Merge branch 'acpi-tables'
[linux-2.6-microblaze.git] / drivers / gpu / drm / i915 / i915_perf.c
1 /*
2  * Copyright © 2015-2016 Intel Corporation
3  *
4  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a
5  * copy of this software and associated documentation files (the "Software"),
6  * to deal in the Software without restriction, including without limitation
7  * the rights to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense,
8  * and/or sell copies of the Software, and to permit persons to whom the
9  * Software is furnished to do so, subject to the following conditions:
10  *
11  * The above copyright notice and this permission notice (including the next
12  * paragraph) shall be included in all copies or substantial portions of the
13  * Software.
14  *
15  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
16  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
17  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT.  IN NO EVENT SHALL
18  * THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
19  * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING
20  * FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS
21  * IN THE SOFTWARE.
22  *
23  * Authors:
24  *   Robert Bragg <robert@sixbynine.org>
25  */
26
27
28 /**
29  * DOC: i915 Perf Overview
30  *
31  * Gen graphics supports a large number of performance counters that can help
32  * driver and application developers understand and optimize their use of the
33  * GPU.
34  *
35  * This i915 perf interface enables userspace to configure and open a file
36  * descriptor representing a stream of GPU metrics which can then be read() as
37  * a stream of sample records.
38  *
39  * The interface is particularly suited to exposing buffered metrics that are
40  * captured by DMA from the GPU, unsynchronized with and unrelated to the CPU.
41  *
42  * Streams representing a single context are accessible to applications with a
43  * corresponding drm file descriptor, such that OpenGL can use the interface
44  * without special privileges. Access to system-wide metrics requires root
45  * privileges by default, unless changed via the dev.i915.perf_event_paranoid
46  * sysctl option.
47  *
48  */
49
50 /**
51  * DOC: i915 Perf History and Comparison with Core Perf
52  *
53  * The interface was initially inspired by the core Perf infrastructure but
54  * some notable differences are:
55  *
56  * i915 perf file descriptors represent a "stream" instead of an "event"; where
57  * a perf event primarily corresponds to a single 64bit value, while a stream
58  * might sample sets of tightly-coupled counters, depending on the
59  * configuration.  For example the Gen OA unit isn't designed to support
60  * orthogonal configurations of individual counters; it's configured for a set
61  * of related counters. Samples for an i915 perf stream capturing OA metrics
62  * will include a set of counter values packed in a compact HW specific format.
63  * The OA unit supports a number of different packing formats which can be
64  * selected by the user opening the stream. Perf has support for grouping
65  * events, but each event in the group is configured, validated and
66  * authenticated individually with separate system calls.
67  *
68  * i915 perf stream configurations are provided as an array of u64 (key,value)
69  * pairs, instead of a fixed struct with multiple miscellaneous config members,
70  * interleaved with event-type specific members.
71  *
72  * i915 perf doesn't support exposing metrics via an mmap'd circular buffer.
73  * The supported metrics are being written to memory by the GPU unsynchronized
74  * with the CPU, using HW specific packing formats for counter sets. Sometimes
75  * the constraints on HW configuration require reports to be filtered before it
76  * would be acceptable to expose them to unprivileged applications - to hide
77  * the metrics of other processes/contexts. For these use cases a read() based
78  * interface is a good fit, and provides an opportunity to filter data as it
79  * gets copied from the GPU mapped buffers to userspace buffers.
80  *
81  *
82  * Issues hit with first prototype based on Core Perf
83  * ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
84  *
85  * The first prototype of this driver was based on the core perf
86  * infrastructure, and while we did make that mostly work, with some changes to
87  * perf, we found we were breaking or working around too many assumptions baked
88  * into perf's currently cpu centric design.
89  *
90  * In the end we didn't see a clear benefit to making perf's implementation and
91  * interface more complex by changing design assumptions while we knew we still
92  * wouldn't be able to use any existing perf based userspace tools.
93  *
94  * Also considering the Gen specific nature of the Observability hardware and
95  * how userspace will sometimes need to combine i915 perf OA metrics with
96  * side-band OA data captured via MI_REPORT_PERF_COUNT commands; we're
97  * expecting the interface to be used by a platform specific userspace such as
98  * OpenGL or tools. This is to say; we aren't inherently missing out on having
99  * a standard vendor/architecture agnostic interface by not using perf.
100  *
101  *
102  * For posterity, in case we might re-visit trying to adapt core perf to be
103  * better suited to exposing i915 metrics these were the main pain points we
104  * hit:
105  *
106  * - The perf based OA PMU driver broke some significant design assumptions:
107  *
108  *   Existing perf pmus are used for profiling work on a cpu and we were
109  *   introducing the idea of _IS_DEVICE pmus with different security
110  *   implications, the need to fake cpu-related data (such as user/kernel
111  *   registers) to fit with perf's current design, and adding _DEVICE records
112  *   as a way to forward device-specific status records.
113  *
114  *   The OA unit writes reports of counters into a circular buffer, without
115  *   involvement from the CPU, making our PMU driver the first of a kind.
116  *
117  *   Given the way we were periodically forward data from the GPU-mapped, OA
118  *   buffer to perf's buffer, those bursts of sample writes looked to perf like
119  *   we were sampling too fast and so we had to subvert its throttling checks.
120  *
121  *   Perf supports groups of counters and allows those to be read via
122  *   transactions internally but transactions currently seem designed to be
123  *   explicitly initiated from the cpu (say in response to a userspace read())
124  *   and while we could pull a report out of the OA buffer we can't
125  *   trigger a report from the cpu on demand.
126  *
127  *   Related to being report based; the OA counters are configured in HW as a
128  *   set while perf generally expects counter configurations to be orthogonal.
129  *   Although counters can be associated with a group leader as they are
130  *   opened, there's no clear precedent for being able to provide group-wide
131  *   configuration attributes (for example we want to let userspace choose the
132  *   OA unit report format used to capture all counters in a set, or specify a
133  *   GPU context to filter metrics on). We avoided using perf's grouping
134  *   feature and forwarded OA reports to userspace via perf's 'raw' sample
135  *   field. This suited our userspace well considering how coupled the counters
136  *   are when dealing with normalizing. It would be inconvenient to split
137  *   counters up into separate events, only to require userspace to recombine
138  *   them. For Mesa it's also convenient to be forwarded raw, periodic reports
139  *   for combining with the side-band raw reports it captures using
140  *   MI_REPORT_PERF_COUNT commands.
141  *
142  *   - As a side note on perf's grouping feature; there was also some concern
143  *     that using PERF_FORMAT_GROUP as a way to pack together counter values
144  *     would quite drastically inflate our sample sizes, which would likely
145  *     lower the effective sampling resolutions we could use when the available
146  *     memory bandwidth is limited.
147  *
148  *     With the OA unit's report formats, counters are packed together as 32
149  *     or 40bit values, with the largest report size being 256 bytes.
150  *
151  *     PERF_FORMAT_GROUP values are 64bit, but there doesn't appear to be a
152  *     documented ordering to the values, implying PERF_FORMAT_ID must also be
153  *     used to add a 64bit ID before each value; giving 16 bytes per counter.
154  *
155  *   Related to counter orthogonality; we can't time share the OA unit, while
156  *   event scheduling is a central design idea within perf for allowing
157  *   userspace to open + enable more events than can be configured in HW at any
158  *   one time.  The OA unit is not designed to allow re-configuration while in
159  *   use. We can't reconfigure the OA unit without losing internal OA unit
160  *   state which we can't access explicitly to save and restore. Reconfiguring
161  *   the OA unit is also relatively slow, involving ~100 register writes. From
162  *   userspace Mesa also depends on a stable OA configuration when emitting
163  *   MI_REPORT_PERF_COUNT commands and importantly the OA unit can't be
164  *   disabled while there are outstanding MI_RPC commands lest we hang the
165  *   command streamer.
166  *
167  *   The contents of sample records aren't extensible by device drivers (i.e.
168  *   the sample_type bits). As an example; Sourab Gupta had been looking to
169  *   attach GPU timestamps to our OA samples. We were shoehorning OA reports
170  *   into sample records by using the 'raw' field, but it's tricky to pack more
171  *   than one thing into this field because events/core.c currently only lets a
172  *   pmu give a single raw data pointer plus len which will be copied into the
173  *   ring buffer. To include more than the OA report we'd have to copy the
174  *   report into an intermediate larger buffer. I'd been considering allowing a
175  *   vector of data+len values to be specified for copying the raw data, but
176  *   it felt like a kludge to being using the raw field for this purpose.
177  *
178  * - It felt like our perf based PMU was making some technical compromises
179  *   just for the sake of using perf:
180  *
181  *   perf_event_open() requires events to either relate to a pid or a specific
182  *   cpu core, while our device pmu related to neither.  Events opened with a
183  *   pid will be automatically enabled/disabled according to the scheduling of
184  *   that process - so not appropriate for us. When an event is related to a
185  *   cpu id, perf ensures pmu methods will be invoked via an inter process
186  *   interrupt on that core. To avoid invasive changes our userspace opened OA
187  *   perf events for a specific cpu. This was workable but it meant the
188  *   majority of the OA driver ran in atomic context, including all OA report
189  *   forwarding, which wasn't really necessary in our case and seems to make
190  *   our locking requirements somewhat complex as we handled the interaction
191  *   with the rest of the i915 driver.
192  */
193
194 #include <linux/anon_inodes.h>
195 #include <linux/sizes.h>
196 #include <linux/uuid.h>
197
198 #include "gem/i915_gem_context.h"
199 #include "gt/intel_engine_pm.h"
200 #include "gt/intel_engine_user.h"
201 #include "gt/intel_execlists_submission.h"
202 #include "gt/intel_gpu_commands.h"
203 #include "gt/intel_gt.h"
204 #include "gt/intel_gt_clock_utils.h"
205 #include "gt/intel_lrc.h"
206 #include "gt/intel_ring.h"
207
208 #include "i915_drv.h"
209 #include "i915_perf.h"
210
211 /* HW requires this to be a power of two, between 128k and 16M, though driver
212  * is currently generally designed assuming the largest 16M size is used such
213  * that the overflow cases are unlikely in normal operation.
214  */
215 #define OA_BUFFER_SIZE          SZ_16M
216
217 #define OA_TAKEN(tail, head)    ((tail - head) & (OA_BUFFER_SIZE - 1))
218
219 /**
220  * DOC: OA Tail Pointer Race
221  *
222  * There's a HW race condition between OA unit tail pointer register updates and
223  * writes to memory whereby the tail pointer can sometimes get ahead of what's
224  * been written out to the OA buffer so far (in terms of what's visible to the
225  * CPU).
226  *
227  * Although this can be observed explicitly while copying reports to userspace
228  * by checking for a zeroed report-id field in tail reports, we want to account
229  * for this earlier, as part of the oa_buffer_check_unlocked to avoid lots of
230  * redundant read() attempts.
231  *
232  * We workaround this issue in oa_buffer_check_unlocked() by reading the reports
233  * in the OA buffer, starting from the tail reported by the HW until we find a
234  * report with its first 2 dwords not 0 meaning its previous report is
235  * completely in memory and ready to be read. Those dwords are also set to 0
236  * once read and the whole buffer is cleared upon OA buffer initialization. The
237  * first dword is the reason for this report while the second is the timestamp,
238  * making the chances of having those 2 fields at 0 fairly unlikely. A more
239  * detailed explanation is available in oa_buffer_check_unlocked().
240  *
241  * Most of the implementation details for this workaround are in
242  * oa_buffer_check_unlocked() and _append_oa_reports()
243  *
244  * Note for posterity: previously the driver used to define an effective tail
245  * pointer that lagged the real pointer by a 'tail margin' measured in bytes
246  * derived from %OA_TAIL_MARGIN_NSEC and the configured sampling frequency.
247  * This was flawed considering that the OA unit may also automatically generate
248  * non-periodic reports (such as on context switch) or the OA unit may be
249  * enabled without any periodic sampling.
250  */
251 #define OA_TAIL_MARGIN_NSEC     100000ULL
252 #define INVALID_TAIL_PTR        0xffffffff
253
254 /* The default frequency for checking whether the OA unit has written new
255  * reports to the circular OA buffer...
256  */
257 #define DEFAULT_POLL_FREQUENCY_HZ 200
258 #define DEFAULT_POLL_PERIOD_NS (NSEC_PER_SEC / DEFAULT_POLL_FREQUENCY_HZ)
259
260 /* for sysctl proc_dointvec_minmax of dev.i915.perf_stream_paranoid */
261 static u32 i915_perf_stream_paranoid = true;
262
263 /* The maximum exponent the hardware accepts is 63 (essentially it selects one
264  * of the 64bit timestamp bits to trigger reports from) but there's currently
265  * no known use case for sampling as infrequently as once per 47 thousand years.
266  *
267  * Since the timestamps included in OA reports are only 32bits it seems
268  * reasonable to limit the OA exponent where it's still possible to account for
269  * overflow in OA report timestamps.
270  */
271 #define OA_EXPONENT_MAX 31
272
273 #define INVALID_CTX_ID 0xffffffff
274
275 /* On Gen8+ automatically triggered OA reports include a 'reason' field... */
276 #define OAREPORT_REASON_MASK           0x3f
277 #define OAREPORT_REASON_MASK_EXTENDED  0x7f
278 #define OAREPORT_REASON_SHIFT          19
279 #define OAREPORT_REASON_TIMER          (1<<0)
280 #define OAREPORT_REASON_CTX_SWITCH     (1<<3)
281 #define OAREPORT_REASON_CLK_RATIO      (1<<5)
282
283
284 /* For sysctl proc_dointvec_minmax of i915_oa_max_sample_rate
285  *
286  * The highest sampling frequency we can theoretically program the OA unit
287  * with is always half the timestamp frequency: E.g. 6.25Mhz for Haswell.
288  *
289  * Initialized just before we register the sysctl parameter.
290  */
291 static int oa_sample_rate_hard_limit;
292
293 /* Theoretically we can program the OA unit to sample every 160ns but don't
294  * allow that by default unless root...
295  *
296  * The default threshold of 100000Hz is based on perf's similar
297  * kernel.perf_event_max_sample_rate sysctl parameter.
298  */
299 static u32 i915_oa_max_sample_rate = 100000;
300
301 /* XXX: beware if future OA HW adds new report formats that the current
302  * code assumes all reports have a power-of-two size and ~(size - 1) can
303  * be used as a mask to align the OA tail pointer.
304  */
305 static const struct i915_oa_format hsw_oa_formats[I915_OA_FORMAT_MAX] = {
306         [I915_OA_FORMAT_A13]        = { 0, 64 },
307         [I915_OA_FORMAT_A29]        = { 1, 128 },
308         [I915_OA_FORMAT_A13_B8_C8]  = { 2, 128 },
309         /* A29_B8_C8 Disallowed as 192 bytes doesn't factor into buffer size */
310         [I915_OA_FORMAT_B4_C8]      = { 4, 64 },
311         [I915_OA_FORMAT_A45_B8_C8]  = { 5, 256 },
312         [I915_OA_FORMAT_B4_C8_A16]  = { 6, 128 },
313         [I915_OA_FORMAT_C4_B8]      = { 7, 64 },
314 };
315
316 static const struct i915_oa_format gen8_plus_oa_formats[I915_OA_FORMAT_MAX] = {
317         [I915_OA_FORMAT_A12]                = { 0, 64 },
318         [I915_OA_FORMAT_A12_B8_C8]          = { 2, 128 },
319         [I915_OA_FORMAT_A32u40_A4u32_B8_C8] = { 5, 256 },
320         [I915_OA_FORMAT_C4_B8]              = { 7, 64 },
321 };
322
323 static const struct i915_oa_format gen12_oa_formats[I915_OA_FORMAT_MAX] = {
324         [I915_OA_FORMAT_A32u40_A4u32_B8_C8] = { 5, 256 },
325 };
326
327 #define SAMPLE_OA_REPORT      (1<<0)
328
329 /**
330  * struct perf_open_properties - for validated properties given to open a stream
331  * @sample_flags: `DRM_I915_PERF_PROP_SAMPLE_*` properties are tracked as flags
332  * @single_context: Whether a single or all gpu contexts should be monitored
333  * @hold_preemption: Whether the preemption is disabled for the filtered
334  *                   context
335  * @ctx_handle: A gem ctx handle for use with @single_context
336  * @metrics_set: An ID for an OA unit metric set advertised via sysfs
337  * @oa_format: An OA unit HW report format
338  * @oa_periodic: Whether to enable periodic OA unit sampling
339  * @oa_period_exponent: The OA unit sampling period is derived from this
340  * @engine: The engine (typically rcs0) being monitored by the OA unit
341  * @has_sseu: Whether @sseu was specified by userspace
342  * @sseu: internal SSEU configuration computed either from the userspace
343  *        specified configuration in the opening parameters or a default value
344  *        (see get_default_sseu_config())
345  * @poll_oa_period: The period in nanoseconds at which the CPU will check for OA
346  * data availability
347  *
348  * As read_properties_unlocked() enumerates and validates the properties given
349  * to open a stream of metrics the configuration is built up in the structure
350  * which starts out zero initialized.
351  */
352 struct perf_open_properties {
353         u32 sample_flags;
354
355         u64 single_context:1;
356         u64 hold_preemption:1;
357         u64 ctx_handle;
358
359         /* OA sampling state */
360         int metrics_set;
361         int oa_format;
362         bool oa_periodic;
363         int oa_period_exponent;
364
365         struct intel_engine_cs *engine;
366
367         bool has_sseu;
368         struct intel_sseu sseu;
369
370         u64 poll_oa_period;
371 };
372
373 struct i915_oa_config_bo {
374         struct llist_node node;
375
376         struct i915_oa_config *oa_config;
377         struct i915_vma *vma;
378 };
379
380 static struct ctl_table_header *sysctl_header;
381
382 static enum hrtimer_restart oa_poll_check_timer_cb(struct hrtimer *hrtimer);
383
384 void i915_oa_config_release(struct kref *ref)
385 {
386         struct i915_oa_config *oa_config =
387                 container_of(ref, typeof(*oa_config), ref);
388
389         kfree(oa_config->flex_regs);
390         kfree(oa_config->b_counter_regs);
391         kfree(oa_config->mux_regs);
392
393         kfree_rcu(oa_config, rcu);
394 }
395
396 struct i915_oa_config *
397 i915_perf_get_oa_config(struct i915_perf *perf, int metrics_set)
398 {
399         struct i915_oa_config *oa_config;
400
401         rcu_read_lock();
402         oa_config = idr_find(&perf->metrics_idr, metrics_set);
403         if (oa_config)
404                 oa_config = i915_oa_config_get(oa_config);
405         rcu_read_unlock();
406
407         return oa_config;
408 }
409
410 static void free_oa_config_bo(struct i915_oa_config_bo *oa_bo)
411 {
412         i915_oa_config_put(oa_bo->oa_config);
413         i915_vma_put(oa_bo->vma);
414         kfree(oa_bo);
415 }
416
417 static u32 gen12_oa_hw_tail_read(struct i915_perf_stream *stream)
418 {
419         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
420
421         return intel_uncore_read(uncore, GEN12_OAG_OATAILPTR) &
422                GEN12_OAG_OATAILPTR_MASK;
423 }
424
425 static u32 gen8_oa_hw_tail_read(struct i915_perf_stream *stream)
426 {
427         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
428
429         return intel_uncore_read(uncore, GEN8_OATAILPTR) & GEN8_OATAILPTR_MASK;
430 }
431
432 static u32 gen7_oa_hw_tail_read(struct i915_perf_stream *stream)
433 {
434         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
435         u32 oastatus1 = intel_uncore_read(uncore, GEN7_OASTATUS1);
436
437         return oastatus1 & GEN7_OASTATUS1_TAIL_MASK;
438 }
439
440 /**
441  * oa_buffer_check_unlocked - check for data and update tail ptr state
442  * @stream: i915 stream instance
443  *
444  * This is either called via fops (for blocking reads in user ctx) or the poll
445  * check hrtimer (atomic ctx) to check the OA buffer tail pointer and check
446  * if there is data available for userspace to read.
447  *
448  * This function is central to providing a workaround for the OA unit tail
449  * pointer having a race with respect to what data is visible to the CPU.
450  * It is responsible for reading tail pointers from the hardware and giving
451  * the pointers time to 'age' before they are made available for reading.
452  * (See description of OA_TAIL_MARGIN_NSEC above for further details.)
453  *
454  * Besides returning true when there is data available to read() this function
455  * also updates the tail, aging_tail and aging_timestamp in the oa_buffer
456  * object.
457  *
458  * Note: It's safe to read OA config state here unlocked, assuming that this is
459  * only called while the stream is enabled, while the global OA configuration
460  * can't be modified.
461  *
462  * Returns: %true if the OA buffer contains data, else %false
463  */
464 static bool oa_buffer_check_unlocked(struct i915_perf_stream *stream)
465 {
466         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
467         int report_size = stream->oa_buffer.format_size;
468         unsigned long flags;
469         bool pollin;
470         u32 hw_tail;
471         u64 now;
472
473         /* We have to consider the (unlikely) possibility that read() errors
474          * could result in an OA buffer reset which might reset the head and
475          * tail state.
476          */
477         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
478
479         hw_tail = stream->perf->ops.oa_hw_tail_read(stream);
480
481         /* The tail pointer increases in 64 byte increments,
482          * not in report_size steps...
