
3435          * to determine if it's ok to access system wide OA counters
3436          * without CAP_SYS_ADMIN privileges.
3437          */
3438         if (privileged_op &&
3439             i915_perf_stream_paranoid && !capable(CAP_SYS_ADMIN)) {
3440                 DRM_DEBUG("Insufficient privileges to open i915 perf stream\n");
3441                 ret = -EACCES;
3442                 goto err_ctx;
3443         }
3444
3445         stream = kzalloc(sizeof(*stream), GFP_KERNEL);
3446         if (!stream) {
3447                 ret = -ENOMEM;
3448                 goto err_ctx;
3449         }
3450
3451         stream->perf = perf;
3452         stream->ctx = specific_ctx;
3453
3454         ret = i915_oa_stream_init(stream, param, props);
3455         if (ret)
3456                 goto err_alloc;
3457
3458         /* we avoid simply assigning stream->sample_flags = props->sample_flags
3459          * to have _stream_init check the combination of sample flags more
3460          * thoroughly, but still this is the expected result at this point.
3461          */
3462         if (WARN_ON(stream->sample_flags != props->sample_flags)) {
3463                 ret = -ENODEV;
3464                 goto err_flags;
3465         }
3466
3467         if (param->flags & I915_PERF_FLAG_FD_CLOEXEC)
3468                 f_flags |= O_CLOEXEC;
3469         if (param->flags & I915_PERF_FLAG_FD_NONBLOCK)
3470                 f_flags |= O_NONBLOCK;
3471
3472         stream_fd = anon_inode_getfd("[i915_perf]", &fops, stream, f_flags);
3473         if (stream_fd < 0) {
3474                 ret = stream_fd;
3475                 goto err_flags;
3476         }
3477
3478         if (!(param->flags & I915_PERF_FLAG_DISABLED))
3479                 i915_perf_enable_locked(stream);
3480
3481         /* Take a reference on the driver that will be kept with stream_fd
3482          * until its release.
3483          */
3484         drm_dev_get(&perf->i915->drm);
3485
3486         return stream_fd;
3487
3488 err_flags:
3489         if (stream->ops->destroy)
3490                 stream->ops->destroy(stream);
3491 err_alloc:
3492         kfree(stream);
3493 err_ctx:
3494         if (specific_ctx)
3495                 i915_gem_context_put(specific_ctx);
3496 err:
3497         return ret;
3498 }
3499
3500 static u64 oa_exponent_to_ns(struct i915_perf *perf, int exponent)
3501 {
3502         return div64_u64(1000000000ULL * (2ULL << exponent),
3503                          1000ULL * RUNTIME_INFO(perf->i915)->cs_timestamp_frequency_khz);
3504 }
3505
3506 /**
3507  * read_properties_unlocked - validate + copy userspace stream open properties
3508  * @perf: i915 perf instance
3509  * @uprops: The array of u64 key value pairs given by userspace
3510  * @n_props: The number of key value pairs expected in @uprops
3511  * @props: The stream configuration built up while validating properties
3512  *
3513  * Note this function only validates properties in isolation it doesn't
3514  * validate that the combination of properties makes sense or that all
3515  * properties necessary for a particular kind of stream have been set.
3516  *
3517  * Note that there currently aren't any ordering requirements for properties so
3518  * we shouldn't validate or assume anything about ordering here. This doesn't
3519  * rule out defining new properties with ordering requirements in the future.
3520  */
3521 static int read_properties_unlocked(struct i915_perf *perf,
3522                                     u64 __user *uprops,
3523                                     u32 n_props,
3524                                     struct perf_open_properties *props)
3525 {
3526         u64 __user *uprop = uprops;
3527         u32 i;
3528
3529         memset(props, 0, sizeof(struct perf_open_properties));
3530
3531         if (!n_props) {
3532                 DRM_DEBUG("No i915 perf properties given\n");
3533                 return -EINVAL;
3534         }
3535
3536         /* At the moment we only support using i915-perf on the RCS. */
3537         props->engine = intel_engine_lookup_user(perf->i915,
3538                                                  I915_ENGINE_CLASS_RENDER,
3539                                                  0);
3540         if (!props->engine) {
3541                 DRM_DEBUG("No RENDER-capable engines\n");
3542                 return -EINVAL;
3543         }
3544
3545         /* Considering that ID = 0 is reserved and assuming that we don't
3546          * (currently) expect any configurations to ever specify duplicate
3547          * values for a particular property ID then the last _PROP_MAX value is
3548          * one greater than the maximum number of properties we expect to get
3549          * from userspace.