483          */
484         hw_tail &= ~(report_size - 1);
485
486         now = ktime_get_mono_fast_ns();
487
488         if (hw_tail == stream->oa_buffer.aging_tail &&
489             (now - stream->oa_buffer.aging_timestamp) > OA_TAIL_MARGIN_NSEC) {
490                 /* If the HW tail hasn't move since the last check and the HW
491                  * tail has been aging for long enough, declare it the new
492                  * tail.
493                  */
494                 stream->oa_buffer.tail = stream->oa_buffer.aging_tail;
495         } else {
496                 u32 head, tail, aged_tail;
497
498                 /* NB: The head we observe here might effectively be a little
499                  * out of date. If a read() is in progress, the head could be
500                  * anywhere between this head and stream->oa_buffer.tail.
501                  */
502                 head = stream->oa_buffer.head - gtt_offset;
503                 aged_tail = stream->oa_buffer.tail - gtt_offset;
504
505                 hw_tail -= gtt_offset;
506                 tail = hw_tail;
507
508                 /* Walk the stream backward until we find a report with dword 0
509                  * & 1 not at 0. Since the circular buffer pointers progress by
510                  * increments of 64 bytes and that reports can be up to 256
511                  * bytes long, we can't tell whether a report has fully landed
512                  * in memory before the first 2 dwords of the following report
513                  * have effectively landed.
514                  *
515                  * This is assuming that the writes of the OA unit land in
516                  * memory in the order they were written to.
517                  * If not : (╯°□°)╯︵ ┻━┻
518                  */
519                 while (OA_TAKEN(tail, aged_tail) >= report_size) {
520                         u32 *report32 = (void *)(stream->oa_buffer.vaddr + tail);
521
522                         if (report32[0] != 0 || report32[1] != 0)
523                                 break;
524
525                         tail = (tail - report_size) & (OA_BUFFER_SIZE - 1);
526                 }
527
528                 if (OA_TAKEN(hw_tail, tail) > report_size &&
529                     __ratelimit(&stream->perf->tail_pointer_race))
530                         DRM_NOTE("unlanded report(s) head=0x%x "
531                                  "tail=0x%x hw_tail=0x%x\n",
532                                  head, tail, hw_tail);
533
534                 stream->oa_buffer.tail = gtt_offset + tail;
535                 stream->oa_buffer.aging_tail = gtt_offset + hw_tail;
536                 stream->oa_buffer.aging_timestamp = now;
537         }
538
539         pollin = OA_TAKEN(stream->oa_buffer.tail - gtt_offset,
540                           stream->oa_buffer.head - gtt_offset) >= report_size;
541
542         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
543
544         return pollin;
545 }
546
547 /**
548  * append_oa_status - Appends a status record to a userspace read() buffer.
549  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
550  * @buf: destination buffer given by userspace
551  * @count: the number of bytes userspace wants to read
552  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
553  * @type: The kind of status to report to userspace
554  *
555  * Writes a status record (such as `DRM_I915_PERF_RECORD_OA_REPORT_LOST`)
556  * into the userspace read() buffer.
557  *
558  * The @buf @offset will only be updated on success.
559  *
560  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
561  */
562 static int append_oa_status(struct i915_perf_stream *stream,
563                             char __user *buf,
564                             size_t count,
565                             size_t *offset,
566                             enum drm_i915_perf_record_type type)
567 {
568         struct drm_i915_perf_record_header header = { type, 0, sizeof(header) };
569
570         if ((count - *offset) < header.size)
571                 return -ENOSPC;
572
573         if (copy_to_user(buf + *offset, &header, sizeof(header)))
574                 return -EFAULT;
575
576         (*offset) += header.size;
577
578         return 0;
579 }
580
581 /**
582  * append_oa_sample - Copies single OA report into userspace read() buffer.
583  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
584  * @buf: destination buffer given by userspace
585  * @count: the number of bytes userspace wants to read
586  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
587  * @report: A single OA report to (optionally) include as part of the sample
588  *
589  * The contents of a sample are configured through `DRM_I915_PERF_PROP_SAMPLE_*`
590  * properties when opening a stream, tracked as `stream->sample_flags`. This
591  * function copies the requested components of a single sample to the given
592  * read() @buf.
593  *
594  * The @buf @offset will only be updated on success.
595  *
596  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
597  */
598 static int append_oa_sample(struct i915_perf_stream *stream,
599                             char __user *buf,
600                             size_t count,
601                             size_t *offset,
602                             const u8 *report)
603 {
604         int report_size = stream->oa_buffer.format_size;
605         struct drm_i915_perf_record_header header;
606         u32 sample_flags = stream->sample_flags;
607
608         header.type = DRM_I915_PERF_RECORD_SAMPLE;
609         header.pad = 0;
610         header.size = stream->sample_size;
611
612         if ((count - *offset) < header.size)
613                 return -ENOSPC;
614
615         buf += *offset;
616         if (copy_to_user(buf, &header, sizeof(header)))
617                 return -EFAULT;
618         buf += sizeof(header);
619
620         if (sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT) {
621                 if (copy_to_user(buf, report, report_size))
622                         return -EFAULT;
623         }
624
625         (*offset) += header.size;
626
627         return 0;
628 }
629
630 /**
631  * gen8_append_oa_reports - Copies all buffered OA reports into
632  *                          userspace read() buffer.
633  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
634  * @buf: destination buffer given by userspace
635  * @count: the number of bytes userspace wants to read
636  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
637  *
638  * Notably any error condition resulting in a short read (-%ENOSPC or
639  * -%EFAULT) will be returned even though one or more records may
640  * have been successfully copied. In this case it's up to the caller
641  * to decide if the error should be squashed before returning to
642  * userspace.
643  *
644  * Note: reports are consumed from the head, and appended to the
645  * tail, so the tail chases the head?... If you think that's mad
646  * and back-to-front you're not alone, but this follows the
647  * Gen PRM naming convention.
648  *
649  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
650  */
651 static int gen8_append_oa_reports(struct i915_perf_stream *stream,
652                                   char __user *buf,
653                                   size_t count,
654                                   size_t *offset)
655 {
656         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
657         int report_size = stream->oa_buffer.format_size;
658         u8 *oa_buf_base = stream->oa_buffer.vaddr;
659         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
660         u32 mask = (OA_BUFFER_SIZE - 1);
661         size_t start_offset = *offset;
662         unsigned long flags;
663         u32 head, tail;
664         u32 taken;
665         int ret = 0;
666
667         if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm, !stream->enabled))
668                 return -EIO;
669
670         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
671
672         head = stream->oa_buffer.head;
673         tail = stream->oa_buffer.tail;
674
675         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
676
677         /*
678          * NB: oa_buffer.head/tail include the gtt_offset which we don't want
679          * while indexing relative to oa_buf_base.
680          */
681         head -= gtt_offset;
682         tail -= gtt_offset;
683
684         /*
685          * An out of bounds or misaligned head or tail pointer implies a driver
686          * bug since we validate + align the tail pointers we read from the
687          * hardware and we are in full control of the head pointer which should
688          * only be incremented by multiples of the report size (notably also
689          * all a power of two).
690          */
691         if (drm_WARN_ONCE(&uncore->i915->drm,
692                           head > OA_BUFFER_SIZE || head % report_size ||
693                           tail > OA_BUFFER_SIZE || tail % report_size,
694                           "Inconsistent OA buffer pointers: head = %u, tail = %u\n",
695                           head, tail))
696                 return -EIO;
697
698
699         for (/* none */;
700              (taken = OA_TAKEN(tail, head));
701              head = (head + report_size) & mask) {
702                 u8 *report = oa_buf_base + head;
703                 u32 *report32 = (void *)report;
704                 u32 ctx_id;
705                 u32 reason;
706
707                 /*
708                  * All the report sizes factor neatly into the buffer
709                  * size so we never expect to see a report split
710                  * between the beginning and end of the buffer.
711                  *
712                  * Given the initial alignment check a misalignment
713                  * here would imply a driver bug that would result
714                  * in an overrun.
715                  */
716                 if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm,
717                                 (OA_BUFFER_SIZE - head) < report_size)) {
718                         drm_err(&uncore->i915->drm,
719                                 "Spurious OA head ptr: non-integral report offset\n");
720                         break;
721                 }
722
723                 /*
724                  * The reason field includes flags identifying what
725                  * triggered this specific report (mostly timer
726                  * triggered or e.g. due to a context switch).
727                  *
728                  * This field is never expected to be zero so we can
729                  * check that the report isn't invalid before copying
730                  * it to userspace...
731                  */
732                 reason = ((report32[0] >> OAREPORT_REASON_SHIFT) &
733                           (IS_GEN(stream->perf->i915, 12) ?
734                            OAREPORT_REASON_MASK_EXTENDED :
735                            OAREPORT_REASON_MASK));
736                 if (reason == 0) {
737                         if (__ratelimit(&stream->perf->spurious_report_rs))
738                                 DRM_NOTE("Skipping spurious, invalid OA report\n");
739                         continue;
740                 }
741
742                 ctx_id = report32[2] & stream->specific_ctx_id_mask;
743
744                 /*
745                  * Squash whatever is in the CTX_ID field if it's marked as
746                  * invalid to be sure we avoid false-positive, single-context
747                  * filtering below...
748                  *
749                  * Note: that we don't clear the valid_ctx_bit so userspace can
750                  * understand that the ID has been squashed by the kernel.
751                  */
752                 if (!(report32[0] & stream->perf->gen8_valid_ctx_bit) &&
753                     INTEL_GEN(stream->perf->i915) <= 11)
754                         ctx_id = report32[2] = INVALID_CTX_ID;
755
756                 /*
757                  * NB: For Gen 8 the OA unit no longer supports clock gating
758                  * off for a specific context and the kernel can't securely
759                  * stop the counters from updating as system-wide / global
760                  * values.
761                  *
762                  * Automatic reports now include a context ID so reports can be
763                  * filtered on the cpu but it's not worth trying to
764                  * automatically subtract/hide counter progress for other
765                  * contexts while filtering since we can't stop userspace
766                  * issuing MI_REPORT_PERF_COUNT commands which would still
767                  * provide a side-band view of the real values.
768                  *
769                  * To allow userspace (such as Mesa/GL_INTEL_performance_query)
770                  * to normalize counters for a single filtered context then it
771                  * needs be forwarded bookend context-switch reports so that it
772                  * can track switches in between MI_REPORT_PERF_COUNT commands
773                  * and can itself subtract/ignore the progress of counters
774                  * associated with other contexts. Note that the hardware
775                  * automatically triggers reports when switching to a new
776                  * context which are tagged with the ID of the newly active
777                  * context. To avoid the complexity (and likely fragility) of
778                  * reading ahead while parsing reports to try and minimize
779                  * forwarding redundant context switch reports (i.e. between
780                  * other, unrelated contexts) we simply elect to forward them
781                  * all.
782                  *
783                  * We don't rely solely on the reason field to identify context
784                  * switches since it's not-uncommon for periodic samples to
785                  * identify a switch before any 'context switch' report.
786                  */
787                 if (!stream->perf->exclusive_stream->ctx ||
788                     stream->specific_ctx_id == ctx_id ||
789                     stream->oa_buffer.last_ctx_id == stream->specific_ctx_id ||
790                     reason & OAREPORT_REASON_CTX_SWITCH) {
791
792                         /*
793                          * While filtering for a single context we avoid
794                          * leaking the IDs of other contexts.
795                          */
796                         if (stream->perf->exclusive_stream->ctx &&
797                             stream->specific_ctx_id != ctx_id) {
798                                 report32[2] = INVALID_CTX_ID;
799                         }
800
801                         ret = append_oa_sample(stream, buf, count, offset,
802                                                report);
803                         if (ret)
804                                 break;
805
806                         stream->oa_buffer.last_ctx_id = ctx_id;
807                 }
808
809                 /*
810                  * Clear out the first 2 dword as a mean to detect unlanded
811                  * reports.
812                  */
813                 report32[0] = 0;
814                 report32[1] = 0;
815         }
816
817         if (start_offset != *offset) {
818                 i915_reg_t oaheadptr;
819
820                 oaheadptr = IS_GEN(stream->perf->i915, 12) ?
821                             GEN12_OAG_OAHEADPTR : GEN8_OAHEADPTR;
822
823                 spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
824
825                 /*
826                  * We removed the gtt_offset for the copy loop above, indexing
827                  * relative to oa_buf_base so put back here...
828                  */
829                 head += gtt_offset;
830                 intel_uncore_write(uncore, oaheadptr,
831                                    head & GEN12_OAG_OAHEADPTR_MASK);
832                 stream->oa_buffer.head = head;
833
834                 spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
835         }
836
837         return ret;
838 }
839
840 /**
841  * gen8_oa_read - copy status records then buffered OA reports
842  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
843  * @buf: destination buffer given by userspace
844  * @count: the number of bytes userspace wants to read
845  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
846  *
847  * Checks OA unit status registers and if necessary appends corresponding
848  * status records for userspace (such as for a buffer full condition) and then
849  * initiate appending any buffered OA reports.
850  *
851  * Updates @offset according to the number of bytes successfully copied into
852  * the userspace buffer.
853  *
854  * NB: some data may be successfully copied to the userspace buffer
855  * even if an error is returned, and this is reflected in the
856  * updated @offset.
857  *
858  * Returns: zero on success or a negative error code
859  */
860 static int gen8_oa_read(struct i915_perf_stream *stream,
861                         char __user *buf,
862                         size_t count,
863                         size_t *offset)
864 {
865         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
866         u32 oastatus;
867         i915_reg_t oastatus_reg;
868         int ret;
869
870         if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm, !stream->oa_buffer.vaddr))
871                 return -EIO;
872
873         oastatus_reg = IS_GEN(stream->perf->i915, 12) ?
874                        GEN12_OAG_OASTATUS : GEN8_OASTATUS;
875
876         oastatus = intel_uncore_read(uncore, oastatus_reg);
877
878         /*
879          * We treat OABUFFER_OVERFLOW as a significant error:
880          *
881          * Although theoretically we could handle this more gracefully
882          * sometimes, some Gens don't correctly suppress certain
883          * automatically triggered reports in this condition and so we
884          * have to assume that old reports are now being trampled
885          * over.
886          *
887          * Considering how we don't currently give userspace control
888          * over the OA buffer size and always configure a large 16MB
889          * buffer, then a buffer overflow does anyway likely indicate
890          * that something has gone quite badly wrong.
891          */
892         if (oastatus & GEN8_OASTATUS_OABUFFER_OVERFLOW) {
893                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
894                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_BUFFER_LOST);
895                 if (ret)
896                         return ret;
897
898                 DRM_DEBUG("OA buffer overflow (exponent = %d): force restart\n",
899                           stream->period_exponent);
900
901                 stream->perf->ops.oa_disable(stream);
902                 stream->perf->ops.oa_enable(stream);
903
904                 /*
905                  * Note: .oa_enable() is expected to re-init the oabuffer and
906                  * reset GEN8_OASTATUS for us
907                  */
908                 oastatus = intel_uncore_read(uncore, oastatus_reg);
909         }
910
911         if (oastatus & GEN8_OASTATUS_REPORT_LOST) {
912                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
913                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_REPORT_LOST);
914                 if (ret)
915                         return ret;
916
917                 intel_uncore_rmw(uncore, oastatus_reg,
918                                  GEN8_OASTATUS_COUNTER_OVERFLOW |
919                                  GEN8_OASTATUS_REPORT_LOST,
920                                  IS_GEN_RANGE(uncore->i915, 8, 11) ?
921                                  (GEN8_OASTATUS_HEAD_POINTER_WRAP |
922                                   GEN8_OASTATUS_TAIL_POINTER_WRAP) : 0);
923         }
924
925         return gen8_append_oa_reports(stream, buf, count, offset);
926 }
927
928 /**
929  * gen7_append_oa_reports - Copies all buffered OA reports into
930  *                          userspace read() buffer.
931  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
932  * @buf: destination buffer given by userspace
933  * @count: the number of bytes userspace wants to read
934  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
935  *
936  * Notably any error condition resulting in a short read (-%ENOSPC or
937  * -%EFAULT) will be returned even though one or more records may
938  * have been successfully copied. In this case it's up to the caller
939  * to decide if the error should be squashed before returning to
940  * userspace.
941  *
942  * Note: reports are consumed from the head, and appended to the
943  * tail, so the tail chases the head?... If you think that's mad
944  * and back-to-front you're not alone, but this follows the
945  * Gen PRM naming convention.
946  *
947  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
948  */
949 static int gen7_append_oa_reports(struct i915_perf_stream *stream,
950                                   char __user *buf,
951                                   size_t count,
952                                   size_t *offset)
953 {
954         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
955         int report_size = stream->oa_buffer.format_size;
956         u8 *oa_buf_base = stream->oa_buffer.vaddr;
957         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
958         u32 mask = (OA_BUFFER_SIZE - 1);
959         size_t start_offset = *offset;
960         unsigned long flags;
961         u32 head, tail;
962         u32 taken;
963         int ret = 0;
964
965         if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm, !stream->enabled))
966                 return -EIO;
967
968         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
969
970         head = stream->oa_buffer.head;
971         tail = stream->oa_buffer.tail;
972
973         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
974
975         /* NB: oa_buffer.head/tail include the gtt_offset which we don't want
976          * while indexing relative to oa_buf_base.
977          */
978         head -= gtt_offset;
979         tail -= gtt_offset;
980
981         /* An out of bounds or misaligned head or tail pointer implies a driver
982          * bug since we validate + align the tail pointers we read from the
983          * hardware and we are in full control of the head pointer which should
984          * only be incremented by multiples of the report size (notably also
985          * all a power of two).
986          */
987         if (drm_WARN_ONCE(&uncore->i915->drm,
988                           head > OA_BUFFER_SIZE || head % report_size ||
989                           tail > OA_BUFFER_SIZE || tail % report_size,
990                           "Inconsistent OA buffer pointers: head = %u, tail = %u\n",
991                           head, tail))
992                 return -EIO;
993
994
995         for (/* none */;
996              (taken = OA_TAKEN(tail, head));
997              head = (head + report_size) & mask) {
998                 u8 *report = oa_buf_base + head;
999                 u32 *report32 = (void *)report;
1000
1001                 /* All the report sizes factor neatly into the buffer
1002                  * size so we never expect to see a report split
1003                  * between the beginning and end of the buffer.
1004                  *
1005                  * Given the initial alignment check a misalignment
1006                  * here would imply a driver bug that would result
1007                  * in an overrun.
1008                  */
1009                 if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm,
1010                                 (OA_BUFFER_SIZE - head) < report_size)) {
1011                         drm_err(&uncore->i915->drm,
1012                                 "Spurious OA head ptr: non-integral report offset\n");
1013                         break;
1014                 }
1015
1016                 /* The report-ID field for periodic samples includes
1017                  * some undocumented flags related to what triggered
1018                  * the report and is never expected to be zero so we
1019                  * can check that the report isn't invalid before
1020                  * copying it to userspace...
1021                  */
1022                 if (report32[0] == 0) {
1023                         if (__ratelimit(&stream->perf->spurious_report_rs))
1024                                 DRM_NOTE("Skipping spurious, invalid OA report\n");
1025                         continue;
1026                 }
1027
1028                 ret = append_oa_sample(stream, buf, count, offset, report);
1029                 if (ret)
1030                         break;
1031
1032                 /* Clear out the first 2 dwords as a mean to detect unlanded
1033                  * reports.
1034                  */
1035                 report32[0] = 0;
1036                 report32[1] = 0;
1037         }
1038
1039         if (start_offset != *offset) {
1040                 spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1041
1042                 /* We removed the gtt_offset for the copy loop above, indexing
1043                  * relative to oa_buf_base so put back here...
1044                  */
1045                 head += gtt_offset;
1046
1047                 intel_uncore_write(uncore, GEN7_OASTATUS2,
1048                                    (head & GEN7_OASTATUS2_HEAD_MASK) |
1049                                    GEN7_OASTATUS2_MEM_SELECT_GGTT);
1050                 stream->oa_buffer.head = head;
1051
1052                 spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1053         }
1054
1055         return ret;
1056 }
1057
1058 /**
1059  * gen7_oa_read - copy status records then buffered OA reports
1060  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1061  * @buf: destination buffer given by userspace
1062  * @count: the number of bytes userspace wants to read
1063  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
1064  *
1065  * Checks Gen 7 specific OA unit status registers and if necessary appends
1066  * corresponding status records for userspace (such as for a buffer full
1067  * condition) and then initiate appending any buffered OA reports.
1068  *
1069  * Updates @offset according to the number of bytes successfully copied into
1070  * the userspace buffer.
1071  *
1072  * Returns: zero on success or a negative error code
1073  */
1074 static int gen7_oa_read(struct i915_perf_stream *stream,
1075                         char __user *buf,
1076                         size_t count,
1077                         size_t *offset)
1078 {
1079         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1080         u32 oastatus1;
1081         int ret;
1082
1083         if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm, !stream->oa_buffer.vaddr))
1084                 return -EIO;
1085
1086         oastatus1 = intel_uncore_read(uncore, GEN7_OASTATUS1);
1087
1088         /* XXX: On Haswell we don't have a safe way to clear oastatus1
1089          * bits while the OA unit is enabled (while the tail pointer
1090          * may be updated asynchronously) so we ignore status bits
1091          * that have already been reported to userspace.
1092          */
1093         oastatus1 &= ~stream->perf->gen7_latched_oastatus1;
1094
1095         /* We treat OABUFFER_OVERFLOW as a significant error:
1096          *
1097          * - The status can be interpreted to mean that the buffer is
1098          *   currently full (with a higher precedence than OA_TAKEN()
1099          *   which will start to report a near-empty buffer after an
1100          *   overflow) but it's awkward that we can't clear the status
1101          *   on Haswell, so without a reset we won't be able to catch
1102          *   the state again.
1103          *
1104          * - Since it also implies the HW has started overwriting old
1105          *   reports it may also affect our sanity checks for invalid
1106          *   reports when copying to userspace that assume new reports
1107          *   are being written to cleared memory.
1108          *
1109          * - In the future we may want to introduce a flight recorder
1110          *   mode where the driver will automatically maintain a safe
1111          *   guard band between head/tail, avoiding this overflow
1112          *   condition, but we avoid the added driver complexity for
1113          *   now.
1114          */
1115         if (unlikely(oastatus1 & GEN7_OASTATUS1_OABUFFER_OVERFLOW)) {
1116                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
1117                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_BUFFER_LOST);
1118                 if (ret)
1119                         return ret;
1120
1121                 DRM_DEBUG("OA buffer overflow (exponent = %d): force restart\n",
1122                           stream->period_exponent);
1123
1124                 stream->perf->ops.oa_disable(stream);
1125                 stream->perf->ops.oa_enable(stream);
1126
1127                 oastatus1 = intel_uncore_read(uncore, GEN7_OASTATUS1);
1128         }
1129
1130         if (unlikely(oastatus1 & GEN7_OASTATUS1_REPORT_LOST)) {
1131                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
1132                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_REPORT_LOST);
1133                 if (ret)
1134                         return ret;
1135                 stream->perf->gen7_latched_oastatus1 |=
1136                         GEN7_OASTATUS1_REPORT_LOST;
1137         }
1138
1139         return gen7_append_oa_reports(stream, buf, count, offset);
1140 }
1141
1142 /**
1143  * i915_oa_wait_unlocked - handles blocking IO until OA data available
1144  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1145  *
1146  * Called when userspace tries to read() from a blocking stream FD opened
1147  * for OA metrics. It waits until the hrtimer callback finds a non-empty
1148  * OA buffer and wakes us.
1149  *
1150  * Note: it's acceptable to have this return with some false positives
1151  * since any subsequent read handling will return -EAGAIN if there isn't
1152  * really data ready for userspace yet.
1153  *
1154  * Returns: zero on success or a negative error code
1155  */
1156 static int i915_oa_wait_unlocked(struct i915_perf_stream *stream)
1157 {
1158         /* We would wait indefinitely if periodic sampling is not enabled */
1159         if (!stream->periodic)
1160                 return -EIO;
1161
1162         return wait_event_interruptible(stream->poll_wq,
1163                                         oa_buffer_check_unlocked(stream));
1164 }
1165
1166 /**
1167  * i915_oa_poll_wait - call poll_wait() for an OA stream poll()
1168  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1169  * @file: An i915 perf stream file
1170  * @wait: poll() state table
1171  *
1172  * For handling userspace polling on an i915 perf stream opened for OA metrics,
1173  * this starts a poll_wait with the wait queue that our hrtimer callback wakes
1174  * when it sees data ready to read in the circular OA buffer.
1175  */
1176 static void i915_oa_poll_wait(struct i915_perf_stream *stream,
1177                               struct file *file,
1178                               poll_table *wait)
1179 {
1180         poll_wait(file, &stream->poll_wq, wait);
1181 }
1182
1183 /**
1184  * i915_oa_read - just calls through to &i915_oa_ops->read
1185  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1186  * @buf: destination buffer given by userspace
1187  * @count: the number of bytes userspace wants to read
1188  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
1189  *
1190  * Updates @offset according to the number of bytes successfully copied into
1191  * the userspace buffer.
1192  *
1193  * Returns: zero on success or a negative error code
1194  */
1195 static int i915_oa_read(struct i915_perf_stream *stream,
1196                         char __user *buf,
1197                         size_t count,
1198                         size_t *offset)
1199 {
1200         return stream->perf->ops.read(stream, buf, count, offset);
1201 }
1202
1203 static struct intel_context *oa_pin_context(struct i915_perf_stream *stream)
1204 {
1205         struct i915_gem_engines_iter it;
1206         struct i915_gem_context *ctx = stream->ctx;
1207         struct intel_context *ce;
1208         struct i915_gem_ww_ctx ww;
1209         int err = -ENODEV;
1210
1211         for_each_gem_engine(ce, i915_gem_context_lock_engines(ctx), it) {
1212                 if (ce->engine != stream->engine) /* first match! */
1213                         continue;
1214
1215                 err = 0;
1216                 break;
1217         }
1218         i915_gem_context_unlock_engines(ctx);
1219
1220         if (err)
1221                 return ERR_PTR(err);
1222
1223         i915_gem_ww_ctx_init(&ww, true);
1224 retry:
1225         /*
1226          * As the ID is the gtt offset of the context's vma we
1227          * pin the vma to ensure the ID remains fixed.
1228          */
1229         err = intel_context_pin_ww(ce, &ww);
1230         if (err == -EDEADLK) {
1231                 err = i915_gem_ww_ctx_backoff(&ww);
1232                 if (!err)
1233                         goto retry;
1234         }
1235         i915_gem_ww_ctx_fini(&ww);
1236
1237         if (err)
1238                 return ERR_PTR(err);
1239
1240         stream->pinned_ctx = ce;
1241         return stream->pinned_ctx;
1242 }
1243
1244 /**
1245  * oa_get_render_ctx_id - determine and hold ctx hw id
1246  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1247  *
1248  * Determine the render context hw id, and ensure it remains fixed for the
1249  * lifetime of the stream. This ensures that we don't have to worry about
1250  * updating the context ID in OACONTROL on the fly.
1251  *
1252  * Returns: zero on success or a negative error code
1253  */
1254 static int oa_get_render_ctx_id(struct i915_perf_stream *stream)
1255 {
1256         struct intel_context *ce;
1257
1258         ce = oa_pin_context(stream);
1259         if (IS_ERR(ce))
1260                 return PTR_ERR(ce);
1261
1262         switch (INTEL_GEN(ce->engine->i915)) {
1263         case 7: {
1264                 /*
1265                  * On Haswell we don't do any post processing of the reports
1266                  * and don't need to use the mask.
1267                  */
1268                 stream->specific_ctx_id = i915_ggtt_offset(ce->state);
1269                 stream->specific_ctx_id_mask = 0;
1270                 break;
1271         }
1272
1273         case 8:
1274         case 9:
1275         case 10:
1276                 if (intel_engine_in_execlists_submission_mode(ce->engine)) {
1277                         stream->specific_ctx_id_mask =
1278                                 (1U << GEN8_CTX_ID_WIDTH) - 1;
1279                         stream->specific_ctx_id = stream->specific_ctx_id_mask;
1280                 } else {
1281                         /*
1282                          * When using GuC, the context descriptor we write in
1283                          * i915 is read by GuC and rewritten before it's
1284                          * actually written into the hardware. The LRCA is
1285                          * what is put into the context id field of the
1286                          * context descriptor by GuC. Because it's aligned to
1287                          * a page, the lower 12bits are always at 0 and
1288                          * dropped by GuC. They won't be part of the context
1289                          * ID in the OA reports, so squash those lower bits.
1290                          */
1291                         stream->specific_ctx_id = ce->lrc.lrca >> 12;
1292
1293                         /*
1294                          * GuC uses the top bit to signal proxy submission, so
1295                          * ignore that bit.
1296                          */
1297                         stream->specific_ctx_id_mask =
1298                                 (1U << (GEN8_CTX_ID_WIDTH - 1)) - 1;
1299                 }
1300                 break;
1301
1302         case 11:
1303         case 12: {
1304                 stream->specific_ctx_id_mask =
1305                         ((1U << GEN11_SW_CTX_ID_WIDTH) - 1) << (GEN11_SW_CTX_ID_SHIFT - 32);
1306                 /*
1307                  * Pick an unused context id
1308                  * 0 - BITS_PER_LONG are used by other contexts
1309                  * GEN12_MAX_CONTEXT_HW_ID (0x7ff) is used by idle context
1310                  */
1311                 stream->specific_ctx_id = (GEN12_MAX_CONTEXT_HW_ID - 1) << (GEN11_SW_CTX_ID_SHIFT - 32);
1312                 break;
1313         }
1314
1315         default:
1316                 MISSING_CASE(INTEL_GEN(ce->engine->i915));
1317         }
1318
1319         ce->tag = stream->specific_ctx_id;
1320
1321         drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
1322                 "filtering on ctx_id=0x%x ctx_id_mask=0x%x\n",
1323                 stream->specific_ctx_id,
1324                 stream->specific_ctx_id_mask);
1325
1326         return 0;
1327 }
1328
1329 /**
1330  * oa_put_render_ctx_id - counterpart to oa_get_render_ctx_id releases hold
1331  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1332  *
1333  * In case anything needed doing to ensure the context HW ID would remain valid
1334  * for the lifetime of the stream, then that can be undone here.
1335  */
1336 static void oa_put_render_ctx_id(struct i915_perf_stream *stream)
1337 {
1338         struct intel_context *ce;
1339
1340         ce = fetch_and_zero(&stream->pinned_ctx);
1341         if (ce) {
1342                 ce->tag = 0; /* recomputed on next submission after parking */
1343                 intel_context_unpin(ce);
1344         }
1345
1346         stream->specific_ctx_id = INVALID_CTX_ID;
1347         stream->specific_ctx_id_mask = 0;
1348 }
1349
1350 static void
1351 free_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1352 {
1353         i915_vma_unpin_and_release(&stream->oa_buffer.vma,
1354                                    I915_VMA_RELEASE_MAP);
1355
1356         stream->oa_buffer.vaddr = NULL;
1357 }
1358
1359 static void
1360 free_oa_configs(struct i915_perf_stream *stream)
1361 {
1362         struct i915_oa_config_bo *oa_bo, *tmp;
1363
1364         i915_oa_config_put(stream->oa_config);
1365         llist_for_each_entry_safe(oa_bo, tmp, stream->oa_config_bos.first, node)
1366                 free_oa_config_bo(oa_bo);
1367 }
1368
1369 static void
1370 free_noa_wait(struct i915_perf_stream *stream)
1371 {
1372         i915_vma_unpin_and_release(&stream->noa_wait, 0);
1373 }
1374
1375 static void i915_oa_stream_destroy(struct i915_perf_stream *stream)
1376 {
1377         struct i915_perf *perf = stream->perf;
1378
1379         BUG_ON(stream != perf->exclusive_stream);
1380
1381         /*
1382          * Unset exclusive_stream first, it will be checked while disabling
1383          * the metric set on gen8+.
1384          *
1385          * See i915_oa_init_reg_state() and lrc_configure_all_contexts()
1386          */
1387         WRITE_ONCE(perf->exclusive_stream, NULL);
1388         perf->ops.disable_metric_set(stream);
1389
1390         free_oa_buffer(stream);
1391
1392         intel_uncore_forcewake_put(stream->uncore, FORCEWAKE_ALL);
1393         intel_engine_pm_put(stream->engine);
1394
1395         if (stream->ctx)
1396                 oa_put_render_ctx_id(stream);
1397
1398         free_oa_configs(stream);
1399         free_noa_wait(stream);
1400
1401         if (perf->spurious_report_rs.missed) {
1402                 DRM_NOTE("%d spurious OA report notices suppressed due to ratelimiting\n",
1403                          perf->spurious_report_rs.missed);
1404         }
1405 }
1406
1407 static void gen7_init_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1408 {
1409         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1410         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
1411         unsigned long flags;
1412
1413         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1414
1415         /* Pre-DevBDW: OABUFFER must be set with counters off,
1416          * before OASTATUS1, but after OASTATUS2
1417          */
1418         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OASTATUS2, /* head */
1419                            gtt_offset | GEN7_OASTATUS2_MEM_SELECT_GGTT);
1420         stream->oa_buffer.head = gtt_offset;
1421
1422         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OABUFFER, gtt_offset);
1423
1424         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OASTATUS1, /* tail */
1425                            gtt_offset | OABUFFER_SIZE_16M);
1426
1427         /* Mark that we need updated tail pointers to read from... */
1428         stream->oa_buffer.aging_tail = INVALID_TAIL_PTR;
1429         stream->oa_buffer.tail = gtt_offset;
1430
1431         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1432
1433         /* On Haswell we have to track which OASTATUS1 flags we've
1434          * already seen since they can't be cleared while periodic
1435          * sampling is enabled.
1436          */
1437         stream->perf->gen7_latched_oastatus1 = 0;
1438
1439         /* NB: although the OA buffer will initially be allocated
1440          * zeroed via shmfs (and so this memset is redundant when
1441          * first allocating), we may re-init the OA buffer, either
1442          * when re-enabling a stream or in error/reset paths.
1443          *
1444          * The reason we clear the buffer for each re-init is for the
1445          * sanity check in gen7_append_oa_reports() that looks at the
1446          * report-id field to make sure it's non-zero which relies on
1447          * the assumption that new reports are being written to zeroed
1448          * memory...
1449          */
1450         memset(stream->oa_buffer.vaddr, 0, OA_BUFFER_SIZE);
1451 }
1452
1453 static void gen8_init_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1454 {
1455         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1456         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
1457         unsigned long flags;
1458
1459         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1460
1461         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OASTATUS, 0);
1462         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OAHEADPTR, gtt_offset);
1463         stream->oa_buffer.head = gtt_offset;
1464
1465         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OABUFFER_UDW, 0);
1466
1467         /*
1468          * PRM says:
1469          *
1470          *  "This MMIO must be set before the OATAILPTR
1471          *  register and after the OAHEADPTR register. This is
1472          *  to enable proper functionality of the overflow
1473          *  bit."
1474          */
1475         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OABUFFER, gtt_offset |
1476                    OABUFFER_SIZE_16M | GEN8_OABUFFER_MEM_SELECT_GGTT);
1477         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OATAILPTR, gtt_offset & GEN8_OATAILPTR_MASK);
1478
1479         /* Mark that we need updated tail pointers to read from... */
1480         stream->oa_buffer.aging_tail = INVALID_TAIL_PTR;
1481         stream->oa_buffer.tail = gtt_offset;
1482
1483         /*
1484          * Reset state used to recognise context switches, affecting which
1485          * reports we will forward to userspace while filtering for a single
1486          * context.
1487          */
1488         stream->oa_buffer.last_ctx_id = INVALID_CTX_ID;
1489
1490         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1491
1492         /*
1493          * NB: although the OA buffer will initially be allocated
1494          * zeroed via shmfs (and so this memset is redundant when
1495          * first allocating), we may re-init the OA buffer, either
1496          * when re-enabling a stream or in error/reset paths.
1497          *
1498          * The reason we clear the buffer for each re-init is for the
1499          * sanity check in gen8_append_oa_reports() that looks at the
1500          * reason field to make sure it's non-zero which relies on
1501          * the assumption that new reports are being written to zeroed
1502          * memory...
1503          */
1504         memset(stream->oa_buffer.vaddr, 0, OA_BUFFER_SIZE);
1505 }
1506
1507 static void gen12_init_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1508 {
1509         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1510         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
1511         unsigned long flags;
1512
1513         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1514
1515         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OASTATUS, 0);
1516         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OAHEADPTR,
1517                            gtt_offset & GEN12_OAG_OAHEADPTR_MASK);
1518         stream->oa_buffer.head = gtt_offset;
1519
1520         /*
1521          * PRM says:
1522          *
1523          *  "This MMIO must be set before the OATAILPTR
1524          *  register and after the OAHEADPTR register. This is
1525          *  to enable proper functionality of the overflow
1526          *  bit."
1527          */
1528         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OABUFFER, gtt_offset |
1529                            OABUFFER_SIZE_16M | GEN8_OABUFFER_MEM_SELECT_GGTT);
1530         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OATAILPTR,
1531                            gtt_offset & GEN12_OAG_OATAILPTR_MASK);
1532
1533         /* Mark that we need updated tail pointers to read from... */
1534         stream->oa_buffer.aging_tail = INVALID_TAIL_PTR;
1535         stream->oa_buffer.tail = gtt_offset;
1536
1537         /*
1538          * Reset state used to recognise context switches, affecting which
1539          * reports we will forward to userspace while filtering for a single
1540          * context.
1541          */
1542         stream->oa_buffer.last_ctx_id = INVALID_CTX_ID;
1543
1544         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1545
1546         /*
1547          * NB: although the OA buffer will initially be allocated
1548          * zeroed via shmfs (and so this memset is redundant when
1549          * first allocating), we may re-init the OA buffer, either
1550          * when re-enabling a stream or in error/reset paths.
1551          *
1552          * The reason we clear the buffer for each re-init is for the
1553          * sanity check in gen8_append_oa_reports() that looks at the
1554          * reason field to make sure it's non-zero which relies on
1555          * the assumption that new reports are being written to zeroed
1556          * memory...
1557          */
1558         memset(stream->oa_buffer.vaddr, 0,
1559                stream->oa_buffer.vma->size);
1560 }
1561
1562 static int alloc_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1563 {
1564         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
1565         struct drm_i915_gem_object *bo;
1566         struct i915_vma *vma;
1567         int ret;
1568
1569         if (drm_WARN_ON(&i915->drm, stream->oa_buffer.vma))
1570                 return -ENODEV;
1571
1572         BUILD_BUG_ON_NOT_POWER_OF_2(OA_BUFFER_SIZE);
1573         BUILD_BUG_ON(OA_BUFFER_SIZE < SZ_128K || OA_BUFFER_SIZE > SZ_16M);
1574
1575         bo = i915_gem_object_create_shmem(stream->perf->i915, OA_BUFFER_SIZE);
1576         if (IS_ERR(bo)) {
1577                 drm_err(&i915->drm, "Failed to allocate OA buffer\n");
1578                 return PTR_ERR(bo);
1579         }
1580
1581         i915_gem_object_set_cache_coherency(bo, I915_CACHE_LLC);
1582
1583         /* PreHSW required 512K alignment, HSW requires 16M */
1584         vma = i915_gem_object_ggtt_pin(bo, NULL, 0, SZ_16M, 0);
1585         if (IS_ERR(vma)) {
1586                 ret = PTR_ERR(vma);
1587                 goto err_unref;
1588         }
1589         stream->oa_buffer.vma = vma;
1590
1591         stream->oa_buffer.vaddr =
1592                 i915_gem_object_pin_map(bo, I915_MAP_WB);
1593         if (IS_ERR(stream->oa_buffer.vaddr)) {
1594                 ret = PTR_ERR(stream->oa_buffer.vaddr);
1595                 goto err_unpin;
1596         }
1597
1598         return 0;
1599
1600 err_unpin:
1601         __i915_vma_unpin(vma);
1602
1603 err_unref:
1604         i915_gem_object_put(bo);
1605
1606         stream->oa_buffer.vaddr = NULL;
1607         stream->oa_buffer.vma = NULL;
1608
1609         return ret;
1610 }
1611
1612 static u32 *save_restore_register(struct i915_perf_stream *stream, u32 *cs,
1613                                   bool save, i915_reg_t reg, u32 offset,
1614                                   u32 dword_count)
1615 {
1616         u32 cmd;
1617         u32 d;
1618
1619         cmd = save ? MI_STORE_REGISTER_MEM : MI_LOAD_REGISTER_MEM;
1620         cmd |= MI_SRM_LRM_GLOBAL_GTT;
1621         if (INTEL_GEN(stream->perf->i915) >= 8)
1622                 cmd++;
1623
1624         for (d = 0; d < dword_count; d++) {
1625                 *cs++ = cmd;
1626                 *cs++ = i915_mmio_reg_offset(reg) + 4 * d;
1627                 *cs++ = intel_gt_scratch_offset(stream->engine->gt,
1628                                                 offset) + 4 * d;
1629                 *cs++ = 0;
1630         }
1631
1632         return cs;
1633 }
1634
1635 static int alloc_noa_wait(struct i915_perf_stream *stream)
1636 {
1637         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
1638         struct drm_i915_gem_object *bo;
1639         struct i915_vma *vma;
1640         const u64 delay_ticks = 0xffffffffffffffff -
1641                 intel_gt_ns_to_clock_interval(stream->perf->i915->ggtt.vm.gt,
1642                                               atomic64_read(&stream->perf->noa_programming_delay));
1643         const u32 base = stream->engine->mmio_base;
1644 #define CS_GPR(x) GEN8_RING_CS_GPR(base, x)
1645         u32 *batch, *ts0, *cs, *jump;
1646         int ret, i;
1647         enum {
1648                 START_TS,
1649                 NOW_TS,
1650                 DELTA_TS,
1651                 JUMP_PREDICATE,
1652                 DELTA_TARGET,
1653                 N_CS_GPR
1654         };
1655
1656         bo = i915_gem_object_create_internal(i915, 4096);
1657         if (IS_ERR(bo)) {
1658                 drm_err(&i915->drm,
1659                         "Failed to allocate NOA wait batchbuffer\n");
1660                 return PTR_ERR(bo);
1661         }
1662
1663         /*
1664          * We pin in GGTT because we jump into this buffer now because
1665          * multiple OA config BOs will have a jump to this address and it
1666          * needs to be fixed during the lifetime of the i915/perf stream.