3550          */
3551         if (n_props >= DRM_I915_PERF_PROP_MAX) {
3552                 DRM_DEBUG("More i915 perf properties specified than exist\n");
3553                 return -EINVAL;
3554         }
3555
3556         for (i = 0; i < n_props; i++) {
3557                 u64 oa_period, oa_freq_hz;
3558                 u64 id, value;
3559                 int ret;
3560
3561                 ret = get_user(id, uprop);
3562                 if (ret)
3563                         return ret;
3564
3565                 ret = get_user(value, uprop + 1);
3566                 if (ret)
3567                         return ret;
3568
3569                 if (id == 0 || id >= DRM_I915_PERF_PROP_MAX) {
3570                         DRM_DEBUG("Unknown i915 perf property ID\n");
3571                         return -EINVAL;
3572                 }
3573
3574                 switch ((enum drm_i915_perf_property_id)id) {
3575                 case DRM_I915_PERF_PROP_CTX_HANDLE:
3576                         props->single_context = 1;
3577                         props->ctx_handle = value;
3578                         break;
3579                 case DRM_I915_PERF_PROP_SAMPLE_OA:
3580                         if (value)
3581                                 props->sample_flags |= SAMPLE_OA_REPORT;
3582                         break;
3583                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_METRICS_SET:
3584                         if (value == 0) {
3585                                 DRM_DEBUG("Unknown OA metric set ID\n");
3586                                 return -EINVAL;
3587                         }
3588                         props->metrics_set = value;
3589                         break;
3590                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_FORMAT:
3591                         if (value == 0 || value >= I915_OA_FORMAT_MAX) {
3592                                 DRM_DEBUG("Out-of-range OA report format %llu\n",
3593                                           value);
3594                                 return -EINVAL;
3595                         }
3596                         if (!perf->oa_formats[value].size) {
3597                                 DRM_DEBUG("Unsupported OA report format %llu\n",
3598                                           value);
3599                                 return -EINVAL;
3600                         }
3601                         props->oa_format = value;
3602                         break;
3603                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_EXPONENT:
3604                         if (value > OA_EXPONENT_MAX) {
3605                                 DRM_DEBUG("OA timer exponent too high (> %u)\n",
3606                                          OA_EXPONENT_MAX);
3607                                 return -EINVAL;
3608                         }
3609
3610                         /* Theoretically we can program the OA unit to sample
3611                          * e.g. every 160ns for HSW, 167ns for BDW/SKL or 104ns
3612                          * for BXT. We don't allow such high sampling
3613                          * frequencies by default unless root.
3614                          */
3615
3616                         BUILD_BUG_ON(sizeof(oa_period) != 8);
3617                         oa_period = oa_exponent_to_ns(perf, value);
3618
3619                         /* This check is primarily to ensure that oa_period <=
3620                          * UINT32_MAX (before passing to do_div which only
3621                          * accepts a u32 denominator), but we can also skip
3622                          * checking anything < 1Hz which implicitly can't be
3623                          * limited via an integer oa_max_sample_rate.
3624                          */
3625                         if (oa_period <= NSEC_PER_SEC) {
3626                                 u64 tmp = NSEC_PER_SEC;
3627                                 do_div(tmp, oa_period);
3628                                 oa_freq_hz = tmp;
3629                         } else
3630                                 oa_freq_hz = 0;
3631
3632                         if (oa_freq_hz > i915_oa_max_sample_rate &&
3633                             !capable(CAP_SYS_ADMIN)) {
3634                                 DRM_DEBUG("OA exponent would exceed the max sampling frequency (sysctl dev.i915.oa_max_sample_rate) %uHz without root privileges\n",
3635                                           i915_oa_max_sample_rate);
3636                                 return -EACCES;
3637                         }
3638
3639                         props->oa_periodic = true;
3640                         props->oa_period_exponent = value;
3641                         break;
3642                 case DRM_I915_PERF_PROP_HOLD_PREEMPTION:
3643                         props->hold_preemption = !!value;
3644                         break;
3645                 case DRM_I915_PERF_PROP_MAX:
3646                         MISSING_CASE(id);
3647                         return -EINVAL;
3648                 }
3649
3650                 uprop += 2;
3651         }
3652
3653         return 0;
3654 }
3655
3656 /**
3657  * i915_perf_open_ioctl - DRM ioctl() for userspace to open a stream FD
3658  * @dev: drm device
3659  * @data: ioctl data copied from userspace (unvalidated)
3660  * @file: drm file
3661  *
3662  * Validates the stream open parameters given by userspace including flags
3663  * and an array of u64 key, value pair properties.
3664  *
3665  * Very little is assumed up front about the nature of the stream being
3666  * opened (for instance we don't assume it's for periodic OA unit metrics). An
3667  * i915-perf stream is expected to be a suitable interface for other forms of
3668  * buffered data written by the GPU besides periodic OA metrics.
3669  *
3670  * Note we copy the properties from userspace outside of the i915 perf
3671  * mutex to avoid an awkward lockdep with mmap_sem.
3672  *
3673  * Most of the implementation details are handled by
3674  * i915_perf_open_ioctl_locked() after taking the &perf->lock
3675  * mutex for serializing with any non-file-operation driver hooks.
3676  *
3677  * Return: A newly opened i915 Perf stream file descriptor or negative
3678  * error code on failure.
3679  */
3680 int i915_perf_open_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
3681                          struct drm_file *file)
3682 {
3683         struct i915_perf *perf = &to_i915(dev)->perf;
3684         struct drm_i915_perf_open_param *param = data;
3685         struct perf_open_properties props;
3686         u32 known_open_flags;
3687         int ret;
3688
3689         if (!perf->i915) {
3690                 DRM_DEBUG("i915 perf interface not available for this system\n");
3691                 return -ENOTSUPP;
3692         }
3693
3694         known_open_flags = I915_PERF_FLAG_FD_CLOEXEC |
3695                            I915_PERF_FLAG_FD_NONBLOCK |
3696                            I915_PERF_FLAG_DISABLED;
3697         if (param->flags & ~known_open_flags) {
3698                 DRM_DEBUG("Unknown drm_i915_perf_open_param flag\n");
3699                 return -EINVAL;
3700         }
3701
3702         ret = read_properties_unlocked(perf,
3703                                        u64_to_user_ptr(param->properties_ptr),
3704                                        param->num_properties,
3705                                        &props);
3706         if (ret)
3707                 return ret;
3708
3709         mutex_lock(&perf->lock);
3710         ret = i915_perf_open_ioctl_locked(perf, param, &props, file);
3711         mutex_unlock(&perf->lock);
3712
3713         return ret;
3714 }
3715
3716 /**
3717  * i915_perf_register - exposes i915-perf to userspace
3718  * @i915: i915 device instance
3719  *
3720  * In particular OA metric sets are advertised under a sysfs metrics/
3721  * directory allowing userspace to enumerate valid IDs that can be
3722  * used to open an i915-perf stream.