1667          */
1668         vma = i915_gem_object_ggtt_pin(bo, NULL, 0, 0, PIN_HIGH);
1669         if (IS_ERR(vma)) {
1670                 ret = PTR_ERR(vma);
1671                 goto err_unref;
1672         }
1673
1674         batch = cs = i915_gem_object_pin_map(bo, I915_MAP_WB);
1675         if (IS_ERR(batch)) {
1676                 ret = PTR_ERR(batch);
1677                 goto err_unpin;
1678         }
1679
1680         /* Save registers. */
1681         for (i = 0; i < N_CS_GPR; i++)
1682                 cs = save_restore_register(
1683                         stream, cs, true /* save */, CS_GPR(i),
1684                         INTEL_GT_SCRATCH_FIELD_PERF_CS_GPR + 8 * i, 2);
1685         cs = save_restore_register(
1686                 stream, cs, true /* save */, MI_PREDICATE_RESULT_1,
1687                 INTEL_GT_SCRATCH_FIELD_PERF_PREDICATE_RESULT_1, 1);
1688
1689         /* First timestamp snapshot location. */
1690         ts0 = cs;
1691
1692         /*
1693          * Initial snapshot of the timestamp register to implement the wait.
1694          * We work with 32b values, so clear out the top 32b bits of the
1695          * register because the ALU works 64bits.
1696          */
1697         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(1);
1698         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(START_TS)) + 4;
1699         *cs++ = 0;
1700         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
1701         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(RING_TIMESTAMP(base));
1702         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(START_TS));
1703
1704         /*
1705          * This is the location we're going to jump back into until the
1706          * required amount of time has passed.
1707          */
1708         jump = cs;
1709
1710         /*
1711          * Take another snapshot of the timestamp register. Take care to clear
1712          * up the top 32bits of CS_GPR(1) as we're using it for other
1713          * operations below.
1714          */
1715         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(1);
1716         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(NOW_TS)) + 4;
1717         *cs++ = 0;
1718         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
1719         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(RING_TIMESTAMP(base));
1720         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(NOW_TS));
1721
1722         /*
1723          * Do a diff between the 2 timestamps and store the result back into
1724          * CS_GPR(1).
1725          */
1726         *cs++ = MI_MATH(5);
1727         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCA, MI_MATH_REG(NOW_TS));
1728         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCB, MI_MATH_REG(START_TS));
1729         *cs++ = MI_MATH_SUB;
1730         *cs++ = MI_MATH_STORE(MI_MATH_REG(DELTA_TS), MI_MATH_REG_ACCU);
1731         *cs++ = MI_MATH_STORE(MI_MATH_REG(JUMP_PREDICATE), MI_MATH_REG_CF);
1732
1733         /*
1734          * Transfer the carry flag (set to 1 if ts1 < ts0, meaning the
1735          * timestamp have rolled over the 32bits) into the predicate register
1736          * to be used for the predicated jump.
1737          */
1738         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
1739         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(JUMP_PREDICATE));
1740         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(MI_PREDICATE_RESULT_1);
1741
1742         /* Restart from the beginning if we had timestamps roll over. */
1743         *cs++ = (INTEL_GEN(i915) < 8 ?
1744                  MI_BATCH_BUFFER_START :
1745                  MI_BATCH_BUFFER_START_GEN8) |
1746                 MI_BATCH_PREDICATE;
1747         *cs++ = i915_ggtt_offset(vma) + (ts0 - batch) * 4;
1748         *cs++ = 0;
1749
1750         /*
1751          * Now add the diff between to previous timestamps and add it to :
1752          *      (((1 * << 64) - 1) - delay_ns)
1753          *
1754          * When the Carry Flag contains 1 this means the elapsed time is
1755          * longer than the expected delay, and we can exit the wait loop.
1756          */
1757         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(2);
1758         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(DELTA_TARGET));
1759         *cs++ = lower_32_bits(delay_ticks);
1760         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(DELTA_TARGET)) + 4;
1761         *cs++ = upper_32_bits(delay_ticks);
1762
1763         *cs++ = MI_MATH(4);
1764         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCA, MI_MATH_REG(DELTA_TS));
1765         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCB, MI_MATH_REG(DELTA_TARGET));
1766         *cs++ = MI_MATH_ADD;
1767         *cs++ = MI_MATH_STOREINV(MI_MATH_REG(JUMP_PREDICATE), MI_MATH_REG_CF);
1768
1769         *cs++ = MI_ARB_CHECK;
1770
1771         /*
1772          * Transfer the result into the predicate register to be used for the
1773          * predicated jump.
1774          */
1775         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
1776         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(JUMP_PREDICATE));
1777         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(MI_PREDICATE_RESULT_1);
1778
1779         /* Predicate the jump.  */
1780         *cs++ = (INTEL_GEN(i915) < 8 ?
1781                  MI_BATCH_BUFFER_START :
1782                  MI_BATCH_BUFFER_START_GEN8) |
1783                 MI_BATCH_PREDICATE;
1784         *cs++ = i915_ggtt_offset(vma) + (jump - batch) * 4;
1785         *cs++ = 0;
1786
1787         /* Restore registers. */
1788         for (i = 0; i < N_CS_GPR; i++)
1789                 cs = save_restore_register(
1790                         stream, cs, false /* restore */, CS_GPR(i),
1791                         INTEL_GT_SCRATCH_FIELD_PERF_CS_GPR + 8 * i, 2);
1792         cs = save_restore_register(
1793                 stream, cs, false /* restore */, MI_PREDICATE_RESULT_1,
1794                 INTEL_GT_SCRATCH_FIELD_PERF_PREDICATE_RESULT_1, 1);
1795
1796         /* And return to the ring. */
1797         *cs++ = MI_BATCH_BUFFER_END;
1798
1799         GEM_BUG_ON(cs - batch > PAGE_SIZE / sizeof(*batch));
1800
1801         i915_gem_object_flush_map(bo);
1802         __i915_gem_object_release_map(bo);
1803
1804         stream->noa_wait = vma;
1805         return 0;
1806
1807 err_unpin:
1808         i915_vma_unpin_and_release(&vma, 0);
1809 err_unref:
1810         i915_gem_object_put(bo);
1811         return ret;
1812 }
1813
1814 static u32 *write_cs_mi_lri(u32 *cs,
1815                             const struct i915_oa_reg *reg_data,
1816                             u32 n_regs)
1817 {
1818         u32 i;
1819
1820         for (i = 0; i < n_regs; i++) {
1821                 if ((i % MI_LOAD_REGISTER_IMM_MAX_REGS) == 0) {
1822                         u32 n_lri = min_t(u32,
1823                                           n_regs - i,
1824                                           MI_LOAD_REGISTER_IMM_MAX_REGS);
1825
1826                         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(n_lri);
1827                 }
1828                 *cs++ = i915_mmio_reg_offset(reg_data[i].addr);
1829                 *cs++ = reg_data[i].value;
1830         }
1831
1832         return cs;
1833 }
1834
1835 static int num_lri_dwords(int num_regs)
1836 {
1837         int count = 0;
1838
1839         if (num_regs > 0) {
1840                 count += DIV_ROUND_UP(num_regs, MI_LOAD_REGISTER_IMM_MAX_REGS);
1841                 count += num_regs * 2;
1842         }
1843
1844         return count;
1845 }
1846
1847 static struct i915_oa_config_bo *
1848 alloc_oa_config_buffer(struct i915_perf_stream *stream,
1849                        struct i915_oa_config *oa_config)
1850 {
1851         struct drm_i915_gem_object *obj;
1852         struct i915_oa_config_bo *oa_bo;
1853         size_t config_length = 0;
1854         u32 *cs;
1855         int err;
1856
1857         oa_bo = kzalloc(sizeof(*oa_bo), GFP_KERNEL);
1858         if (!oa_bo)
1859                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1860
1861         config_length += num_lri_dwords(oa_config->mux_regs_len);
1862         config_length += num_lri_dwords(oa_config->b_counter_regs_len);
1863         config_length += num_lri_dwords(oa_config->flex_regs_len);
1864         config_length += 3; /* MI_BATCH_BUFFER_START */
1865         config_length = ALIGN(sizeof(u32) * config_length, I915_GTT_PAGE_SIZE);
1866
1867         obj = i915_gem_object_create_shmem(stream->perf->i915, config_length);
1868         if (IS_ERR(obj)) {
1869                 err = PTR_ERR(obj);
1870                 goto err_free;
1871         }
1872
1873         cs = i915_gem_object_pin_map(obj, I915_MAP_WB);
1874         if (IS_ERR(cs)) {
1875                 err = PTR_ERR(cs);
1876                 goto err_oa_bo;
1877         }
1878
1879         cs = write_cs_mi_lri(cs,
1880                              oa_config->mux_regs,
1881                              oa_config->mux_regs_len);
1882         cs = write_cs_mi_lri(cs,
1883                              oa_config->b_counter_regs,
1884                              oa_config->b_counter_regs_len);
1885         cs = write_cs_mi_lri(cs,
1886                              oa_config->flex_regs,
1887                              oa_config->flex_regs_len);
1888
1889         /* Jump into the active wait. */
1890         *cs++ = (INTEL_GEN(stream->perf->i915) < 8 ?
1891                  MI_BATCH_BUFFER_START :
1892                  MI_BATCH_BUFFER_START_GEN8);
1893         *cs++ = i915_ggtt_offset(stream->noa_wait);
1894         *cs++ = 0;
1895
1896         i915_gem_object_flush_map(obj);
1897         __i915_gem_object_release_map(obj);
1898
1899         oa_bo->vma = i915_vma_instance(obj,
1900                                        &stream->engine->gt->ggtt->vm,
1901                                        NULL);
1902         if (IS_ERR(oa_bo->vma)) {
1903                 err = PTR_ERR(oa_bo->vma);
1904                 goto err_oa_bo;
1905         }
1906
1907         oa_bo->oa_config = i915_oa_config_get(oa_config);
1908         llist_add(&oa_bo->node, &stream->oa_config_bos);
1909
1910         return oa_bo;
1911
1912 err_oa_bo:
1913         i915_gem_object_put(obj);
1914 err_free:
1915         kfree(oa_bo);
1916         return ERR_PTR(err);
1917 }
1918
1919 static struct i915_vma *
1920 get_oa_vma(struct i915_perf_stream *stream, struct i915_oa_config *oa_config)
1921 {
1922         struct i915_oa_config_bo *oa_bo;
1923
1924         /*
1925          * Look for the buffer in the already allocated BOs attached
1926          * to the stream.
1927          */
1928         llist_for_each_entry(oa_bo, stream->oa_config_bos.first, node) {
1929                 if (oa_bo->oa_config == oa_config &&
1930                     memcmp(oa_bo->oa_config->uuid,
1931                            oa_config->uuid,
1932                            sizeof(oa_config->uuid)) == 0)
1933                         goto out;
1934         }
1935
1936         oa_bo = alloc_oa_config_buffer(stream, oa_config);
1937         if (IS_ERR(oa_bo))
1938                 return ERR_CAST(oa_bo);
1939
1940 out:
1941         return i915_vma_get(oa_bo->vma);
1942 }
1943
1944 static int
1945 emit_oa_config(struct i915_perf_stream *stream,
1946                struct i915_oa_config *oa_config,
1947                struct intel_context *ce,
1948                struct i915_active *active)
1949 {
1950         struct i915_request *rq;
1951         struct i915_vma *vma;
1952         struct i915_gem_ww_ctx ww;
1953         int err;
1954
1955         vma = get_oa_vma(stream, oa_config);
1956         if (IS_ERR(vma))
1957                 return PTR_ERR(vma);
1958
1959         i915_gem_ww_ctx_init(&ww, true);
1960 retry:
1961         err = i915_gem_object_lock(vma->obj, &ww);
1962         if (err)
1963                 goto err;
1964
1965         err = i915_vma_pin_ww(vma, &ww, 0, 0, PIN_GLOBAL | PIN_HIGH);
1966         if (err)
1967                 goto err;
1968
1969         intel_engine_pm_get(ce->engine);
1970         rq = i915_request_create(ce);
1971         intel_engine_pm_put(ce->engine);
1972         if (IS_ERR(rq)) {
1973                 err = PTR_ERR(rq);
1974                 goto err_vma_unpin;
1975         }
1976
1977         if (!IS_ERR_OR_NULL(active)) {
1978                 /* After all individual context modifications */
1979                 err = i915_request_await_active(rq, active,
1980                                                 I915_ACTIVE_AWAIT_ACTIVE);
1981                 if (err)
1982                         goto err_add_request;
1983
1984                 err = i915_active_add_request(active, rq);
1985                 if (err)
1986                         goto err_add_request;
1987         }
1988
1989         err = i915_request_await_object(rq, vma->obj, 0);
1990         if (!err)
1991                 err = i915_vma_move_to_active(vma, rq, 0);
1992         if (err)
1993                 goto err_add_request;
1994
1995         err = rq->engine->emit_bb_start(rq,
1996                                         vma->node.start, 0,
1997                                         I915_DISPATCH_SECURE);
1998         if (err)
1999                 goto err_add_request;
2000
2001 err_add_request:
2002         i915_request_add(rq);
2003 err_vma_unpin:
2004         i915_vma_unpin(vma);
2005 err:
2006         if (err == -EDEADLK) {
2007                 err = i915_gem_ww_ctx_backoff(&ww);
2008                 if (!err)
2009                         goto retry;
2010         }
2011
2012         i915_gem_ww_ctx_fini(&ww);
2013         i915_vma_put(vma);
2014         return err;
2015 }
2016
2017 static struct intel_context *oa_context(struct i915_perf_stream *stream)
2018 {
2019         return stream->pinned_ctx ?: stream->engine->kernel_context;
2020 }
2021
2022 static int
2023 hsw_enable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream,
2024                       struct i915_active *active)
2025 {
2026         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2027
2028         /*
2029          * PRM:
2030          *
2031          * OA unit is using “crclk” for its functionality. When trunk
2032          * level clock gating takes place, OA clock would be gated,
2033          * unable to count the events from non-render clock domain.
2034          * Render clock gating must be disabled when OA is enabled to
2035          * count the events from non-render domain. Unit level clock
2036          * gating for RCS should also be disabled.
2037          */
2038         intel_uncore_rmw(uncore, GEN7_MISCCPCTL,
2039                          GEN7_DOP_CLOCK_GATE_ENABLE, 0);
2040         intel_uncore_rmw(uncore, GEN6_UCGCTL1,
2041                          0, GEN6_CSUNIT_CLOCK_GATE_DISABLE);
2042
2043         return emit_oa_config(stream,
2044                               stream->oa_config, oa_context(stream),
2045                               active);
2046 }
2047
2048 static void hsw_disable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2049 {
2050         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2051
2052         intel_uncore_rmw(uncore, GEN6_UCGCTL1,
2053                          GEN6_CSUNIT_CLOCK_GATE_DISABLE, 0);
2054         intel_uncore_rmw(uncore, GEN7_MISCCPCTL,
2055                          0, GEN7_DOP_CLOCK_GATE_ENABLE);
2056
2057         intel_uncore_rmw(uncore, GDT_CHICKEN_BITS, GT_NOA_ENABLE, 0);
2058 }
2059
2060 static u32 oa_config_flex_reg(const struct i915_oa_config *oa_config,
2061                               i915_reg_t reg)
2062 {
2063         u32 mmio = i915_mmio_reg_offset(reg);
2064         int i;
2065
2066         /*
2067          * This arbitrary default will select the 'EU FPU0 Pipeline
2068          * Active' event. In the future it's anticipated that there
2069          * will be an explicit 'No Event' we can select, but not yet...
2070          */
2071         if (!oa_config)
2072                 return 0;
2073
2074         for (i = 0; i < oa_config->flex_regs_len; i++) {
2075                 if (i915_mmio_reg_offset(oa_config->flex_regs[i].addr) == mmio)
2076                         return oa_config->flex_regs[i].value;
2077         }
2078
2079         return 0;
2080 }
2081 /*
2082  * NB: It must always remain pointer safe to run this even if the OA unit
2083  * has been disabled.
2084  *
2085  * It's fine to put out-of-date values into these per-context registers
2086  * in the case that the OA unit has been disabled.
2087  */
2088 static void
2089 gen8_update_reg_state_unlocked(const struct intel_context *ce,
2090                                const struct i915_perf_stream *stream)
2091 {
2092         u32 ctx_oactxctrl = stream->perf->ctx_oactxctrl_offset;
2093         u32 ctx_flexeu0 = stream->perf->ctx_flexeu0_offset;
2094         /* The MMIO offsets for Flex EU registers aren't contiguous */
2095         i915_reg_t flex_regs[] = {
2096                 EU_PERF_CNTL0,
2097                 EU_PERF_CNTL1,
2098                 EU_PERF_CNTL2,
2099                 EU_PERF_CNTL3,
2100                 EU_PERF_CNTL4,
2101                 EU_PERF_CNTL5,
2102                 EU_PERF_CNTL6,
2103         };
2104         u32 *reg_state = ce->lrc_reg_state;
2105         int i;
2106
2107         reg_state[ctx_oactxctrl + 1] =
2108                 (stream->period_exponent << GEN8_OA_TIMER_PERIOD_SHIFT) |
2109                 (stream->periodic ? GEN8_OA_TIMER_ENABLE : 0) |
2110                 GEN8_OA_COUNTER_RESUME;
2111
2112         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(flex_regs); i++)
2113                 reg_state[ctx_flexeu0 + i * 2 + 1] =
2114                         oa_config_flex_reg(stream->oa_config, flex_regs[i]);
2115 }
2116
2117 struct flex {
2118         i915_reg_t reg;
2119         u32 offset;
2120         u32 value;
2121 };
2122
2123 static int
2124 gen8_store_flex(struct i915_request *rq,
2125                 struct intel_context *ce,
2126                 const struct flex *flex, unsigned int count)
2127 {
2128         u32 offset;
2129         u32 *cs;
2130
2131         cs = intel_ring_begin(rq, 4 * count);
2132         if (IS_ERR(cs))
2133                 return PTR_ERR(cs);
2134
2135         offset = i915_ggtt_offset(ce->state) + LRC_STATE_OFFSET;
2136         do {
2137                 *cs++ = MI_STORE_DWORD_IMM_GEN4 | MI_USE_GGTT;
2138                 *cs++ = offset + flex->offset * sizeof(u32);
2139                 *cs++ = 0;
2140                 *cs++ = flex->value;
2141         } while (flex++, --count);
2142
2143         intel_ring_advance(rq, cs);
2144
2145         return 0;
2146 }
2147
2148 static int
2149 gen8_load_flex(struct i915_request *rq,
2150                struct intel_context *ce,
2151                const struct flex *flex, unsigned int count)
2152 {
2153         u32 *cs;
2154
2155         GEM_BUG_ON(!count || count > 63);
2156
2157         cs = intel_ring_begin(rq, 2 * count + 2);
2158         if (IS_ERR(cs))
2159                 return PTR_ERR(cs);
2160
2161         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(count);
2162         do {
2163                 *cs++ = i915_mmio_reg_offset(flex->reg);
2164                 *cs++ = flex->value;
2165         } while (flex++, --count);
2166         *cs++ = MI_NOOP;
2167
2168         intel_ring_advance(rq, cs);
2169
2170         return 0;
2171 }
2172
2173 static int gen8_modify_context(struct intel_context *ce,
2174                                const struct flex *flex, unsigned int count)
2175 {
2176         struct i915_request *rq;
2177         int err;
2178
2179         rq = intel_engine_create_kernel_request(ce->engine);
2180         if (IS_ERR(rq))
2181                 return PTR_ERR(rq);
2182
2183         /* Serialise with the remote context */
2184         err = intel_context_prepare_remote_request(ce, rq);
2185         if (err == 0)
2186                 err = gen8_store_flex(rq, ce, flex, count);
2187
2188         i915_request_add(rq);
2189         return err;
2190 }
2191
2192 static int
2193 gen8_modify_self(struct intel_context *ce,
2194                  const struct flex *flex, unsigned int count,
2195                  struct i915_active *active)
2196 {
2197         struct i915_request *rq;
2198         int err;
2199
2200         intel_engine_pm_get(ce->engine);
2201         rq = i915_request_create(ce);
2202         intel_engine_pm_put(ce->engine);
2203         if (IS_ERR(rq))
2204                 return PTR_ERR(rq);
2205
2206         if (!IS_ERR_OR_NULL(active)) {
2207                 err = i915_active_add_request(active, rq);
2208                 if (err)
2209                         goto err_add_request;
2210         }
2211
2212         err = gen8_load_flex(rq, ce, flex, count);
2213         if (err)
2214                 goto err_add_request;
2215
2216 err_add_request:
2217         i915_request_add(rq);
2218         return err;
2219 }
2220
2221 static int gen8_configure_context(struct i915_gem_context *ctx,
2222                                   struct flex *flex, unsigned int count)
2223 {
2224         struct i915_gem_engines_iter it;
2225         struct intel_context *ce;
2226         int err = 0;
2227
2228         for_each_gem_engine(ce, i915_gem_context_lock_engines(ctx), it) {
2229                 GEM_BUG_ON(ce == ce->engine->kernel_context);
2230
2231                 if (ce->engine->class != RENDER_CLASS)
2232                         continue;
2233
2234                 /* Otherwise OA settings will be set upon first use */
2235                 if (!intel_context_pin_if_active(ce))
2236                         continue;
2237
2238                 flex->value = intel_sseu_make_rpcs(ce->engine->gt, &ce->sseu);
2239                 err = gen8_modify_context(ce, flex, count);
2240
2241                 intel_context_unpin(ce);
2242                 if (err)
2243                         break;
2244         }
2245         i915_gem_context_unlock_engines(ctx);
2246
2247         return err;
2248 }
2249
2250 static int gen12_configure_oar_context(struct i915_perf_stream *stream,
2251                                        struct i915_active *active)
2252 {
2253         int err;
2254         struct intel_context *ce = stream->pinned_ctx;
2255         u32 format = stream->oa_buffer.format;
2256         struct flex regs_context[] = {
2257                 {
2258                         GEN8_OACTXCONTROL,
2259                         stream->perf->ctx_oactxctrl_offset + 1,
2260                         active ? GEN8_OA_COUNTER_RESUME : 0,
2261                 },
2262         };
2263         /* Offsets in regs_lri are not used since this configuration is only
2264          * applied using LRI. Initialize the correct offsets for posterity.