3723  */
3724 void i915_perf_register(struct drm_i915_private *i915)
3725 {
3726         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
3727         int ret;
3728
3729         if (!perf->i915)
3730                 return;
3731
3732         /* To be sure we're synchronized with an attempted
3733          * i915_perf_open_ioctl(); considering that we register after
3734          * being exposed to userspace.
3735          */
3736         mutex_lock(&perf->lock);
3737
3738         perf->metrics_kobj =
3739                 kobject_create_and_add("metrics",
3740                                        &i915->drm.primary->kdev->kobj);
3741         if (!perf->metrics_kobj)
3742                 goto exit;
3743
3744         sysfs_attr_init(&perf->test_config.sysfs_metric_id.attr);
3745
3746         if (IS_TIGERLAKE(i915)) {
3747                 i915_perf_load_test_config_tgl(i915);
3748         } else if (INTEL_GEN(i915) >= 11) {
3749                 i915_perf_load_test_config_icl(i915);
3750         } else if (IS_CANNONLAKE(i915)) {
3751                 i915_perf_load_test_config_cnl(i915);
3752         } else if (IS_COFFEELAKE(i915)) {
3753                 if (IS_CFL_GT2(i915))
3754                         i915_perf_load_test_config_cflgt2(i915);
3755                 if (IS_CFL_GT3(i915))
3756                         i915_perf_load_test_config_cflgt3(i915);
3757         } else if (IS_GEMINILAKE(i915)) {
3758                 i915_perf_load_test_config_glk(i915);
3759         } else if (IS_KABYLAKE(i915)) {
3760                 if (IS_KBL_GT2(i915))
3761                         i915_perf_load_test_config_kblgt2(i915);
3762                 else if (IS_KBL_GT3(i915))
3763                         i915_perf_load_test_config_kblgt3(i915);
3764         } else if (IS_BROXTON(i915)) {
3765                 i915_perf_load_test_config_bxt(i915);
3766         } else if (IS_SKYLAKE(i915)) {
3767                 if (IS_SKL_GT2(i915))
3768                         i915_perf_load_test_config_sklgt2(i915);
3769                 else if (IS_SKL_GT3(i915))
3770                         i915_perf_load_test_config_sklgt3(i915);
3771                 else if (IS_SKL_GT4(i915))
3772                         i915_perf_load_test_config_sklgt4(i915);
3773         } else if (IS_CHERRYVIEW(i915)) {
3774                 i915_perf_load_test_config_chv(i915);
3775         } else if (IS_BROADWELL(i915)) {
3776                 i915_perf_load_test_config_bdw(i915);
3777         } else if (IS_HASWELL(i915)) {
3778                 i915_perf_load_test_config_hsw(i915);
3779         }
3780
3781         if (perf->test_config.id == 0)
3782                 goto sysfs_error;
3783
3784         ret = sysfs_create_group(perf->metrics_kobj,
3785                                  &perf->test_config.sysfs_metric);
3786         if (ret)
3787                 goto sysfs_error;
3788
3789         perf->test_config.perf = perf;
3790         kref_init(&perf->test_config.ref);
3791
3792         goto exit;
3793
3794 sysfs_error:
3795         kobject_put(perf->metrics_kobj);
3796         perf->metrics_kobj = NULL;
3797
3798 exit:
3799         mutex_unlock(&perf->lock);
3800 }
3801
3802 /**
3803  * i915_perf_unregister - hide i915-perf from userspace
3804  * @i915: i915 device instance
3805  *
3806  * i915-perf state cleanup is split up into an 'unregister' and
3807  * 'deinit' phase where the interface is first hidden from
3808  * userspace by i915_perf_unregister() before cleaning up
3809  * remaining state in i915_perf_fini().
3810  */
3811 void i915_perf_unregister(struct drm_i915_private *i915)
3812 {
3813         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
3814
3815         if (!perf->metrics_kobj)
3816                 return;
3817
3818         sysfs_remove_group(perf->metrics_kobj,
3819                            &perf->test_config.sysfs_metric);
3820
3821         kobject_put(perf->metrics_kobj);
3822         perf->metrics_kobj = NULL;
3823 }
3824
3825 static bool gen8_is_valid_flex_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3826 {
3827         static const i915_reg_t flex_eu_regs[] = {
3828                 EU_PERF_CNTL0,
3829                 EU_PERF_CNTL1,
3830                 EU_PERF_CNTL2,
3831                 EU_PERF_CNTL3,
3832                 EU_PERF_CNTL4,
3833                 EU_PERF_CNTL5,
3834                 EU_PERF_CNTL6,
3835         };
3836         int i;
3837
3838         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(flex_eu_regs); i++) {
3839                 if (i915_mmio_reg_offset(flex_eu_regs[i]) == addr)
3840                         return true;
3841         }
3842         return false;
3843 }
3844
3845 #define ADDR_IN_RANGE(addr, start, end) \
3846         ((addr) >= (start) && \
3847          (addr) <= (end))
3848
3849 #define REG_IN_RANGE(addr, start, end) \
3850         ((addr) >= i915_mmio_reg_offset(start) && \
3851          (addr) <= i915_mmio_reg_offset(end))
3852
3853 #define REG_EQUAL(addr, mmio) \
3854         ((addr) == i915_mmio_reg_offset(mmio))
3855
3856 static bool gen7_is_valid_b_counter_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3857 {
3858         return REG_IN_RANGE(addr, OASTARTTRIG1, OASTARTTRIG8) ||
3859                REG_IN_RANGE(addr, OAREPORTTRIG1, OAREPORTTRIG8) ||
3860                REG_IN_RANGE(addr, OACEC0_0, OACEC7_1);
3861 }
3862
3863 static bool gen7_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3864 {
3865         return REG_EQUAL(addr, HALF_SLICE_CHICKEN2) ||
3866                REG_IN_RANGE(addr, MICRO_BP0_0, NOA_WRITE) ||
3867                REG_IN_RANGE(addr, OA_PERFCNT1_LO, OA_PERFCNT2_HI) ||
3868                REG_IN_RANGE(addr, OA_PERFMATRIX_LO, OA_PERFMATRIX_HI);
3869 }
3870
3871 static bool gen8_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3872 {
3873         return gen7_is_valid_mux_addr(perf, addr) ||
3874                REG_EQUAL(addr, WAIT_FOR_RC6_EXIT) ||
3875                REG_IN_RANGE(addr, RPM_CONFIG0, NOA_CONFIG(8));
3876 }
3877
3878 static bool gen10_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3879 {
3880         return gen8_is_valid_mux_addr(perf, addr) ||
3881                REG_EQUAL(addr, GEN10_NOA_WRITE_HIGH) ||
3882                REG_IN_RANGE(addr, OA_PERFCNT3_LO, OA_PERFCNT4_HI);
3883 }
3884
3885 static bool hsw_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3886 {
3887         return gen7_is_valid_mux_addr(perf, addr) ||
3888                ADDR_IN_RANGE(addr, 0x25100, 0x2FF90) ||
3889                REG_IN_RANGE(addr, HSW_MBVID2_NOA0, HSW_MBVID2_NOA9) ||
3890                REG_EQUAL(addr, HSW_MBVID2_MISR0);
3891 }
3892
3893 static bool chv_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3894 {
3895         return gen7_is_valid_mux_addr(perf, addr) ||
3896                ADDR_IN_RANGE(addr, 0x182300, 0x1823A4);
3897 }
3898
3899 static bool gen12_is_valid_b_counter_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3900 {
3901         return REG_IN_RANGE(addr, GEN12_OAG_OASTARTTRIG1, GEN12_OAG_OASTARTTRIG8) ||
3902                REG_IN_RANGE(addr, GEN12_OAG_OAREPORTTRIG1, GEN12_OAG_OAREPORTTRIG8) ||
3903                REG_IN_RANGE(addr, GEN12_OAG_CEC0_0, GEN12_OAG_CEC7_1) ||
3904                REG_IN_RANGE(addr, GEN12_OAG_SCEC0_0, GEN12_OAG_SCEC7_1) ||
3905                REG_EQUAL(addr, GEN12_OAA_DBG_REG) ||
3906                REG_EQUAL(addr, GEN12_OAG_OA_PESS) ||
3907                REG_EQUAL(addr, GEN12_OAG_SPCTR_CNF);
3908 }
3909
3910 static bool gen12_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3911 {
3912         return REG_EQUAL(addr, NOA_WRITE) ||
3913                REG_EQUAL(addr, GEN10_NOA_WRITE_HIGH) ||
3914                REG_EQUAL(addr, GDT_CHICKEN_BITS) ||
3915                REG_EQUAL(addr, WAIT_FOR_RC6_EXIT) ||
3916                REG_EQUAL(addr, RPM_CONFIG0) ||
3917                REG_EQUAL(addr, RPM_CONFIG1) ||
3918                REG_IN_RANGE(addr, NOA_CONFIG(0), NOA_CONFIG(8));
3919 }
3920
3921 static u32 mask_reg_value(u32 reg, u32 val)
3922 {
3923         /* HALF_SLICE_CHICKEN2 is programmed with a the
3924          * WaDisableSTUnitPowerOptimization workaround. Make sure the value
3925          * programmed by userspace doesn't change this.
3926          */
3927         if (REG_EQUAL(reg, HALF_SLICE_CHICKEN2))
3928                 val = val & ~_MASKED_BIT_ENABLE(GEN8_ST_PO_DISABLE);
3929
3930         /* WAIT_FOR_RC6_EXIT has only one bit fullfilling the function
3931          * indicated by its name and a bunch of selection fields used by OA
3932          * configs.