2265          */
2266 #define GEN12_OAR_OACONTROL_OFFSET 0x5B0
2267         struct flex regs_lri[] = {
2268                 {
2269                         GEN12_OAR_OACONTROL,
2270                         GEN12_OAR_OACONTROL_OFFSET + 1,
2271                         (format << GEN12_OAR_OACONTROL_COUNTER_FORMAT_SHIFT) |
2272                         (active ? GEN12_OAR_OACONTROL_COUNTER_ENABLE : 0)
2273                 },
2274                 {
2275                         RING_CONTEXT_CONTROL(ce->engine->mmio_base),
2276                         CTX_CONTEXT_CONTROL,
2277                         _MASKED_FIELD(GEN12_CTX_CTRL_OAR_CONTEXT_ENABLE,
2278                                       active ?
2279                                       GEN12_CTX_CTRL_OAR_CONTEXT_ENABLE :
2280                                       0)
2281                 },
2282         };
2283
2284         /* Modify the context image of pinned context with regs_context*/
2285         err = intel_context_lock_pinned(ce);
2286         if (err)
2287                 return err;
2288
2289         err = gen8_modify_context(ce, regs_context, ARRAY_SIZE(regs_context));
2290         intel_context_unlock_pinned(ce);
2291         if (err)
2292                 return err;
2293
2294         /* Apply regs_lri using LRI with pinned context */
2295         return gen8_modify_self(ce, regs_lri, ARRAY_SIZE(regs_lri), active);
2296 }
2297
2298 /*
2299  * Manages updating the per-context aspects of the OA stream
2300  * configuration across all contexts.
2301  *
2302  * The awkward consideration here is that OACTXCONTROL controls the
2303  * exponent for periodic sampling which is primarily used for system
2304  * wide profiling where we'd like a consistent sampling period even in
2305  * the face of context switches.
2306  *
2307  * Our approach of updating the register state context (as opposed to
2308  * say using a workaround batch buffer) ensures that the hardware
2309  * won't automatically reload an out-of-date timer exponent even
2310  * transiently before a WA BB could be parsed.
2311  *
2312  * This function needs to:
2313  * - Ensure the currently running context's per-context OA state is
2314  *   updated
2315  * - Ensure that all existing contexts will have the correct per-context
2316  *   OA state if they are scheduled for use.
2317  * - Ensure any new contexts will be initialized with the correct
2318  *   per-context OA state.
2319  *
2320  * Note: it's only the RCS/Render context that has any OA state.
2321  * Note: the first flex register passed must always be R_PWR_CLK_STATE
2322  */
2323 static int
2324 oa_configure_all_contexts(struct i915_perf_stream *stream,
2325                           struct flex *regs,
2326                           size_t num_regs,
2327                           struct i915_active *active)
2328 {
2329         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
2330         struct intel_engine_cs *engine;
2331         struct i915_gem_context *ctx, *cn;
2332         int err;
2333
2334         lockdep_assert_held(&stream->perf->lock);
2335
2336         /*
2337          * The OA register config is setup through the context image. This image
2338          * might be written to by the GPU on context switch (in particular on
2339          * lite-restore). This means we can't safely update a context's image,
2340          * if this context is scheduled/submitted to run on the GPU.
2341          *
2342          * We could emit the OA register config through the batch buffer but
2343          * this might leave small interval of time where the OA unit is
2344          * configured at an invalid sampling period.
2345          *
2346          * Note that since we emit all requests from a single ring, there
2347          * is still an implicit global barrier here that may cause a high
2348          * priority context to wait for an otherwise independent low priority
2349          * context. Contexts idle at the time of reconfiguration are not
2350          * trapped behind the barrier.
2351          */
2352         spin_lock(&i915->gem.contexts.lock);
2353         list_for_each_entry_safe(ctx, cn, &i915->gem.contexts.list, link) {
2354                 if (!kref_get_unless_zero(&ctx->ref))
2355                         continue;
2356
2357                 spin_unlock(&i915->gem.contexts.lock);
2358
2359                 err = gen8_configure_context(ctx, regs, num_regs);
2360                 if (err) {
2361                         i915_gem_context_put(ctx);
2362                         return err;
2363                 }
2364
2365                 spin_lock(&i915->gem.contexts.lock);
2366                 list_safe_reset_next(ctx, cn, link);
2367                 i915_gem_context_put(ctx);
2368         }
2369         spin_unlock(&i915->gem.contexts.lock);
2370
2371         /*
2372          * After updating all other contexts, we need to modify ourselves.
2373          * If we don't modify the kernel_context, we do not get events while
2374          * idle.
2375          */
2376         for_each_uabi_engine(engine, i915) {
2377                 struct intel_context *ce = engine->kernel_context;
2378
2379                 if (engine->class != RENDER_CLASS)
2380                         continue;
2381
2382                 regs[0].value = intel_sseu_make_rpcs(engine->gt, &ce->sseu);
2383
2384                 err = gen8_modify_self(ce, regs, num_regs, active);
2385                 if (err)
2386                         return err;
2387         }
2388
2389         return 0;
2390 }
2391
2392 static int
2393 gen12_configure_all_contexts(struct i915_perf_stream *stream,
2394                              const struct i915_oa_config *oa_config,
2395                              struct i915_active *active)
2396 {
2397         struct flex regs[] = {
2398                 {
2399                         GEN8_R_PWR_CLK_STATE,
2400                         CTX_R_PWR_CLK_STATE,
2401                 },
2402         };
2403
2404         return oa_configure_all_contexts(stream,
2405                                          regs, ARRAY_SIZE(regs),
2406                                          active);
2407 }
2408
2409 static int
2410 lrc_configure_all_contexts(struct i915_perf_stream *stream,
2411                            const struct i915_oa_config *oa_config,
2412                            struct i915_active *active)
2413 {
2414         /* The MMIO offsets for Flex EU registers aren't contiguous */
2415         const u32 ctx_flexeu0 = stream->perf->ctx_flexeu0_offset;
2416 #define ctx_flexeuN(N) (ctx_flexeu0 + 2 * (N) + 1)
2417         struct flex regs[] = {
2418                 {
2419                         GEN8_R_PWR_CLK_STATE,
2420                         CTX_R_PWR_CLK_STATE,
2421                 },
2422                 {
2423                         GEN8_OACTXCONTROL,
2424                         stream->perf->ctx_oactxctrl_offset + 1,
2425                 },
2426                 { EU_PERF_CNTL0, ctx_flexeuN(0) },
2427                 { EU_PERF_CNTL1, ctx_flexeuN(1) },
2428                 { EU_PERF_CNTL2, ctx_flexeuN(2) },
2429                 { EU_PERF_CNTL3, ctx_flexeuN(3) },
2430                 { EU_PERF_CNTL4, ctx_flexeuN(4) },
2431                 { EU_PERF_CNTL5, ctx_flexeuN(5) },
2432                 { EU_PERF_CNTL6, ctx_flexeuN(6) },
2433         };
2434 #undef ctx_flexeuN
2435         int i;
2436
2437         regs[1].value =
2438                 (stream->period_exponent << GEN8_OA_TIMER_PERIOD_SHIFT) |
2439                 (stream->periodic ? GEN8_OA_TIMER_ENABLE : 0) |
2440                 GEN8_OA_COUNTER_RESUME;
2441
2442         for (i = 2; i < ARRAY_SIZE(regs); i++)
2443                 regs[i].value = oa_config_flex_reg(oa_config, regs[i].reg);
2444
2445         return oa_configure_all_contexts(stream,
2446                                          regs, ARRAY_SIZE(regs),
2447                                          active);
2448 }
2449
2450 static int
2451 gen8_enable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream,
2452                        struct i915_active *active)
2453 {
2454         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2455         struct i915_oa_config *oa_config = stream->oa_config;
2456         int ret;
2457
2458         /*
2459          * We disable slice/unslice clock ratio change reports on SKL since
2460          * they are too noisy. The HW generates a lot of redundant reports
2461          * where the ratio hasn't really changed causing a lot of redundant
2462          * work to processes and increasing the chances we'll hit buffer
2463          * overruns.
2464          *
2465          * Although we don't currently use the 'disable overrun' OABUFFER
2466          * feature it's worth noting that clock ratio reports have to be
2467          * disabled before considering to use that feature since the HW doesn't
2468          * correctly block these reports.
2469          *
2470          * Currently none of the high-level metrics we have depend on knowing
2471          * this ratio to normalize.
2472          *
2473          * Note: This register is not power context saved and restored, but
2474          * that's OK considering that we disable RC6 while the OA unit is
2475          * enabled.
2476          *
2477          * The _INCLUDE_CLK_RATIO bit allows the slice/unslice frequency to
2478          * be read back from automatically triggered reports, as part of the
2479          * RPT_ID field.
2480          */
2481         if (IS_GEN_RANGE(stream->perf->i915, 9, 11)) {
2482                 intel_uncore_write(uncore, GEN8_OA_DEBUG,
2483                                    _MASKED_BIT_ENABLE(GEN9_OA_DEBUG_DISABLE_CLK_RATIO_REPORTS |
2484                                                       GEN9_OA_DEBUG_INCLUDE_CLK_RATIO));
2485         }
2486
2487         /*
2488          * Update all contexts prior writing the mux configurations as we need
2489          * to make sure all slices/subslices are ON before writing to NOA
2490          * registers.
2491          */
2492         ret = lrc_configure_all_contexts(stream, oa_config, active);
2493         if (ret)
2494                 return ret;
2495
2496         return emit_oa_config(stream,
2497                               stream->oa_config, oa_context(stream),
2498                               active);
2499 }
2500
2501 static u32 oag_report_ctx_switches(const struct i915_perf_stream *stream)
2502 {
2503         return _MASKED_FIELD(GEN12_OAG_OA_DEBUG_DISABLE_CTX_SWITCH_REPORTS,
2504                              (stream->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT) ?
2505                              0 : GEN12_OAG_OA_DEBUG_DISABLE_CTX_SWITCH_REPORTS);
2506 }
2507
2508 static int
2509 gen12_enable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream,
2510                         struct i915_active *active)
2511 {
2512         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2513         struct i915_oa_config *oa_config = stream->oa_config;
2514         bool periodic = stream->periodic;
2515         u32 period_exponent = stream->period_exponent;
2516         int ret;
2517
2518         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OA_DEBUG,
2519                            /* Disable clk ratio reports, like previous Gens. */
2520                            _MASKED_BIT_ENABLE(GEN12_OAG_OA_DEBUG_DISABLE_CLK_RATIO_REPORTS |
2521                                               GEN12_OAG_OA_DEBUG_INCLUDE_CLK_RATIO) |
2522                            /*
2523                             * If the user didn't require OA reports, instruct
2524                             * the hardware not to emit ctx switch reports.
2525                             */
2526                            oag_report_ctx_switches(stream));
2527
2528         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL, periodic ?
2529                            (GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL_COUNTER_RESUME |
2530                             GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL_TIMER_ENABLE |
2531                             (period_exponent << GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL_TIMER_PERIOD_SHIFT))
2532                             : 0);
2533
2534         /*
2535          * Update all contexts prior writing the mux configurations as we need
2536          * to make sure all slices/subslices are ON before writing to NOA
2537          * registers.
2538          */
2539         ret = gen12_configure_all_contexts(stream, oa_config, active);
2540         if (ret)
2541                 return ret;
2542
2543         /*
2544          * For Gen12, performance counters are context
2545          * saved/restored. Only enable it for the context that
2546          * requested this.
2547          */
2548         if (stream->ctx) {
2549                 ret = gen12_configure_oar_context(stream, active);
2550                 if (ret)
2551                         return ret;
2552         }
2553
2554         return emit_oa_config(stream,
2555                               stream->oa_config, oa_context(stream),
2556                               active);
2557 }
2558
2559 static void gen8_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         lrc_configure_all_contexts(stream, NULL, NULL);
2565
2566         intel_uncore_rmw(uncore, GDT_CHICKEN_BITS, GT_NOA_ENABLE, 0);
2567 }
2568
2569 static void gen10_disable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2570 {
2571         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2572
2573         /* Reset all contexts' slices/subslices configurations. */
2574         lrc_configure_all_contexts(stream, NULL, NULL);
2575
2576         /* Make sure we disable noa to save power. */
2577         intel_uncore_rmw(uncore, RPM_CONFIG1, GEN10_GT_NOA_ENABLE, 0);
2578 }
2579
2580 static void gen12_disable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2581 {
2582         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2583
2584         /* Reset all contexts' slices/subslices configurations. */
2585         gen12_configure_all_contexts(stream, NULL, NULL);
2586
2587         /* disable the context save/restore or OAR counters */
2588         if (stream->ctx)
2589                 gen12_configure_oar_context(stream, NULL);
2590
2591         /* Make sure we disable noa to save power. */
2592         intel_uncore_rmw(uncore, RPM_CONFIG1, GEN10_GT_NOA_ENABLE, 0);
2593 }
2594
2595 static void gen7_oa_enable(struct i915_perf_stream *stream)
2596 {
2597         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2598         struct i915_gem_context *ctx = stream->ctx;
2599         u32 ctx_id = stream->specific_ctx_id;
2600         bool periodic = stream->periodic;
2601         u32 period_exponent = stream->period_exponent;
2602         u32 report_format = stream->oa_buffer.format;
2603
2604         /*
2605          * Reset buf pointers so we don't forward reports from before now.
2606          *
2607          * Think carefully if considering trying to avoid this, since it
2608          * also ensures status flags and the buffer itself are cleared
2609          * in error paths, and we have checks for invalid reports based
2610          * on the assumption that certain fields are written to zeroed
2611          * memory which this helps maintains.
2612          */
2613         gen7_init_oa_buffer(stream);
2614
2615         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OACONTROL,
2616                            (ctx_id & GEN7_OACONTROL_CTX_MASK) |
2617                            (period_exponent <<
2618                             GEN7_OACONTROL_TIMER_PERIOD_SHIFT) |
2619                            (periodic ? GEN7_OACONTROL_TIMER_ENABLE : 0) |
2620                            (report_format << GEN7_OACONTROL_FORMAT_SHIFT) |
2621                            (ctx ? GEN7_OACONTROL_PER_CTX_ENABLE : 0) |
2622                            GEN7_OACONTROL_ENABLE);
2623 }
2624
2625 static void gen8_oa_enable(struct i915_perf_stream *stream)
2626 {
2627         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2628         u32 report_format = stream->oa_buffer.format;
2629
2630         /*
2631          * Reset buf pointers so we don't forward reports from before now.
2632          *
2633          * Think carefully if considering trying to avoid this, since it
2634          * also ensures status flags and the buffer itself are cleared
2635          * in error paths, and we have checks for invalid reports based
2636          * on the assumption that certain fields are written to zeroed
2637          * memory which this helps maintains.
2638          */
2639         gen8_init_oa_buffer(stream);
2640
2641         /*
2642          * Note: we don't rely on the hardware to perform single context
2643          * filtering and instead filter on the cpu based on the context-id
2644          * field of reports
2645          */
2646         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OACONTROL,
2647                            (report_format << GEN8_OA_REPORT_FORMAT_SHIFT) |
2648                            GEN8_OA_COUNTER_ENABLE);
2649 }
2650
2651 static void gen12_oa_enable(struct i915_perf_stream *stream)
2652 {
2653         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2654         u32 report_format = stream->oa_buffer.format;
2655
2656         /*
2657          * If we don't want OA reports from the OA buffer, then we don't even
2658          * need to program the OAG unit.
2659          */
2660         if (!(stream->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT))
2661                 return;
2662
2663         gen12_init_oa_buffer(stream);
2664
2665         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OACONTROL,
2666                            (report_format << GEN12_OAG_OACONTROL_OA_COUNTER_FORMAT_SHIFT) |
2667                            GEN12_OAG_OACONTROL_OA_COUNTER_ENABLE);
2668 }
2669
2670 /**
2671  * i915_oa_stream_enable - handle `I915_PERF_IOCTL_ENABLE` for OA stream
2672  * @stream: An i915 perf stream opened for OA metrics
2673  *
2674  * [Re]enables hardware periodic sampling according to the period configured
2675  * when opening the stream. This also starts a hrtimer that will periodically
2676  * check for data in the circular OA buffer for notifying userspace (e.g.
2677  * during a read() or poll()).
2678  */
2679 static void i915_oa_stream_enable(struct i915_perf_stream *stream)
2680 {
2681         stream->pollin = false;
2682
2683         stream->perf->ops.oa_enable(stream);
2684
2685         if (stream->periodic)
2686                 hrtimer_start(&stream->poll_check_timer,
2687                               ns_to_ktime(stream->poll_oa_period),
2688                               HRTIMER_MODE_REL_PINNED);
2689 }
2690
2691 static void gen7_oa_disable(struct i915_perf_stream *stream)
2692 {
2693         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2694
2695         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OACONTROL, 0);
2696         if (intel_wait_for_register(uncore,
2697                                     GEN7_OACONTROL, GEN7_OACONTROL_ENABLE, 0,
2698                                     50))
2699                 drm_err(&stream->perf->i915->drm,
2700                         "wait for OA to be disabled timed out\n");
2701 }
2702
2703 static void gen8_oa_disable(struct i915_perf_stream *stream)
2704 {
2705         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2706
2707         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OACONTROL, 0);
2708         if (intel_wait_for_register(uncore,
2709                                     GEN8_OACONTROL, GEN8_OA_COUNTER_ENABLE, 0,
2710                                     50))
2711                 drm_err(&stream->perf->i915->drm,
2712                         "wait for OA to be disabled timed out\n");
2713 }
2714
2715 static void gen12_oa_disable(struct i915_perf_stream *stream)
2716 {
2717         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2718
2719         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OACONTROL, 0);
2720         if (intel_wait_for_register(uncore,
2721                                     GEN12_OAG_OACONTROL,
2722                                     GEN12_OAG_OACONTROL_OA_COUNTER_ENABLE, 0,
2723                                     50))
2724                 drm_err(&stream->perf->i915->drm,
2725                         "wait for OA to be disabled timed out\n");
2726
2727         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OA_TLB_INV_CR, 1);
2728         if (intel_wait_for_register(uncore,
2729                                     GEN12_OA_TLB_INV_CR,
2730                                     1, 0,
2731                                     50))
2732                 drm_err(&stream->perf->i915->drm,
2733                         "wait for OA tlb invalidate timed out\n");
2734 }
2735
2736 /**
2737  * i915_oa_stream_disable - handle `I915_PERF_IOCTL_DISABLE` for OA stream
2738  * @stream: An i915 perf stream opened for OA metrics
2739  *
2740  * Stops the OA unit from periodically writing counter reports into the
2741  * circular OA buffer. This also stops the hrtimer that periodically checks for
2742  * data in the circular OA buffer, for notifying userspace.
2743  */
2744 static void i915_oa_stream_disable(struct i915_perf_stream *stream)
2745 {
2746         stream->perf->ops.oa_disable(stream);
2747
2748         if (stream->periodic)
2749                 hrtimer_cancel(&stream->poll_check_timer);
2750 }
2751
2752 static const struct i915_perf_stream_ops i915_oa_stream_ops = {
2753         .destroy = i915_oa_stream_destroy,
2754         .enable = i915_oa_stream_enable,
2755         .disable = i915_oa_stream_disable,
2756         .wait_unlocked = i915_oa_wait_unlocked,
2757         .poll_wait = i915_oa_poll_wait,
2758         .read = i915_oa_read,
2759 };
2760
2761 static int i915_perf_stream_enable_sync(struct i915_perf_stream *stream)
2762 {
2763         struct i915_active *active;
2764         int err;
2765
2766         active = i915_active_create();
2767         if (!active)
2768                 return -ENOMEM;
2769
2770         err = stream->perf->ops.enable_metric_set(stream, active);
2771         if (err == 0)
2772                 __i915_active_wait(active, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
2773
2774         i915_active_put(active);
2775         return err;
2776 }
2777
2778 static void
2779 get_default_sseu_config(struct intel_sseu *out_sseu,
2780                         struct intel_engine_cs *engine)
2781 {
2782         const struct sseu_dev_info *devinfo_sseu = &engine->gt->info.sseu;
2783
2784         *out_sseu = intel_sseu_from_device_info(devinfo_sseu);
2785
2786         if (IS_GEN(engine->i915, 11)) {
2787                 /*
2788                  * We only need subslice count so it doesn't matter which ones
2789                  * we select - just turn off low bits in the amount of half of
2790                  * all available subslices per slice.
2791                  */
2792                 out_sseu->subslice_mask =
2793                         ~(~0 << (hweight8(out_sseu->subslice_mask) / 2));
2794                 out_sseu->slice_mask = 0x1;
2795         }
2796 }
2797
2798 static int
2799 get_sseu_config(struct intel_sseu *out_sseu,
2800                 struct intel_engine_cs *engine,
2801                 const struct drm_i915_gem_context_param_sseu *drm_sseu)
2802 {
2803         if (drm_sseu->engine.engine_class != engine->uabi_class ||
2804             drm_sseu->engine.engine_instance != engine->uabi_instance)
2805                 return -EINVAL;
2806
2807         return i915_gem_user_to_context_sseu(engine->gt, drm_sseu, out_sseu);
2808 }
2809
2810 /**
2811  * i915_oa_stream_init - validate combined props for OA stream and init
2812  * @stream: An i915 perf stream
2813  * @param: The open parameters passed to `DRM_I915_PERF_OPEN`
2814  * @props: The property state that configures stream (individually validated)
2815  *
2816  * While read_properties_unlocked() validates properties in isolation it
2817  * doesn't ensure that the combination necessarily makes sense.