3933          */
3934         if (REG_EQUAL(reg, WAIT_FOR_RC6_EXIT))
3935                 val = val & ~_MASKED_BIT_ENABLE(HSW_WAIT_FOR_RC6_EXIT_ENABLE);
3936
3937         return val;
3938 }
3939
3940 static struct i915_oa_reg *alloc_oa_regs(struct i915_perf *perf,
3941                                          bool (*is_valid)(struct i915_perf *perf, u32 addr),
3942                                          u32 __user *regs,
3943                                          u32 n_regs)
3944 {
3945         struct i915_oa_reg *oa_regs;
3946         int err;
3947         u32 i;
3948
3949         if (!n_regs)
3950                 return NULL;
3951
3952         if (!access_ok(regs, n_regs * sizeof(u32) * 2))
3953                 return ERR_PTR(-EFAULT);
3954
3955         /* No is_valid function means we're not allowing any register to be programmed. */
3956         GEM_BUG_ON(!is_valid);
3957         if (!is_valid)
3958                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3959
3960         oa_regs = kmalloc_array(n_regs, sizeof(*oa_regs), GFP_KERNEL);
3961         if (!oa_regs)
3962                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
3963
3964         for (i = 0; i < n_regs; i++) {
3965                 u32 addr, value;
3966
3967                 err = get_user(addr, regs);
3968                 if (err)
3969                         goto addr_err;
3970
3971                 if (!is_valid(perf, addr)) {
3972                         DRM_DEBUG("Invalid oa_reg address: %X\n", addr);
3973                         err = -EINVAL;
3974                         goto addr_err;
3975                 }
3976
3977                 err = get_user(value, regs + 1);
3978                 if (err)
3979                         goto addr_err;
3980
3981                 oa_regs[i].addr = _MMIO(addr);
3982                 oa_regs[i].value = mask_reg_value(addr, value);
3983
3984                 regs += 2;
3985         }
3986
3987         return oa_regs;
3988
3989 addr_err:
3990         kfree(oa_regs);
3991         return ERR_PTR(err);
3992 }
3993
3994 static ssize_t show_dynamic_id(struct device *dev,
3995                                struct device_attribute *attr,
3996                                char *buf)
3997 {
3998         struct i915_oa_config *oa_config =
3999                 container_of(attr, typeof(*oa_config), sysfs_metric_id);
4000
4001         return sprintf(buf, "%d\n", oa_config->id);
4002 }
4003
4004 static int create_dynamic_oa_sysfs_entry(struct i915_perf *perf,
4005                                          struct i915_oa_config *oa_config)
4006 {
4007         sysfs_attr_init(&oa_config->sysfs_metric_id.attr);
4008         oa_config->sysfs_metric_id.attr.name = "id";
4009         oa_config->sysfs_metric_id.attr.mode = S_IRUGO;
4010         oa_config->sysfs_metric_id.show = show_dynamic_id;
4011         oa_config->sysfs_metric_id.store = NULL;
4012
4013         oa_config->attrs[0] = &oa_config->sysfs_metric_id.attr;
4014         oa_config->attrs[1] = NULL;
4015
4016         oa_config->sysfs_metric.name = oa_config->uuid;
4017         oa_config->sysfs_metric.attrs = oa_config->attrs;
4018
4019         return sysfs_create_group(perf->metrics_kobj,
4020                                   &oa_config->sysfs_metric);
4021 }
4022
4023 /**
4024  * i915_perf_add_config_ioctl - DRM ioctl() for userspace to add a new OA config
4025  * @dev: drm device
4026  * @data: ioctl data (pointer to struct drm_i915_perf_oa_config) copied from
4027  *        userspace (unvalidated)
4028  * @file: drm file
4029  *
4030  * Validates the submitted OA register to be saved into a new OA config that
4031  * can then be used for programming the OA unit and its NOA network.
4032  *
4033  * Returns: A new allocated config number to be used with the perf open ioctl
4034  * or a negative error code on failure.
4035  */
4036 int i915_perf_add_config_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
4037                                struct drm_file *file)
4038 {
4039         struct i915_perf *perf = &to_i915(dev)->perf;
4040         struct drm_i915_perf_oa_config *args = data;
4041         struct i915_oa_config *oa_config, *tmp;
4042         struct i915_oa_reg *regs;
4043         int err, id;
4044
4045         if (!perf->i915) {
4046                 DRM_DEBUG("i915 perf interface not available for this system\n");
4047                 return -ENOTSUPP;
4048         }
4049
4050         if (!perf->metrics_kobj) {
4051                 DRM_DEBUG("OA metrics weren't advertised via sysfs\n");
4052                 return -EINVAL;
4053         }
4054
4055         if (i915_perf_stream_paranoid && !capable(CAP_SYS_ADMIN)) {
4056                 DRM_DEBUG("Insufficient privileges to add i915 OA config\n");
4057                 return -EACCES;
4058         }
4059
4060         if ((!args->mux_regs_ptr || !args->n_mux_regs) &&
4061             (!args->boolean_regs_ptr || !args->n_boolean_regs) &&
4062             (!args->flex_regs_ptr || !args->n_flex_regs)) {
4063                 DRM_DEBUG("No OA registers given\n");
4064                 return -EINVAL;
4065         }
4066
4067         oa_config = kzalloc(sizeof(*oa_config), GFP_KERNEL);
4068         if (!oa_config) {
4069                 DRM_DEBUG("Failed to allocate memory for the OA config\n");
4070                 return -ENOMEM;
4071         }
4072
4073         oa_config->perf = perf;
4074         kref_init(&oa_config->ref);
4075
4076         if (!uuid_is_valid(args->uuid)) {
4077                 DRM_DEBUG("Invalid uuid format for OA config\n");
4078                 err = -EINVAL;
4079                 goto reg_err;
4080         }
4081
4082         /* Last character in oa_config->uuid will be 0 because oa_config is
4083          * kzalloc.