2818  *
2819  * At this point it has been determined that userspace wants a stream of
2820  * OA metrics, but still we need to further validate the combined
2821  * properties are OK.
2822  *
2823  * If the configuration makes sense then we can allocate memory for
2824  * a circular OA buffer and apply the requested metric set configuration.
2825  *
2826  * Returns: zero on success or a negative error code.
2827  */
2828 static int i915_oa_stream_init(struct i915_perf_stream *stream,
2829                                struct drm_i915_perf_open_param *param,
2830                                struct perf_open_properties *props)
2831 {
2832         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
2833         struct i915_perf *perf = stream->perf;
2834         int format_size;
2835         int ret;
2836
2837         if (!props->engine) {
2838                 DRM_DEBUG("OA engine not specified\n");
2839                 return -EINVAL;
2840         }
2841
2842         /*
2843          * If the sysfs metrics/ directory wasn't registered for some
2844          * reason then don't let userspace try their luck with config
2845          * IDs
2846          */
2847         if (!perf->metrics_kobj) {
2848                 DRM_DEBUG("OA metrics weren't advertised via sysfs\n");
2849                 return -EINVAL;
2850         }
2851
2852         if (!(props->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT) &&
2853             (INTEL_GEN(perf->i915) < 12 || !stream->ctx)) {
2854                 DRM_DEBUG("Only OA report sampling supported\n");
2855                 return -EINVAL;
2856         }
2857
2858         if (!perf->ops.enable_metric_set) {
2859                 DRM_DEBUG("OA unit not supported\n");
2860                 return -ENODEV;
2861         }
2862
2863         /*
2864          * To avoid the complexity of having to accurately filter
2865          * counter reports and marshal to the appropriate client
2866          * we currently only allow exclusive access
2867          */
2868         if (perf->exclusive_stream) {
2869                 DRM_DEBUG("OA unit already in use\n");
2870                 return -EBUSY;
2871         }
2872
2873         if (!props->oa_format) {
2874                 DRM_DEBUG("OA report format not specified\n");
2875                 return -EINVAL;
2876         }
2877
2878         stream->engine = props->engine;
2879         stream->uncore = stream->engine->gt->uncore;
2880
2881         stream->sample_size = sizeof(struct drm_i915_perf_record_header);
2882
2883         format_size = perf->oa_formats[props->oa_format].size;
2884
2885         stream->sample_flags = props->sample_flags;
2886         stream->sample_size += format_size;
2887
2888         stream->oa_buffer.format_size = format_size;
2889         if (drm_WARN_ON(&i915->drm, stream->oa_buffer.format_size == 0))
2890                 return -EINVAL;
2891
2892         stream->hold_preemption = props->hold_preemption;
2893
2894         stream->oa_buffer.format =
2895                 perf->oa_formats[props->oa_format].format;
2896
2897         stream->periodic = props->oa_periodic;
2898         if (stream->periodic)
2899                 stream->period_exponent = props->oa_period_exponent;
2900
2901         if (stream->ctx) {
2902                 ret = oa_get_render_ctx_id(stream);
2903                 if (ret) {
2904                         DRM_DEBUG("Invalid context id to filter with\n");
2905                         return ret;
2906                 }
2907         }
2908
2909         ret = alloc_noa_wait(stream);
2910         if (ret) {
2911                 DRM_DEBUG("Unable to allocate NOA wait batch buffer\n");
2912                 goto err_noa_wait_alloc;
2913         }
2914
2915         stream->oa_config = i915_perf_get_oa_config(perf, props->metrics_set);
2916         if (!stream->oa_config) {
2917                 DRM_DEBUG("Invalid OA config id=%i\n", props->metrics_set);
2918                 ret = -EINVAL;
2919                 goto err_config;
2920         }
2921
2922         /* PRM - observability performance counters:
2923          *
2924          *   OACONTROL, performance counter enable, note:
2925          *
2926          *   "When this bit is set, in order to have coherent counts,
2927          *   RC6 power state and trunk clock gating must be disabled.
2928          *   This can be achieved by programming MMIO registers as
2929          *   0xA094=0 and 0xA090[31]=1"
2930          *
2931          *   In our case we are expecting that taking pm + FORCEWAKE
2932          *   references will effectively disable RC6.
2933          */
2934         intel_engine_pm_get(stream->engine);
2935         intel_uncore_forcewake_get(stream->uncore, FORCEWAKE_ALL);
2936
2937         ret = alloc_oa_buffer(stream);
2938         if (ret)
2939                 goto err_oa_buf_alloc;
2940
2941         stream->ops = &i915_oa_stream_ops;
2942
2943         perf->sseu = props->sseu;
2944         WRITE_ONCE(perf->exclusive_stream, stream);
2945
2946         ret = i915_perf_stream_enable_sync(stream);
2947         if (ret) {
2948                 DRM_DEBUG("Unable to enable metric set\n");
2949                 goto err_enable;
2950         }
2951
2952         DRM_DEBUG("opening stream oa config uuid=%s\n",
2953                   stream->oa_config->uuid);
2954
2955         hrtimer_init(&stream->poll_check_timer,
2956                      CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
2957         stream->poll_check_timer.function = oa_poll_check_timer_cb;
2958         init_waitqueue_head(&stream->poll_wq);
2959         spin_lock_init(&stream->oa_buffer.ptr_lock);
2960
2961         return 0;
2962
2963 err_enable:
2964         WRITE_ONCE(perf->exclusive_stream, NULL);
2965         perf->ops.disable_metric_set(stream);
2966
2967         free_oa_buffer(stream);
2968
2969 err_oa_buf_alloc:
2970         free_oa_configs(stream);
2971
2972         intel_uncore_forcewake_put(stream->uncore, FORCEWAKE_ALL);
2973         intel_engine_pm_put(stream->engine);
2974
2975 err_config:
2976         free_noa_wait(stream);
2977
2978 err_noa_wait_alloc:
2979         if (stream->ctx)
2980                 oa_put_render_ctx_id(stream);
2981
2982         return ret;
2983 }
2984
2985 void i915_oa_init_reg_state(const struct intel_context *ce,
2986                             const struct intel_engine_cs *engine)
2987 {
2988         struct i915_perf_stream *stream;
2989
2990         if (engine->class != RENDER_CLASS)
2991                 return;
2992
2993         /* perf.exclusive_stream serialised by lrc_configure_all_contexts() */
2994         stream = READ_ONCE(engine->i915->perf.exclusive_stream);
2995         if (stream && INTEL_GEN(stream->perf->i915) < 12)
2996                 gen8_update_reg_state_unlocked(ce, stream);
2997 }
2998
2999 /**
3000  * i915_perf_read - handles read() FOP for i915 perf stream FDs
3001  * @file: An i915 perf stream file
3002  * @buf: destination buffer given by userspace
3003  * @count: the number of bytes userspace wants to read
3004  * @ppos: (inout) file seek position (unused)
3005  *
3006  * The entry point for handling a read() on a stream file descriptor from
3007  * userspace. Most of the work is left to the i915_perf_read_locked() and
3008  * &i915_perf_stream_ops->read but to save having stream implementations (of
3009  * which we might have multiple later) we handle blocking read here.
3010  *
3011  * We can also consistently treat trying to read from a disabled stream
3012  * as an IO error so implementations can assume the stream is enabled
3013  * while reading.
3014  *
3015  * Returns: The number of bytes copied or a negative error code on failure.
3016  */
3017 static ssize_t i915_perf_read(struct file *file,
3018                               char __user *buf,
3019                               size_t count,
3020                               loff_t *ppos)
3021 {
3022         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
3023         struct i915_perf *perf = stream->perf;
3024         size_t offset = 0;
3025         int ret;
3026
3027         /* To ensure it's handled consistently we simply treat all reads of a
3028          * disabled stream as an error. In particular it might otherwise lead
3029          * to a deadlock for blocking file descriptors...
3030          */
3031         if (!stream->enabled)
3032                 return -EIO;
3033
3034         if (!(file->f_flags & O_NONBLOCK)) {
3035                 /* There's the small chance of false positives from
3036                  * stream->ops->wait_unlocked.
3037                  *
3038                  * E.g. with single context filtering since we only wait until
3039                  * oabuffer has >= 1 report we don't immediately know whether
3040                  * any reports really belong to the current context
3041                  */
3042                 do {
3043                         ret = stream->ops->wait_unlocked(stream);
3044                         if (ret)
3045                                 return ret;
3046
3047                         mutex_lock(&perf->lock);
3048                         ret = stream->ops->read(stream, buf, count, &offset);
3049                         mutex_unlock(&perf->lock);
3050                 } while (!offset && !ret);
3051         } else {
3052                 mutex_lock(&perf->lock);
3053                 ret = stream->ops->read(stream, buf, count, &offset);
3054                 mutex_unlock(&perf->lock);
3055         }
3056
3057         /* We allow the poll checking to sometimes report false positive EPOLLIN
3058          * events where we might actually report EAGAIN on read() if there's
3059          * not really any data available. In this situation though we don't
3060          * want to enter a busy loop between poll() reporting a EPOLLIN event
3061          * and read() returning -EAGAIN. Clearing the oa.pollin state here
3062          * effectively ensures we back off until the next hrtimer callback
3063          * before reporting another EPOLLIN event.
3064          * The exception to this is if ops->read() returned -ENOSPC which means
3065          * that more OA data is available than could fit in the user provided
3066          * buffer. In this case we want the next poll() call to not block.
3067          */
3068         if (ret != -ENOSPC)
3069                 stream->pollin = false;
3070
3071         /* Possible values for ret are 0, -EFAULT, -ENOSPC, -EIO, ... */
3072         return offset ?: (ret ?: -EAGAIN);
3073 }
3074
3075 static enum hrtimer_restart oa_poll_check_timer_cb(struct hrtimer *hrtimer)
3076 {
3077         struct i915_perf_stream *stream =
3078                 container_of(hrtimer, typeof(*stream), poll_check_timer);
3079
3080         if (oa_buffer_check_unlocked(stream)) {
3081                 stream->pollin = true;
3082                 wake_up(&stream->poll_wq);
3083         }
3084
3085         hrtimer_forward_now(hrtimer,
3086                             ns_to_ktime(stream->poll_oa_period));
3087
3088         return HRTIMER_RESTART;
3089 }
3090
3091 /**
3092  * i915_perf_poll_locked - poll_wait() with a suitable wait queue for stream
3093  * @stream: An i915 perf stream
3094  * @file: An i915 perf stream file
3095  * @wait: poll() state table
3096  *
3097  * For handling userspace polling on an i915 perf stream, this calls through to
3098  * &i915_perf_stream_ops->poll_wait to call poll_wait() with a wait queue that
3099  * will be woken for new stream data.
3100  *
3101  * Note: The &perf->lock mutex has been taken to serialize
3102  * with any non-file-operation driver hooks.
3103  *
3104  * Returns: any poll events that are ready without sleeping
3105  */
3106 static __poll_t i915_perf_poll_locked(struct i915_perf_stream *stream,
3107                                       struct file *file,
3108                                       poll_table *wait)
3109 {
3110         __poll_t events = 0;
3111
3112         stream->ops->poll_wait(stream, file, wait);
3113
3114         /* Note: we don't explicitly check whether there's something to read
3115          * here since this path may be very hot depending on what else
3116          * userspace is polling, or on the timeout in use. We rely solely on
3117          * the hrtimer/oa_poll_check_timer_cb to notify us when there are
3118          * samples to read.
3119          */
3120         if (stream->pollin)
3121                 events |= EPOLLIN;
3122
3123         return events;
3124 }
3125
3126 /**
3127  * i915_perf_poll - call poll_wait() with a suitable wait queue for stream
3128  * @file: An i915 perf stream file
3129  * @wait: poll() state table
3130  *
3131  * For handling userspace polling on an i915 perf stream, this ensures
3132  * poll_wait() gets called with a wait queue that will be woken for new stream
3133  * data.
3134  *
3135  * Note: Implementation deferred to i915_perf_poll_locked()
3136  *
3137  * Returns: any poll events that are ready without sleeping
3138  */
3139 static __poll_t i915_perf_poll(struct file *file, poll_table *wait)
3140 {
3141         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
3142         struct i915_perf *perf = stream->perf;
3143         __poll_t ret;
3144
3145         mutex_lock(&perf->lock);
3146         ret = i915_perf_poll_locked(stream, file, wait);
3147         mutex_unlock(&perf->lock);
3148
3149         return ret;
3150 }
3151
3152 /**
3153  * i915_perf_enable_locked - handle `I915_PERF_IOCTL_ENABLE` ioctl
3154  * @stream: A disabled i915 perf stream
3155  *
3156  * [Re]enables the associated capture of data for this stream.
3157  *
3158  * If a stream was previously enabled then there's currently no intention
3159  * to provide userspace any guarantee about the preservation of previously
3160  * buffered data.
3161  */
3162 static void i915_perf_enable_locked(struct i915_perf_stream *stream)
3163 {
3164         if (stream->enabled)
3165                 return;
3166
3167         /* Allow stream->ops->enable() to refer to this */
3168         stream->enabled = true;
3169
3170         if (stream->ops->enable)
3171                 stream->ops->enable(stream);
3172
3173         if (stream->hold_preemption)
3174                 intel_context_set_nopreempt(stream->pinned_ctx);
3175 }
3176
3177 /**
3178  * i915_perf_disable_locked - handle `I915_PERF_IOCTL_DISABLE` ioctl
3179  * @stream: An enabled i915 perf stream
3180  *
3181  * Disables the associated capture of data for this stream.
3182  *
3183  * The intention is that disabling an re-enabling a stream will ideally be
3184  * cheaper than destroying and re-opening a stream with the same configuration,
3185  * though there are no formal guarantees about what state or buffered data
3186  * must be retained between disabling and re-enabling a stream.
3187  *
3188  * Note: while a stream is disabled it's considered an error for userspace
3189  * to attempt to read from the stream (-EIO).
3190  */
3191 static void i915_perf_disable_locked(struct i915_perf_stream *stream)
3192 {
3193         if (!stream->enabled)
3194                 return;
3195
3196         /* Allow stream->ops->disable() to refer to this */
3197         stream->enabled = false;
3198
3199         if (stream->hold_preemption)
3200                 intel_context_clear_nopreempt(stream->pinned_ctx);
3201
3202         if (stream->ops->disable)
3203                 stream->ops->disable(stream);
3204 }
3205
3206 static long i915_perf_config_locked(struct i915_perf_stream *stream,
3207                                     unsigned long metrics_set)
3208 {
3209         struct i915_oa_config *config;
3210         long ret = stream->oa_config->id;
3211
3212         config = i915_perf_get_oa_config(stream->perf, metrics_set);
3213         if (!config)
3214                 return -EINVAL;
3215
3216         if (config != stream->oa_config) {
3217                 int err;
3218
3219                 /*
3220                  * If OA is bound to a specific context, emit the
3221                  * reconfiguration inline from that context. The update
3222                  * will then be ordered with respect to submission on that
3223                  * context.
3224                  *
3225                  * When set globally, we use a low priority kernel context,
3226                  * so it will effectively take effect when idle.
3227                  */
3228                 err = emit_oa_config(stream, config, oa_context(stream), NULL);
3229                 if (!err)
3230                         config = xchg(&stream->oa_config, config);
3231                 else
3232                         ret = err;
3233         }
3234
3235         i915_oa_config_put(config);
3236
3237         return ret;
3238 }
3239
3240 /**
3241  * i915_perf_ioctl_locked - support ioctl() usage with i915 perf stream FDs
3242  * @stream: An i915 perf stream
3243  * @cmd: the ioctl request
3244  * @arg: the ioctl data
3245  *
3246  * Note: The &perf->lock mutex has been taken to serialize
3247  * with any non-file-operation driver hooks.
3248  *
3249  * Returns: zero on success or a negative error code. Returns -EINVAL for
3250  * an unknown ioctl request.
3251  */
3252 static long i915_perf_ioctl_locked(struct i915_perf_stream *stream,
3253                                    unsigned int cmd,
3254                                    unsigned long arg)
3255 {
3256         switch (cmd) {
3257         case I915_PERF_IOCTL_ENABLE:
3258                 i915_perf_enable_locked(stream);
3259                 return 0;
3260         case I915_PERF_IOCTL_DISABLE:
3261                 i915_perf_disable_locked(stream);
3262                 return 0;
3263         case I915_PERF_IOCTL_CONFIG:
3264                 return i915_perf_config_locked(stream, arg);
3265         }
3266
3267         return -EINVAL;
3268 }
3269
3270 /**
3271  * i915_perf_ioctl - support ioctl() usage with i915 perf stream FDs
3272  * @file: An i915 perf stream file
3273  * @cmd: the ioctl request
3274  * @arg: the ioctl data
3275  *
3276  * Implementation deferred to i915_perf_ioctl_locked().
3277  *
3278  * Returns: zero on success or a negative error code. Returns -EINVAL for
3279  * an unknown ioctl request.
3280  */
3281 static long i915_perf_ioctl(struct file *file,
3282                             unsigned int cmd,
3283                             unsigned long arg)
3284 {
3285         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
3286         struct i915_perf *perf = stream->perf;
3287         long ret;
3288
3289         mutex_lock(&perf->lock);
3290         ret = i915_perf_ioctl_locked(stream, cmd, arg);
3291         mutex_unlock(&perf->lock);
3292
3293         return ret;
3294 }
3295
3296 /**
3297  * i915_perf_destroy_locked - destroy an i915 perf stream
3298  * @stream: An i915 perf stream
3299  *
3300  * Frees all resources associated with the given i915 perf @stream, disabling
3301  * any associated data capture in the process.
3302  *
3303  * Note: The &perf->lock mutex has been taken to serialize
3304  * with any non-file-operation driver hooks.
3305  */
3306 static void i915_perf_destroy_locked(struct i915_perf_stream *stream)
3307 {
3308         if (stream->enabled)
3309                 i915_perf_disable_locked(stream);
3310
3311         if (stream->ops->destroy)
3312                 stream->ops->destroy(stream);
3313
3314         if (stream->ctx)
3315                 i915_gem_context_put(stream->ctx);
3316
3317         kfree(stream);
3318 }
3319
3320 /**
3321  * i915_perf_release - handles userspace close() of a stream file
3322  * @inode: anonymous inode associated with file
3323  * @file: An i915 perf stream file
3324  *
3325  * Cleans up any resources associated with an open i915 perf stream file.
3326  *
3327  * NB: close() can't really fail from the userspace point of view.
3328  *
3329  * Returns: zero on success or a negative error code.
3330  */
3331 static int i915_perf_release(struct inode *inode, struct file *file)
3332 {
3333         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
3334         struct i915_perf *perf = stream->perf;
3335
3336         mutex_lock(&perf->lock);
3337         i915_perf_destroy_locked(stream);
3338         mutex_unlock(&perf->lock);
3339
3340         /* Release the reference the perf stream kept on the driver. */
3341         drm_dev_put(&perf->i915->drm);
3342
3343         return 0;
3344 }
3345
3346
3347 static const struct file_operations fops = {
3348         .owner          = THIS_MODULE,
3349         .llseek         = no_llseek,
3350         .release        = i915_perf_release,
3351         .poll           = i915_perf_poll,
3352         .read           = i915_perf_read,
3353         .unlocked_ioctl = i915_perf_ioctl,
3354         /* Our ioctl have no arguments, so it's safe to use the same function
3355          * to handle 32bits compatibility.
3356          */
3357         .compat_ioctl   = i915_perf_ioctl,
3358 };
3359
3360
3361 /**
3362  * i915_perf_open_ioctl_locked - DRM ioctl() for userspace to open a stream FD
3363  * @perf: i915 perf instance
3364  * @param: The open parameters passed to 'DRM_I915_PERF_OPEN`
3365  * @props: individually validated u64 property value pairs
3366  * @file: drm file
3367  *
3368  * See i915_perf_ioctl_open() for interface details.
3369  *
3370  * Implements further stream config validation and stream initialization on
3371  * behalf of i915_perf_open_ioctl() with the &perf->lock mutex
3372  * taken to serialize with any non-file-operation driver hooks.
3373  *
3374  * Note: at this point the @props have only been validated in isolation and
3375  * it's still necessary to validate that the combination of properties makes
3376  * sense.
3377  *
3378  * In the case where userspace is interested in OA unit metrics then further
3379  * config validation and stream initialization details will be handled by
3380  * i915_oa_stream_init(). The code here should only validate config state that
3381  * will be relevant to all stream types / backends.
3382  *
3383  * Returns: zero on success or a negative error code.
3384  */
3385 static int
3386 i915_perf_open_ioctl_locked(struct i915_perf *perf,
3387                             struct drm_i915_perf_open_param *param,
3388                             struct perf_open_properties *props,
3389                             struct drm_file *file)
3390 {
3391         struct i915_gem_context *specific_ctx = NULL;
3392         struct i915_perf_stream *stream = NULL;
3393         unsigned long f_flags = 0;
3394         bool privileged_op = true;
3395         int stream_fd;
3396         int ret;
3397
3398         if (props->single_context) {
3399                 u32 ctx_handle = props->ctx_handle;
3400                 struct drm_i915_file_private *file_priv = file->driver_priv;
3401
3402                 specific_ctx = i915_gem_context_lookup(file_priv, ctx_handle);
3403                 if (!specific_ctx) {
3404                         DRM_DEBUG("Failed to look up context with ID %u for opening perf stream\n",
3405                                   ctx_handle);
3406                         ret = -ENOENT;
3407                         goto err;
3408                 }
3409         }
3410
3411         /*
3412          * On Haswell the OA unit supports clock gating off for a specific
3413          * context and in this mode there's no visibility of metrics for the
3414          * rest of the system, which we consider acceptable for a
3415          * non-privileged client.