4084          */
4085         memcpy(oa_config->uuid, args->uuid, sizeof(args->uuid));
4086
4087         oa_config->mux_regs_len = args->n_mux_regs;
4088         regs = alloc_oa_regs(perf,
4089                              perf->ops.is_valid_mux_reg,
4090                              u64_to_user_ptr(args->mux_regs_ptr),
4091                              args->n_mux_regs);
4092
4093         if (IS_ERR(regs)) {
4094                 DRM_DEBUG("Failed to create OA config for mux_regs\n");
4095                 err = PTR_ERR(regs);
4096                 goto reg_err;
4097         }
4098         oa_config->mux_regs = regs;
4099
4100         oa_config->b_counter_regs_len = args->n_boolean_regs;
4101         regs = alloc_oa_regs(perf,
4102                              perf->ops.is_valid_b_counter_reg,
4103                              u64_to_user_ptr(args->boolean_regs_ptr),
4104                              args->n_boolean_regs);
4105
4106         if (IS_ERR(regs)) {
4107                 DRM_DEBUG("Failed to create OA config for b_counter_regs\n");
4108                 err = PTR_ERR(regs);
4109                 goto reg_err;
4110         }
4111         oa_config->b_counter_regs = regs;
4112
4113         if (INTEL_GEN(perf->i915) < 8) {
4114                 if (args->n_flex_regs != 0) {
4115                         err = -EINVAL;
4116                         goto reg_err;
4117                 }
4118         } else {
4119                 oa_config->flex_regs_len = args->n_flex_regs;
4120                 regs = alloc_oa_regs(perf,
4121                                      perf->ops.is_valid_flex_reg,
4122                                      u64_to_user_ptr(args->flex_regs_ptr),
4123                                      args->n_flex_regs);
4124
4125                 if (IS_ERR(regs)) {
4126                         DRM_DEBUG("Failed to create OA config for flex_regs\n");
4127                         err = PTR_ERR(regs);
4128                         goto reg_err;
4129                 }
4130                 oa_config->flex_regs = regs;
4131         }
4132
4133         err = mutex_lock_interruptible(&perf->metrics_lock);
4134         if (err)
4135                 goto reg_err;
4136
4137         /* We shouldn't have too many configs, so this iteration shouldn't be
4138          * too costly.
4139          */
4140         idr_for_each_entry(&perf->metrics_idr, tmp, id) {
4141                 if (!strcmp(tmp->uuid, oa_config->uuid)) {
4142                         DRM_DEBUG("OA config already exists with this uuid\n");
4143                         err = -EADDRINUSE;
4144                         goto sysfs_err;
4145                 }
4146         }
4147
4148         err = create_dynamic_oa_sysfs_entry(perf, oa_config);
4149         if (err) {
4150                 DRM_DEBUG("Failed to create sysfs entry for OA config\n");
4151                 goto sysfs_err;
4152         }
4153
4154         /* Config id 0 is invalid, id 1 for kernel stored test config. */
4155         oa_config->id = idr_alloc(&perf->metrics_idr,
4156                                   oa_config, 2,
4157                                   0, GFP_KERNEL);
4158         if (oa_config->id < 0) {
4159                 DRM_DEBUG("Failed to create sysfs entry for OA config\n");
4160                 err = oa_config->id;
4161                 goto sysfs_err;
4162         }
4163
4164         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4165
4166         DRM_DEBUG("Added config %s id=%i\n", oa_config->uuid, oa_config->id);
4167
4168         return oa_config->id;
4169
4170 sysfs_err:
4171         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4172 reg_err:
4173         i915_oa_config_put(oa_config);
4174         DRM_DEBUG("Failed to add new OA config\n");
4175         return err;
4176 }
4177
4178 /**
4179  * i915_perf_remove_config_ioctl - DRM ioctl() for userspace to remove an OA config
4180  * @dev: drm device
4181  * @data: ioctl data (pointer to u64 integer) copied from userspace
4182  * @file: drm file
4183  *
4184  * Configs can be removed while being used, the will stop appearing in sysfs
4185  * and their content will be freed when the stream using the config is closed.
4186  *
4187  * Returns: 0 on success or a negative error code on failure.