3416          *
3417          * For Gen8->11 the OA unit no longer supports clock gating off for a
3418          * specific context and the kernel can't securely stop the counters
3419          * from updating as system-wide / global values. Even though we can
3420          * filter reports based on the included context ID we can't block
3421          * clients from seeing the raw / global counter values via
3422          * MI_REPORT_PERF_COUNT commands and so consider it a privileged op to
3423          * enable the OA unit by default.
3424          *
3425          * For Gen12+ we gain a new OAR unit that only monitors the RCS on a
3426          * per context basis. So we can relax requirements there if the user
3427          * doesn't request global stream access (i.e. query based sampling
3428          * using MI_RECORD_PERF_COUNT.
3429          */
3430         if (IS_HASWELL(perf->i915) && specific_ctx)
3431                 privileged_op = false;
3432         else if (IS_GEN(perf->i915, 12) && specific_ctx &&
3433                  (props->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT) == 0)
3434                 privileged_op = false;
3435
3436         if (props->hold_preemption) {
3437                 if (!props->single_context) {
3438                         DRM_DEBUG("preemption disable with no context\n");
3439                         ret = -EINVAL;
3440                         goto err;
3441                 }
3442                 privileged_op = true;
3443         }
3444
3445         /*
3446          * Asking for SSEU configuration is a priviliged operation.
3447          */
3448         if (props->has_sseu)
3449                 privileged_op = true;
3450         else
3451                 get_default_sseu_config(&props->sseu, props->engine);
3452
3453         /* Similar to perf's kernel.perf_paranoid_cpu sysctl option
3454          * we check a dev.i915.perf_stream_paranoid sysctl option
3455          * to determine if it's ok to access system wide OA counters
3456          * without CAP_PERFMON or CAP_SYS_ADMIN privileges.
3457          */
3458         if (privileged_op &&
3459             i915_perf_stream_paranoid && !perfmon_capable()) {
3460                 DRM_DEBUG("Insufficient privileges to open i915 perf stream\n");
3461                 ret = -EACCES;
3462                 goto err_ctx;
3463         }
3464
3465         stream = kzalloc(sizeof(*stream), GFP_KERNEL);
3466         if (!stream) {
3467                 ret = -ENOMEM;
3468                 goto err_ctx;
3469         }
3470
3471         stream->perf = perf;
3472         stream->ctx = specific_ctx;
3473         stream->poll_oa_period = props->poll_oa_period;
3474
3475         ret = i915_oa_stream_init(stream, param, props);
3476         if (ret)
3477                 goto err_alloc;
3478
3479         /* we avoid simply assigning stream->sample_flags = props->sample_flags
3480          * to have _stream_init check the combination of sample flags more
3481          * thoroughly, but still this is the expected result at this point.
3482          */
3483         if (WARN_ON(stream->sample_flags != props->sample_flags)) {
3484                 ret = -ENODEV;
3485                 goto err_flags;
3486         }
3487
3488         if (param->flags & I915_PERF_FLAG_FD_CLOEXEC)
3489                 f_flags |= O_CLOEXEC;
3490         if (param->flags & I915_PERF_FLAG_FD_NONBLOCK)
3491                 f_flags |= O_NONBLOCK;
3492
3493         stream_fd = anon_inode_getfd("[i915_perf]", &fops, stream, f_flags);
3494         if (stream_fd < 0) {
3495                 ret = stream_fd;
3496                 goto err_flags;
3497         }
3498
3499         if (!(param->flags & I915_PERF_FLAG_DISABLED))
3500                 i915_perf_enable_locked(stream);
3501
3502         /* Take a reference on the driver that will be kept with stream_fd
3503          * until its release.
3504          */
3505         drm_dev_get(&perf->i915->drm);
3506
3507         return stream_fd;
3508
3509 err_flags:
3510         if (stream->ops->destroy)
3511                 stream->ops->destroy(stream);
3512 err_alloc:
3513         kfree(stream);
3514 err_ctx:
3515         if (specific_ctx)
3516                 i915_gem_context_put(specific_ctx);
3517 err:
3518         return ret;
3519 }
3520
3521 static u64 oa_exponent_to_ns(struct i915_perf *perf, int exponent)
3522 {
3523         return intel_gt_clock_interval_to_ns(perf->i915->ggtt.vm.gt,
3524                                              2ULL << exponent);
3525 }
3526
3527 /**
3528  * read_properties_unlocked - validate + copy userspace stream open properties
3529  * @perf: i915 perf instance
3530  * @uprops: The array of u64 key value pairs given by userspace
3531  * @n_props: The number of key value pairs expected in @uprops
3532  * @props: The stream configuration built up while validating properties
3533  *
3534  * Note this function only validates properties in isolation it doesn't
3535  * validate that the combination of properties makes sense or that all
3536  * properties necessary for a particular kind of stream have been set.
3537  *
3538  * Note that there currently aren't any ordering requirements for properties so
3539  * we shouldn't validate or assume anything about ordering here. This doesn't
3540  * rule out defining new properties with ordering requirements in the future.
3541  */
3542 static int read_properties_unlocked(struct i915_perf *perf,
3543                                     u64 __user *uprops,
3544                                     u32 n_props,
3545                                     struct perf_open_properties *props)
3546 {
3547         u64 __user *uprop = uprops;
3548         u32 i;
3549         int ret;
3550
3551         memset(props, 0, sizeof(struct perf_open_properties));
3552         props->poll_oa_period = DEFAULT_POLL_PERIOD_NS;
3553
3554         if (!n_props) {
3555                 DRM_DEBUG("No i915 perf properties given\n");
3556                 return -EINVAL;
3557         }
3558
3559         /* At the moment we only support using i915-perf on the RCS. */
3560         props->engine = intel_engine_lookup_user(perf->i915,
3561                                                  I915_ENGINE_CLASS_RENDER,
3562                                                  0);
3563         if (!props->engine) {
3564                 DRM_DEBUG("No RENDER-capable engines\n");
3565                 return -EINVAL;
3566         }
3567
3568         /* Considering that ID = 0 is reserved and assuming that we don't
3569          * (currently) expect any configurations to ever specify duplicate
3570          * values for a particular property ID then the last _PROP_MAX value is
3571          * one greater than the maximum number of properties we expect to get
3572          * from userspace.
3573          */
3574         if (n_props >= DRM_I915_PERF_PROP_MAX) {
3575                 DRM_DEBUG("More i915 perf properties specified than exist\n");
3576                 return -EINVAL;
3577         }
3578
3579         for (i = 0; i < n_props; i++) {
3580                 u64 oa_period, oa_freq_hz;
3581                 u64 id, value;
3582
3583                 ret = get_user(id, uprop);
3584                 if (ret)
3585                         return ret;
3586
3587                 ret = get_user(value, uprop + 1);
3588                 if (ret)
3589                         return ret;
3590
3591                 if (id == 0 || id >= DRM_I915_PERF_PROP_MAX) {
3592                         DRM_DEBUG("Unknown i915 perf property ID\n");
3593                         return -EINVAL;
3594                 }
3595
3596                 switch ((enum drm_i915_perf_property_id)id) {
3597                 case DRM_I915_PERF_PROP_CTX_HANDLE:
3598                         props->single_context = 1;
3599                         props->ctx_handle = value;
3600                         break;
3601                 case DRM_I915_PERF_PROP_SAMPLE_OA:
3602                         if (value)
3603                                 props->sample_flags |= SAMPLE_OA_REPORT;
3604                         break;
3605                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_METRICS_SET:
3606                         if (value == 0) {
3607                                 DRM_DEBUG("Unknown OA metric set ID\n");
3608                                 return -EINVAL;
3609                         }
3610                         props->metrics_set = value;
3611                         break;
3612                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_FORMAT:
3613                         if (value == 0 || value >= I915_OA_FORMAT_MAX) {
3614                                 DRM_DEBUG("Out-of-range OA report format %llu\n",
3615                                           value);
3616                                 return -EINVAL;
3617                         }
3618                         if (!perf->oa_formats[value].size) {
3619                                 DRM_DEBUG("Unsupported OA report format %llu\n",
3620                                           value);
3621                                 return -EINVAL;
3622                         }
3623                         props->oa_format = value;
3624                         break;
3625                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_EXPONENT:
3626                         if (value > OA_EXPONENT_MAX) {
3627                                 DRM_DEBUG("OA timer exponent too high (> %u)\n",
3628                                          OA_EXPONENT_MAX);
3629                                 return -EINVAL;
3630                         }
3631
3632                         /* Theoretically we can program the OA unit to sample
3633                          * e.g. every 160ns for HSW, 167ns for BDW/SKL or 104ns
3634                          * for BXT. We don't allow such high sampling
3635                          * frequencies by default unless root.
3636                          */
3637
3638                         BUILD_BUG_ON(sizeof(oa_period) != 8);
3639                         oa_period = oa_exponent_to_ns(perf, value);
3640
3641                         /* This check is primarily to ensure that oa_period <=
3642                          * UINT32_MAX (before passing to do_div which only
3643                          * accepts a u32 denominator), but we can also skip
3644                          * checking anything < 1Hz which implicitly can't be
3645                          * limited via an integer oa_max_sample_rate.
3646                          */
3647                         if (oa_period <= NSEC_PER_SEC) {
3648                                 u64 tmp = NSEC_PER_SEC;
3649                                 do_div(tmp, oa_period);
3650                                 oa_freq_hz = tmp;
3651                         } else
3652                                 oa_freq_hz = 0;
3653
3654                         if (oa_freq_hz > i915_oa_max_sample_rate && !perfmon_capable()) {
3655                                 DRM_DEBUG("OA exponent would exceed the max sampling frequency (sysctl dev.i915.oa_max_sample_rate) %uHz without CAP_PERFMON or CAP_SYS_ADMIN privileges\n",
3656                                           i915_oa_max_sample_rate);
3657                                 return -EACCES;
3658                         }
3659
3660                         props->oa_periodic = true;
3661                         props->oa_period_exponent = value;
3662                         break;
3663                 case DRM_I915_PERF_PROP_HOLD_PREEMPTION:
3664                         props->hold_preemption = !!value;
3665                         break;
3666                 case DRM_I915_PERF_PROP_GLOBAL_SSEU: {
3667                         struct drm_i915_gem_context_param_sseu user_sseu;
3668
3669                         if (copy_from_user(&user_sseu,
3670                                            u64_to_user_ptr(value),
3671                                            sizeof(user_sseu))) {
3672                                 DRM_DEBUG("Unable to copy global sseu parameter\n");
3673                                 return -EFAULT;
3674                         }
3675
3676                         ret = get_sseu_config(&props->sseu, props->engine, &user_sseu);
3677                         if (ret) {
3678                                 DRM_DEBUG("Invalid SSEU configuration\n");
3679                                 return ret;
3680                         }
3681                         props->has_sseu = true;
3682                         break;
3683                 }
3684                 case DRM_I915_PERF_PROP_POLL_OA_PERIOD:
3685                         if (value < 100000 /* 100us */) {
3686                                 DRM_DEBUG("OA availability timer too small (%lluns < 100us)\n",
3687                                           value);
3688                                 return -EINVAL;
3689                         }
3690                         props->poll_oa_period = value;
3691                         break;
3692                 case DRM_I915_PERF_PROP_MAX:
3693                         MISSING_CASE(id);
3694                         return -EINVAL;
3695                 }
3696
3697                 uprop += 2;
3698         }
3699
3700         return 0;
3701 }
3702
3703 /**
3704  * i915_perf_open_ioctl - DRM ioctl() for userspace to open a stream FD
3705  * @dev: drm device
3706  * @data: ioctl data copied from userspace (unvalidated)
3707  * @file: drm file
3708  *
3709  * Validates the stream open parameters given by userspace including flags
3710  * and an array of u64 key, value pair properties.
3711  *
3712  * Very little is assumed up front about the nature of the stream being
3713  * opened (for instance we don't assume it's for periodic OA unit metrics). An
3714  * i915-perf stream is expected to be a suitable interface for other forms of
3715  * buffered data written by the GPU besides periodic OA metrics.
3716  *
3717  * Note we copy the properties from userspace outside of the i915 perf
3718  * mutex to avoid an awkward lockdep with mmap_lock.
3719  *
3720  * Most of the implementation details are handled by
3721  * i915_perf_open_ioctl_locked() after taking the &perf->lock
3722  * mutex for serializing with any non-file-operation driver hooks.
3723  *
3724  * Return: A newly opened i915 Perf stream file descriptor or negative
3725  * error code on failure.
3726  */
3727 int i915_perf_open_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
3728                          struct drm_file *file)
3729 {
3730         struct i915_perf *perf = &to_i915(dev)->perf;
3731         struct drm_i915_perf_open_param *param = data;
3732         struct perf_open_properties props;
3733         u32 known_open_flags;
3734         int ret;
3735
3736         if (!perf->i915) {
3737                 DRM_DEBUG("i915 perf interface not available for this system\n");
3738                 return -ENOTSUPP;
3739         }
3740
3741         known_open_flags = I915_PERF_FLAG_FD_CLOEXEC |
3742                            I915_PERF_FLAG_FD_NONBLOCK |
3743                            I915_PERF_FLAG_DISABLED;
3744         if (param->flags & ~known_open_flags) {
3745                 DRM_DEBUG("Unknown drm_i915_perf_open_param flag\n");
3746                 return -EINVAL;
3747         }
3748
3749         ret = read_properties_unlocked(perf,
3750                                        u64_to_user_ptr(param->properties_ptr),
3751                                        param->num_properties,
3752                                        &props);
3753         if (ret)
3754                 return ret;
3755
3756         mutex_lock(&perf->lock);
3757         ret = i915_perf_open_ioctl_locked(perf, param, &props, file);
3758         mutex_unlock(&perf->lock);
3759
3760         return ret;
3761 }
3762
3763 /**
3764  * i915_perf_register - exposes i915-perf to userspace
3765  * @i915: i915 device instance
3766  *
3767  * In particular OA metric sets are advertised under a sysfs metrics/
3768  * directory allowing userspace to enumerate valid IDs that can be
3769  * used to open an i915-perf stream.
3770  */
3771 void i915_perf_register(struct drm_i915_private *i915)
3772 {
3773         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
3774
3775         if (!perf->i915)
3776                 return;
3777
3778         /* To be sure we're synchronized with an attempted
3779          * i915_perf_open_ioctl(); considering that we register after
3780          * being exposed to userspace.
3781          */
3782         mutex_lock(&perf->lock);
3783
3784         perf->metrics_kobj =
3785                 kobject_create_and_add("metrics",
3786                                        &i915->drm.primary->kdev->kobj);
3787
3788         mutex_unlock(&perf->lock);
3789 }
3790
3791 /**
3792  * i915_perf_unregister - hide i915-perf from userspace
3793  * @i915: i915 device instance
3794  *
3795  * i915-perf state cleanup is split up into an 'unregister' and
3796  * 'deinit' phase where the interface is first hidden from
3797  * userspace by i915_perf_unregister() before cleaning up
3798  * remaining state in i915_perf_fini().
3799  */
3800 void i915_perf_unregister(struct drm_i915_private *i915)
3801 {
3802         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
3803
3804         if (!perf->metrics_kobj)
3805                 return;
3806
3807         kobject_put(perf->metrics_kobj);
3808         perf->metrics_kobj = NULL;
3809 }
3810
3811 static bool gen8_is_valid_flex_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3812 {
3813         static const i915_reg_t flex_eu_regs[] = {
3814                 EU_PERF_CNTL0,
3815                 EU_PERF_CNTL1,
3816                 EU_PERF_CNTL2,
3817                 EU_PERF_CNTL3,
3818                 EU_PERF_CNTL4,
3819                 EU_PERF_CNTL5,
3820                 EU_PERF_CNTL6,
3821         };
3822         int i;
3823
3824         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(flex_eu_regs); i++) {
3825                 if (i915_mmio_reg_offset(flex_eu_regs[i]) == addr)
3826                         return true;
3827         }
3828         return false;
3829 }
3830
3831 #define ADDR_IN_RANGE(addr, start, end) \
3832         ((addr) >= (start) && \
3833          (addr) <= (end))
3834
3835 #define REG_IN_RANGE(addr, start, end) \
3836         ((addr) >= i915_mmio_reg_offset(start) && \
3837          (addr) <= i915_mmio_reg_offset(end))
3838
3839 #define REG_EQUAL(addr, mmio) \
3840         ((addr) == i915_mmio_reg_offset(mmio))
3841
3842 static bool gen7_is_valid_b_counter_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3843 {
3844         return REG_IN_RANGE(addr, OASTARTTRIG1, OASTARTTRIG8) ||
3845                REG_IN_RANGE(addr, OAREPORTTRIG1, OAREPORTTRIG8) ||
3846                REG_IN_RANGE(addr, OACEC0_0, OACEC7_1);
3847 }
3848
3849 static bool gen7_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3850 {
3851         return REG_EQUAL(addr, HALF_SLICE_CHICKEN2) ||
3852                REG_IN_RANGE(addr, MICRO_BP0_0, NOA_WRITE) ||
3853                REG_IN_RANGE(addr, OA_PERFCNT1_LO, OA_PERFCNT2_HI) ||
3854                REG_IN_RANGE(addr, OA_PERFMATRIX_LO, OA_PERFMATRIX_HI);
3855 }
3856
3857 static bool gen8_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3858 {
3859         return gen7_is_valid_mux_addr(perf, addr) ||
3860                REG_EQUAL(addr, WAIT_FOR_RC6_EXIT) ||
3861                REG_IN_RANGE(addr, RPM_CONFIG0, NOA_CONFIG(8));
3862 }
3863
3864 static bool gen10_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3865 {
3866         return gen8_is_valid_mux_addr(perf, addr) ||
3867                REG_EQUAL(addr, GEN10_NOA_WRITE_HIGH) ||
3868                REG_IN_RANGE(addr, OA_PERFCNT3_LO, OA_PERFCNT4_HI);
3869 }
3870
3871 static bool hsw_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3872 {
3873         return gen7_is_valid_mux_addr(perf, addr) ||
3874                ADDR_IN_RANGE(addr, 0x25100, 0x2FF90) ||
3875                REG_IN_RANGE(addr, HSW_MBVID2_NOA0, HSW_MBVID2_NOA9) ||
3876                REG_EQUAL(addr, HSW_MBVID2_MISR0);
3877 }
3878
3879 static bool chv_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3880 {
3881         return gen7_is_valid_mux_addr(perf, addr) ||
3882                ADDR_IN_RANGE(addr, 0x182300, 0x1823A4);
3883 }
3884
3885 static bool gen12_is_valid_b_counter_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3886 {
3887         return REG_IN_RANGE(addr, GEN12_OAG_OASTARTTRIG1, GEN12_OAG_OASTARTTRIG8) ||
3888                REG_IN_RANGE(addr, GEN12_OAG_OAREPORTTRIG1, GEN12_OAG_OAREPORTTRIG8) ||
3889                REG_IN_RANGE(addr, GEN12_OAG_CEC0_0, GEN12_OAG_CEC7_1) ||
3890                REG_IN_RANGE(addr, GEN12_OAG_SCEC0_0, GEN12_OAG_SCEC7_1) ||
3891                REG_EQUAL(addr, GEN12_OAA_DBG_REG) ||
3892                REG_EQUAL(addr, GEN12_OAG_OA_PESS) ||
3893                REG_EQUAL(addr, GEN12_OAG_SPCTR_CNF);
3894 }
3895
3896 static bool gen12_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3897 {
3898         return REG_EQUAL(addr, NOA_WRITE) ||
3899                REG_EQUAL(addr, GEN10_NOA_WRITE_HIGH) ||
3900                REG_EQUAL(addr, GDT_CHICKEN_BITS) ||
3901                REG_EQUAL(addr, WAIT_FOR_RC6_EXIT) ||
3902                REG_EQUAL(addr, RPM_CONFIG0) ||
3903                REG_EQUAL(addr, RPM_CONFIG1) ||
3904                REG_IN_RANGE(addr, NOA_CONFIG(0), NOA_CONFIG(8));
3905 }
3906
3907 static u32 mask_reg_value(u32 reg, u32 val)
3908 {
3909         /* HALF_SLICE_CHICKEN2 is programmed with a the
3910          * WaDisableSTUnitPowerOptimization workaround. Make sure the value
3911          * programmed by userspace doesn't change this.
3912          */
3913         if (REG_EQUAL(reg, HALF_SLICE_CHICKEN2))
3914                 val = val & ~_MASKED_BIT_ENABLE(GEN8_ST_PO_DISABLE);
3915
3916         /* WAIT_FOR_RC6_EXIT has only one bit fullfilling the function
3917          * indicated by its name and a bunch of selection fields used by OA
3918          * configs.
3919          */
3920         if (REG_EQUAL(reg, WAIT_FOR_RC6_EXIT))
3921                 val = val & ~_MASKED_BIT_ENABLE(HSW_WAIT_FOR_RC6_EXIT_ENABLE);
3922
3923         return val;
3924 }
3925
3926 static struct i915_oa_reg *alloc_oa_regs(struct i915_perf *perf,
3927                                          bool (*is_valid)(struct i915_perf *perf, u32 addr),
3928                                          u32 __user *regs,
3929                                          u32 n_regs)
3930 {
3931         struct i915_oa_reg *oa_regs;
3932         int err;
3933         u32 i;
3934
3935         if (!n_regs)
3936                 return NULL;
3937
3938         /* No is_valid function means we're not allowing any register to be programmed. */
3939         GEM_BUG_ON(!is_valid);
3940         if (!is_valid)
3941                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3942
3943         oa_regs = kmalloc_array(n_regs, sizeof(*oa_regs), GFP_KERNEL);
3944         if (!oa_regs)
3945                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
3946
3947         for (i = 0; i < n_regs; i++) {
3948                 u32 addr, value;
3949
3950                 err = get_user(addr, regs);
3951                 if (err)
3952                         goto addr_err;
3953
3954                 if (!is_valid(perf, addr)) {
3955                         DRM_DEBUG("Invalid oa_reg address: %X\n", addr);
3956                         err = -EINVAL;
3957                         goto addr_err;
3958                 }
3959
3960                 err = get_user(value, regs + 1);
3961                 if (err)
3962                         goto addr_err;
3963
3964                 oa_regs[i].addr = _MMIO(addr);
3965                 oa_regs[i].value = mask_reg_value(addr, value);
3966
3967                 regs += 2;
3968         }
3969
3970         return oa_regs;
3971
3972 addr_err:
3973         kfree(oa_regs);
3974         return ERR_PTR(err);
3975 }
3976
3977 static ssize_t show_dynamic_id(struct device *dev,
3978                                struct device_attribute *attr,
3979                                char *buf)
3980 {
3981         struct i915_oa_config *oa_config =
3982                 container_of(attr, typeof(*oa_config), sysfs_metric_id);
3983
3984         return sprintf(buf, "%d\n", oa_config->id);
3985 }
3986
3987 static int create_dynamic_oa_sysfs_entry(struct i915_perf *perf,
3988                                          struct i915_oa_config *oa_config)
3989 {
3990         sysfs_attr_init(&oa_config->sysfs_metric_id.attr);
3991         oa_config->sysfs_metric_id.attr.name = "id";
3992         oa_config->sysfs_metric_id.attr.mode = S_IRUGO;
3993         oa_config->sysfs_metric_id.show = show_dynamic_id;
3994         oa_config->sysfs_metric_id.store = NULL;
3995
3996         oa_config->attrs[0] = &oa_config->sysfs_metric_id.attr;
3997         oa_config->attrs[1] = NULL;
3998
3999         oa_config->sysfs_metric.name = oa_config->uuid;
4000         oa_config->sysfs_metric.attrs = oa_config->attrs;
4001
4002         return sysfs_create_group(perf->metrics_kobj,
4003                                   &oa_config->sysfs_metric);
4004 }
4005
4006 /**
4007  * i915_perf_add_config_ioctl - DRM ioctl() for userspace to add a new OA config
4008  * @dev: drm device
4009  * @data: ioctl data (pointer to struct drm_i915_perf_oa_config) copied from
4010  *        userspace (unvalidated)
4011  * @file: drm file
4012  *
4013  * Validates the submitted OA register to be saved into a new OA config that
4014  * can then be used for programming the OA unit and its NOA network.
4015  *
4016  * Returns: A new allocated config number to be used with the perf open ioctl
4017  * or a negative error code on failure.
4018  */
4019 int i915_perf_add_config_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
4020                                struct drm_file *file)
4021 {
4022         struct i915_perf *perf = &to_i915(dev)->perf;
4023         struct drm_i915_perf_oa_config *args = data;
4024         struct i915_oa_config *oa_config, *tmp;
4025         struct i915_oa_reg *regs;
4026         int err, id;
4027
4028         if (!perf->i915) {
4029                 DRM_DEBUG("i915 perf interface not available for this system\n");
4030                 return -ENOTSUPP;
4031         }
4032
4033         if (!perf->metrics_kobj) {
4034                 DRM_DEBUG("OA metrics weren't advertised via sysfs\n");
4035                 return -EINVAL;
4036         }
4037
4038         if (i915_perf_stream_paranoid && !perfmon_capable()) {
4039                 DRM_DEBUG("Insufficient privileges to add i915 OA config\n");
4040                 return -EACCES;
4041         }
4042
4043         if ((!args->mux_regs_ptr || !args->n_mux_regs) &&
4044             (!args->boolean_regs_ptr || !args->n_boolean_regs) &&
4045             (!args->flex_regs_ptr || !args->n_flex_regs)) {
4046                 DRM_DEBUG("No OA registers given\n");
4047                 return -EINVAL;
4048         }
4049
4050         oa_config = kzalloc(sizeof(*oa_config), GFP_KERNEL);
4051         if (!oa_config) {
4052                 DRM_DEBUG("Failed to allocate memory for the OA config\n");
4053                 return -ENOMEM;
4054         }
4055
4056         oa_config->perf = perf;
4057         kref_init(&oa_config->ref);
4058
4059         if (!uuid_is_valid(args->uuid)) {
4060                 DRM_DEBUG("Invalid uuid format for OA config\n");
4061                 err = -EINVAL;
4062                 goto reg_err;
4063         }
4064
4065         /* Last character in oa_config->uuid will be 0 because oa_config is
4066          * kzalloc.
4067          */
4068         memcpy(oa_config->uuid, args->uuid, sizeof(args->uuid));
4069
4070         oa_config->mux_regs_len = args->n_mux_regs;
4071         regs = alloc_oa_regs(perf,
4072                              perf->ops.is_valid_mux_reg,
4073                              u64_to_user_ptr(args->mux_regs_ptr),
4074                              args->n_mux_regs);
4075
4076         if (IS_ERR(regs)) {
4077                 DRM_DEBUG("Failed to create OA config for mux_regs\n");
4078                 err = PTR_ERR(regs);
4079                 goto reg_err;
4080         }
4081         oa_config->mux_regs = regs;
4082
4083         oa_config->b_counter_regs_len = args->n_boolean_regs;
4084         regs = alloc_oa_regs(perf,
4085                              perf->ops.is_valid_b_counter_reg,
4086                              u64_to_user_ptr(args->boolean_regs_ptr),
4087                              args->n_boolean_regs);
4088
4089         if (IS_ERR(regs)) {
4090                 DRM_DEBUG("Failed to create OA config for b_counter_regs\n");
4091                 err = PTR_ERR(regs);
4092                 goto reg_err;
4093         }
4094         oa_config->b_counter_regs = regs;
4095
4096         if (INTEL_GEN(perf->i915) < 8) {
4097                 if (args->n_flex_regs != 0) {
4098                         err = -EINVAL;
4099                         goto reg_err;
4100                 }
4101         } else {
4102                 oa_config->flex_regs_len = args->n_flex_regs;
4103                 regs = alloc_oa_regs(perf,
4104                                      perf->ops.is_valid_flex_reg,
4105                                      u64_to_user_ptr(args->flex_regs_ptr),
4106                                      args->n_flex_regs);
4107
4108                 if (IS_ERR(regs)) {
4109                         DRM_DEBUG("Failed to create OA config for flex_regs\n");
4110                         err = PTR_ERR(regs);
4111                         goto reg_err;
4112                 }
4113                 oa_config->flex_regs = regs;
4114         }
4115
4116         err = mutex_lock_interruptible(&perf->metrics_lock);
4117         if (err)
4118                 goto reg_err;
4119
4120         /* We shouldn't have too many configs, so this iteration shouldn't be
4121          * too costly.
4122          */
4123         idr_for_each_entry(&perf->metrics_idr, tmp, id) {
4124                 if (!strcmp(tmp->uuid, oa_config->uuid)) {
4125                         DRM_DEBUG("OA config already exists with this uuid\n");
4126                         err = -EADDRINUSE;
4127                         goto sysfs_err;
4128                 }
4129         }
4130
4131         err = create_dynamic_oa_sysfs_entry(perf, oa_config);
4132         if (err) {
4133                 DRM_DEBUG("Failed to create sysfs entry for OA config\n");
4134                 goto sysfs_err;
4135         }
4136
4137         /* Config id 0 is invalid, id 1 for kernel stored test config. */
4138         oa_config->id = idr_alloc(&perf->metrics_idr,
4139                                   oa_config, 2,
4140                                   0, GFP_KERNEL);
4141         if (oa_config->id < 0) {
4142                 DRM_DEBUG("Failed to create sysfs entry for OA config\n");
4143                 err = oa_config->id;
4144                 goto sysfs_err;
4145         }
4146
4147         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4148
4149         DRM_DEBUG("Added config %s id=%i\n", oa_config->uuid, oa_config->id);
4150
4151         return oa_config->id;
4152
4153 sysfs_err:
4154         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4155 reg_err:
4156         i915_oa_config_put(oa_config);
4157         DRM_DEBUG("Failed to add new OA config\n");
4158         return err;
4159 }
4160
4161 /**
4162  * i915_perf_remove_config_ioctl - DRM ioctl() for userspace to remove an OA config
4163  * @dev: drm device
4164  * @data: ioctl data (pointer to u64 integer) copied from userspace
4165  * @file: drm file
4166  *
4167  * Configs can be removed while being used, the will stop appearing in sysfs
4168  * and their content will be freed when the stream using the config is closed.
4169  *
4170  * Returns: 0 on success or a negative error code on failure.
4171  */
4172 int i915_perf_remove_config_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
4173                                   struct drm_file *file)
4174 {
4175         struct i915_perf *perf = &to_i915(dev)->perf;
4176         u64 *arg = data;
4177         struct i915_oa_config *oa_config;
4178         int ret;
4179
4180         if (!perf->i915) {
4181                 DRM_DEBUG("i915 perf interface not available for this system\n");
4182                 return -ENOTSUPP;
4183         }
4184
4185         if (i915_perf_stream_paranoid && !perfmon_capable()) {
4186                 DRM_DEBUG("Insufficient privileges to remove i915 OA config\n");
4187                 return -EACCES;
4188         }
4189
4190         ret = mutex_lock_interruptible(&perf->metrics_lock);
4191         if (ret)
4192                 return ret;
4193
4194         oa_config = idr_find(&perf->metrics_idr, *arg);
4195         if (!oa_config) {
4196                 DRM_DEBUG("Failed to remove unknown OA config\n");
4197                 ret = -ENOENT;
4198                 goto err_unlock;
4199         }
4200
4201         GEM_BUG_ON(*arg != oa_config->id);
4202
4203         sysfs_remove_group(perf->metrics_kobj, &oa_config->sysfs_metric);
4204
4205         idr_remove(&perf->metrics_idr, *arg);
4206
4207         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4208
4209         DRM_DEBUG("Removed config %s id=%i\n", oa_config->uuid, oa_config->id);
4210
4211         i915_oa_config_put(oa_config);
4212
4213         return 0;
4214
4215 err_unlock:
4216         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4217         return ret;
4218 }
4219
4220 static struct ctl_table oa_table[] = {
4221         {
4222          .procname = "perf_stream_paranoid",
4223          .data = &i915_perf_stream_paranoid,
4224          .maxlen = sizeof(i915_perf_stream_paranoid),
4225          .mode = 0644,
4226          .proc_handler = proc_dointvec_minmax,
4227          .extra1 = SYSCTL_ZERO,
4228          .extra2 = SYSCTL_ONE,
4229          },
4230         {
4231          .procname = "oa_max_sample_rate",
4232          .data = &i915_oa_max_sample_rate,
4233          .maxlen = sizeof(i915_oa_max_sample_rate),
4234          .mode = 0644,
4235          .proc_handler = proc_dointvec_minmax,
4236          .extra1 = SYSCTL_ZERO,
4237          .extra2 = &oa_sample_rate_hard_limit,
4238          },
4239         {}
4240 };
4241
4242 static struct ctl_table i915_root[] = {
4243         {
4244          .procname = "i915",
4245          .maxlen = 0,
4246          .mode = 0555,
4247          .child = oa_table,
4248          },
4249         {}
4250 };
4251
4252 static struct ctl_table dev_root[] = {
4253         {
4254          .procname = "dev",
4255          .maxlen = 0,
4256          .mode = 0555,
4257          .child = i915_root,
4258          },
4259         {}
4260 };
4261
4262 /**
4263  * i915_perf_init - initialize i915-perf state on module bind
4264  * @i915: i915 device instance
4265  *
4266  * Initializes i915-perf state without exposing anything to userspace.
4267  *
4268  * Note: i915-perf initialization is split into an 'init' and 'register'
4269  * phase with the i915_perf_register() exposing state to userspace.
4270  */
4271 void i915_perf_init(struct drm_i915_private *i915)
4272 {
4273         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
4274
4275         /* XXX const struct i915_perf_ops! */
4276
4277         if (IS_HASWELL(i915)) {
4278                 perf->ops.is_valid_b_counter_reg = gen7_is_valid_b_counter_addr;
4279                 perf->ops.is_valid_mux_reg = hsw_is_valid_mux_addr;
4280                 perf->ops.is_valid_flex_reg = NULL;
4281                 perf->ops.enable_metric_set = hsw_enable_metric_set;
4282                 perf->ops.disable_metric_set = hsw_disable_metric_set;
4283                 perf->ops.oa_enable = gen7_oa_enable;
4284                 perf->ops.oa_disable = gen7_oa_disable;
4285                 perf->ops.read = gen7_oa_read;
4286                 perf->ops.oa_hw_tail_read = gen7_oa_hw_tail_read;
4287
4288                 perf->oa_formats = hsw_oa_formats;
4289         } else if (HAS_LOGICAL_RING_CONTEXTS(i915)) {
4290                 /* Note: that although we could theoretically also support the
4291                  * legacy ringbuffer mode on BDW (and earlier iterations of
4292                  * this driver, before upstreaming did this) it didn't seem
4293                  * worth the complexity to maintain now that BDW+ enable
4294                  * execlist mode by default.
4295                  */
4296                 perf->ops.read = gen8_oa_read;
4297
4298                 if (IS_GEN_RANGE(i915, 8, 9)) {
4299                         perf->oa_formats = gen8_plus_oa_formats;
4300
4301                         perf->ops.is_valid_b_counter_reg =
4302                                 gen7_is_valid_b_counter_addr;
4303                         perf->ops.is_valid_mux_reg =
4304                                 gen8_is_valid_mux_addr;
4305                         perf->ops.is_valid_flex_reg =
4306                                 gen8_is_valid_flex_addr;
4307
4308                         if (IS_CHERRYVIEW(i915)) {
4309                                 perf->ops.is_valid_mux_reg =
4310                                         chv_is_valid_mux_addr;
4311                         }
4312
4313                         perf->ops.oa_enable = gen8_oa_enable;
4314                         perf->ops.oa_disable = gen8_oa_disable;
4315                         perf->ops.enable_metric_set = gen8_enable_metric_set;
4316                         perf->ops.disable_metric_set = gen8_disable_metric_set;
4317                         perf->ops.oa_hw_tail_read = gen8_oa_hw_tail_read;
4318
4319                         if (IS_GEN(i915, 8)) {
4320                                 perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x120;
4321                                 perf->ctx_flexeu0_offset = 0x2ce;
4322
4323                                 perf->gen8_valid_ctx_bit = BIT(25);
4324                         } else {
4325                                 perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x128;
4326                                 perf->ctx_flexeu0_offset = 0x3de;
4327
4328                                 perf->gen8_valid_ctx_bit = BIT(16);
4329                         }
4330                 } else if (IS_GEN_RANGE(i915, 10, 11)) {
4331                         perf->oa_formats = gen8_plus_oa_formats;
4332
4333                         perf->ops.is_valid_b_counter_reg =
4334                                 gen7_is_valid_b_counter_addr;
4335                         perf->ops.is_valid_mux_reg =
4336                                 gen10_is_valid_mux_addr;
4337                         perf->ops.is_valid_flex_reg =
4338                                 gen8_is_valid_flex_addr;
4339
4340                         perf->ops.oa_enable = gen8_oa_enable;
4341                         perf->ops.oa_disable = gen8_oa_disable;
4342                         perf->ops.enable_metric_set = gen8_enable_metric_set;
4343                         perf->ops.disable_metric_set = gen10_disable_metric_set;
4344                         perf->ops.oa_hw_tail_read = gen8_oa_hw_tail_read;
4345
4346                         if (IS_GEN(i915, 10)) {
4347                                 perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x128;
4348                                 perf->ctx_flexeu0_offset = 0x3de;
4349                         } else {
4350                                 perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x124;
4351                                 perf->ctx_flexeu0_offset = 0x78e;
4352                         }
4353                         perf->gen8_valid_ctx_bit = BIT(16);
4354                 } else if (IS_GEN(i915, 12)) {
4355                         perf->oa_formats = gen12_oa_formats;
4356
4357                         perf->ops.is_valid_b_counter_reg =
4358                                 gen12_is_valid_b_counter_addr;
4359                         perf->ops.is_valid_mux_reg =
4360                                 gen12_is_valid_mux_addr;
4361                         perf->ops.is_valid_flex_reg =
4362                                 gen8_is_valid_flex_addr;
4363
4364                         perf->ops.oa_enable = gen12_oa_enable;
4365                         perf->ops.oa_disable = gen12_oa_disable;
4366                         perf->ops.enable_metric_set = gen12_enable_metric_set;
4367                         perf->ops.disable_metric_set = gen12_disable_metric_set;
4368                         perf->ops.oa_hw_tail_read = gen12_oa_hw_tail_read;
4369
4370                         perf->ctx_flexeu0_offset = 0;
4371                         perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x144;
4372                 }
4373         }
4374
4375         if (perf->ops.enable_metric_set) {
4376                 mutex_init(&perf->lock);
4377
4378                 /* Choose a representative limit */
4379                 oa_sample_rate_hard_limit = i915->gt.clock_frequency / 2;
4380
4381                 mutex_init(&perf->metrics_lock);
4382                 idr_init_base(&perf->metrics_idr, 1);
4383
4384                 /* We set up some ratelimit state to potentially throttle any
4385                  * _NOTES about spurious, invalid OA reports which we don't
4386                  * forward to userspace.
4387                  *
4388                  * We print a _NOTE about any throttling when closing the
4389                  * stream instead of waiting until driver _fini which no one
4390                  * would ever see.
4391                  *
4392                  * Using the same limiting factors as printk_ratelimit()
4393                  */
4394                 ratelimit_state_init(&perf->spurious_report_rs, 5 * HZ, 10);
4395                 /* Since we use a DRM_NOTE for spurious reports it would be
4396                  * inconsistent to let __ratelimit() automatically print a
4397                  * warning for throttling.
4398                  */
4399                 ratelimit_set_flags(&perf->spurious_report_rs,
4400                                     RATELIMIT_MSG_ON_RELEASE);
4401
4402                 ratelimit_state_init(&perf->tail_pointer_race,
4403                                      5 * HZ, 10);
4404                 ratelimit_set_flags(&perf->tail_pointer_race,
4405                                     RATELIMIT_MSG_ON_RELEASE);
4406
4407                 atomic64_set(&perf->noa_programming_delay,
4408                              500 * 1000 /* 500us */);
4409
4410                 perf->i915 = i915;
4411         }
4412 }
4413
4414 static int destroy_config(int id, void *p, void *data)
4415 {
4416         i915_oa_config_put(p);
4417         return 0;
4418 }
4419
4420 void i915_perf_sysctl_register(void)
4421 {
4422         sysctl_header = register_sysctl_table(dev_root);
4423 }
4424
4425 void i915_perf_sysctl_unregister(void)
4426 {
4427         unregister_sysctl_table(sysctl_header);
4428 }
4429
4430 /**
4431  * i915_perf_fini - Counter part to i915_perf_init()
4432  * @i915: i915 device instance
4433  */
4434 void i915_perf_fini(struct drm_i915_private *i915)
4435 {
4436         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
4437
4438         if (!perf->i915)
4439                 return;
4440
4441         idr_for_each(&perf->metrics_idr, destroy_config, perf);
4442         idr_destroy(&perf->metrics_idr);
4443
4444         memset(&perf->ops, 0, sizeof(perf->ops));
4445         perf->i915 = NULL;
4446 }
4447
4448 /**
4449  * i915_perf_ioctl_version - Version of the i915-perf subsystem
4450  *
4451  * This version number is used by userspace to detect available features.
4452  */
4453 int i915_perf_ioctl_version(void)
4454 {
4455         /*
4456          * 1: Initial version
4457          *   I915_PERF_IOCTL_ENABLE
4458          *   I915_PERF_IOCTL_DISABLE
4459          *
4460          * 2: Added runtime modification of OA config.
4461          *   I915_PERF_IOCTL_CONFIG
4462          *
4463          * 3: Add DRM_I915_PERF_PROP_HOLD_PREEMPTION parameter to hold
4464          *    preemption on a particular context so that performance data is
4465          *    accessible from a delta of MI_RPC reports without looking at the
4466          *    OA buffer.
4467          *
4468          * 4: Add DRM_I915_PERF_PROP_ALLOWED_SSEU to limit what contexts can
4469          *    be run for the duration of the performance recording based on
4470          *    their SSEU configuration.
4471          *
4472          * 5: Add DRM_I915_PERF_PROP_POLL_OA_PERIOD parameter that controls the
4473          *    interval for the hrtimer used to check for OA data.
4474          */
4475         return 5;
4476 }
4477
4478 #if IS_ENABLED(CONFIG_DRM_I915_SELFTEST)
4479 #include "selftests/i915_perf.c"
4480 #endif