4188  */
4189 int i915_perf_remove_config_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
4190                                   struct drm_file *file)
4191 {
4192         struct i915_perf *perf = &to_i915(dev)->perf;
4193         u64 *arg = data;
4194         struct i915_oa_config *oa_config;
4195         int ret;
4196
4197         if (!perf->i915) {
4198                 DRM_DEBUG("i915 perf interface not available for this system\n");
4199                 return -ENOTSUPP;
4200         }
4201
4202         if (i915_perf_stream_paranoid && !capable(CAP_SYS_ADMIN)) {
4203                 DRM_DEBUG("Insufficient privileges to remove i915 OA config\n");
4204                 return -EACCES;
4205         }
4206
4207         ret = mutex_lock_interruptible(&perf->metrics_lock);
4208         if (ret)
4209                 return ret;
4210
4211         oa_config = idr_find(&perf->metrics_idr, *arg);
4212         if (!oa_config) {
4213                 DRM_DEBUG("Failed to remove unknown OA config\n");
4214                 ret = -ENOENT;
4215                 goto err_unlock;
4216         }
4217
4218         GEM_BUG_ON(*arg != oa_config->id);
4219
4220         sysfs_remove_group(perf->metrics_kobj, &oa_config->sysfs_metric);
4221
4222         idr_remove(&perf->metrics_idr, *arg);
4223
4224         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4225
4226         DRM_DEBUG("Removed config %s id=%i\n", oa_config->uuid, oa_config->id);
4227
4228         i915_oa_config_put(oa_config);
4229
4230         return 0;
4231
4232 err_unlock:
4233         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4234         return ret;
4235 }
4236
4237 static struct ctl_table oa_table[] = {
4238         {
4239          .procname = "perf_stream_paranoid",
4240          .data = &i915_perf_stream_paranoid,
4241          .maxlen = sizeof(i915_perf_stream_paranoid),
4242          .mode = 0644,
4243          .proc_handler = proc_dointvec_minmax,
4244          .extra1 = SYSCTL_ZERO,
4245          .extra2 = SYSCTL_ONE,
4246          },
4247         {
4248          .procname = "oa_max_sample_rate",
4249          .data = &i915_oa_max_sample_rate,
4250          .maxlen = sizeof(i915_oa_max_sample_rate),
4251          .mode = 0644,
4252          .proc_handler = proc_dointvec_minmax,
4253          .extra1 = SYSCTL_ZERO,
4254          .extra2 = &oa_sample_rate_hard_limit,
4255          },
4256         {}
4257 };
4258
4259 static struct ctl_table i915_root[] = {
4260         {
4261          .procname = "i915",
4262          .maxlen = 0,
4263          .mode = 0555,
4264          .child = oa_table,
4265          },
4266         {}
4267 };
4268
4269 static struct ctl_table dev_root[] = {
4270         {
4271          .procname = "dev",
4272          .maxlen = 0,
4273          .mode = 0555,
4274          .child = i915_root,
4275          },
4276         {}
4277 };
4278
4279 /**
4280  * i915_perf_init - initialize i915-perf state on module bind
4281  * @i915: i915 device instance
4282  *
4283  * Initializes i915-perf state without exposing anything to userspace.
4284  *
4285  * Note: i915-perf initialization is split into an 'init' and 'register'
4286  * phase with the i915_perf_register() exposing state to userspace.
4287  */
4288 void i915_perf_init(struct drm_i915_private *i915)
4289 {
4290         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
4291
4292         /* XXX const struct i915_perf_ops! */
4293
4294         if (IS_HASWELL(i915)) {
4295                 perf->ops.is_valid_b_counter_reg = gen7_is_valid_b_counter_addr;
4296                 perf->ops.is_valid_mux_reg = hsw_is_valid_mux_addr;
4297                 perf->ops.is_valid_flex_reg = NULL;
4298                 perf->ops.enable_metric_set = hsw_enable_metric_set;
4299                 perf->ops.disable_metric_set = hsw_disable_metric_set;
4300                 perf->ops.oa_enable = gen7_oa_enable;
4301                 perf->ops.oa_disable = gen7_oa_disable;
4302                 perf->ops.read = gen7_oa_read;
4303                 perf->ops.oa_hw_tail_read = gen7_oa_hw_tail_read;
4304
4305                 perf->oa_formats = hsw_oa_formats;
4306         } else if (HAS_LOGICAL_RING_CONTEXTS(i915)) {
4307                 /* Note: that although we could theoretically also support the
4308                  * legacy ringbuffer mode on BDW (and earlier iterations of
4309                  * this driver, before upstreaming did this) it didn't seem
4310                  * worth the complexity to maintain now that BDW+ enable
4311                  * execlist mode by default.
4312                  */
4313                 perf->ops.read = gen8_oa_read;
4314
4315                 if (IS_GEN_RANGE(i915, 8, 9)) {
4316                         perf->oa_formats = gen8_plus_oa_formats;
4317
4318                         perf->ops.is_valid_b_counter_reg =
4319                                 gen7_is_valid_b_counter_addr;
4320                         perf->ops.is_valid_mux_reg =
4321                                 gen8_is_valid_mux_addr;
4322                         perf->ops.is_valid_flex_reg =
4323                                 gen8_is_valid_flex_addr;
4324
4325                         if (IS_CHERRYVIEW(i915)) {
4326                                 perf->ops.is_valid_mux_reg =
4327                                         chv_is_valid_mux_addr;
4328                         }
4329
4330                         perf->ops.oa_enable = gen8_oa_enable;
4331                         perf->ops.oa_disable = gen8_oa_disable;
4332                         perf->ops.enable_metric_set = gen8_enable_metric_set;
4333                         perf->ops.disable_metric_set = gen8_disable_metric_set;
4334                         perf->ops.oa_hw_tail_read = gen8_oa_hw_tail_read;
4335
4336                         if (IS_GEN(i915, 8)) {
4337                                 perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x120;
4338                                 perf->ctx_flexeu0_offset = 0x2ce;
4339
4340                                 perf->gen8_valid_ctx_bit = BIT(25);
4341                         } else {
4342                                 perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x128;
4343                                 perf->ctx_flexeu0_offset = 0x3de;
4344
4345                                 perf->gen8_valid_ctx_bit = BIT(16);
4346                         }
4347                 } else if (IS_GEN_RANGE(i915, 10, 11)) {
4348                         perf->oa_formats = gen8_plus_oa_formats;
4349
4350                         perf->ops.is_valid_b_counter_reg =
4351                                 gen7_is_valid_b_counter_addr;
4352                         perf->ops.is_valid_mux_reg =
4353                                 gen10_is_valid_mux_addr;
4354                         perf->ops.is_valid_flex_reg =
4355                                 gen8_is_valid_flex_addr;
4356
4357                         perf->ops.oa_enable = gen8_oa_enable;
4358                         perf->ops.oa_disable = gen8_oa_disable;
4359                         perf->ops.enable_metric_set = gen8_enable_metric_set;
4360                         perf->ops.disable_metric_set = gen10_disable_metric_set;
4361                         perf->ops.oa_hw_tail_read = gen8_oa_hw_tail_read;
4362
4363                         if (IS_GEN(i915, 10)) {
4364                                 perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x128;
4365                                 perf->ctx_flexeu0_offset = 0x3de;
4366                         } else {
4367                                 perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x124;
4368                                 perf->ctx_flexeu0_offset = 0x78e;
4369                         }
4370                         perf->gen8_valid_ctx_bit = BIT(16);
4371                 } else if (IS_GEN(i915, 12)) {
4372                         perf->oa_formats = gen12_oa_formats;
4373
4374                         perf->ops.is_valid_b_counter_reg =
4375                                 gen12_is_valid_b_counter_addr;
4376                         perf->ops.is_valid_mux_reg =
4377                                 gen12_is_valid_mux_addr;
4378                         perf->ops.is_valid_flex_reg =
4379                                 gen8_is_valid_flex_addr;
4380
4381                         perf->ops.oa_enable = gen12_oa_enable;
4382                         perf->ops.oa_disable = gen12_oa_disable;
4383                         perf->ops.enable_metric_set = gen12_enable_metric_set;
4384                         perf->ops.disable_metric_set = gen12_disable_metric_set;
4385                         perf->ops.oa_hw_tail_read = gen12_oa_hw_tail_read;
4386
4387                         perf->ctx_flexeu0_offset = 0;
4388                         perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x144;
4389                 }
4390         }
4391
4392         if (perf->ops.enable_metric_set) {
4393                 mutex_init(&perf->lock);
4394
4395                 oa_sample_rate_hard_limit = 1000 *
4396                         (RUNTIME_INFO(i915)->cs_timestamp_frequency_khz / 2);
4397
4398                 mutex_init(&perf->metrics_lock);
4399                 idr_init(&perf->metrics_idr);
4400
4401                 /* We set up some ratelimit state to potentially throttle any
4402                  * _NOTES about spurious, invalid OA reports which we don't
4403                  * forward to userspace.
4404                  *
4405                  * We print a _NOTE about any throttling when closing the
4406                  * stream instead of waiting until driver _fini which no one
4407                  * would ever see.
4408                  *
4409                  * Using the same limiting factors as printk_ratelimit()
4410                  */
4411                 ratelimit_state_init(&perf->spurious_report_rs, 5 * HZ, 10);
4412                 /* Since we use a DRM_NOTE for spurious reports it would be
4413                  * inconsistent to let __ratelimit() automatically print a
4414                  * warning for throttling.
4415                  */
4416                 ratelimit_set_flags(&perf->spurious_report_rs,
4417                                     RATELIMIT_MSG_ON_RELEASE);
4418
4419                 atomic64_set(&perf->noa_programming_delay,
4420                              500 * 1000 /* 500us */);
4421
4422                 perf->i915 = i915;
4423         }
4424 }
4425
4426 static int destroy_config(int id, void *p, void *data)
4427 {
4428         i915_oa_config_put(p);
4429         return 0;
4430 }
4431
4432 void i915_perf_sysctl_register(void)
4433 {
4434         sysctl_header = register_sysctl_table(dev_root);
4435 }
4436
4437 void i915_perf_sysctl_unregister(void)
4438 {
4439         unregister_sysctl_table(sysctl_header);
4440 }
4441
4442 /**
4443  * i915_perf_fini - Counter part to i915_perf_init()
4444  * @i915: i915 device instance
4445  */
4446 void i915_perf_fini(struct drm_i915_private *i915)
4447 {
4448         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
4449
4450         if (!perf->i915)
4451                 return;
4452
4453         idr_for_each(&perf->metrics_idr, destroy_config, perf);
4454         idr_destroy(&perf->metrics_idr);
4455
4456         memset(&perf->ops, 0, sizeof(perf->ops));
4457         perf->i915 = NULL;
4458 }
4459
4460 /**
4461  * i915_perf_ioctl_version - Version of the i915-perf subsystem
4462  *
4463  * This version number is used by userspace to detect available features.
4464  */
4465 int i915_perf_ioctl_version(void)
4466 {
4467         /*
4468          * 1: Initial version
4469          *   I915_PERF_IOCTL_ENABLE
4470          *   I915_PERF_IOCTL_DISABLE
4471          *
4472          * 2: Added runtime modification of OA config.
4473          *   I915_PERF_IOCTL_CONFIG
4474          *
4475          * 3: Add DRM_I915_PERF_PROP_HOLD_PREEMPTION parameter to hold
4476          *    preemption on a particular context so that performance data is
4477          *    accessible from a delta of MI_RPC reports without looking at the
4478          *    OA buffer.
4479          */
4480         return 3;
4481 }
4482
4483 #if IS_ENABLED(CONFIG_DRM_I915_SELFTEST)
4484 #include "selftests/i915_perf.c"
4485 #endif