Merge tag 'erofs-for-5.5-rc1' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/xiang...
[linux-2.6-microblaze.git] / drivers / gpu / drm / i915 / i915_perf.c
1 /*
2  * Copyright © 2015-2016 Intel Corporation
3  *
4  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a
5  * copy of this software and associated documentation files (the "Software"),
6  * to deal in the Software without restriction, including without limitation
7  * the rights to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense,
8  * and/or sell copies of the Software, and to permit persons to whom the
9  * Software is furnished to do so, subject to the following conditions:
10  *
11  * The above copyright notice and this permission notice (including the next
12  * paragraph) shall be included in all copies or substantial portions of the
13  * Software.
14  *
15  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
16  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
17  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT.  IN NO EVENT SHALL
18  * THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
19  * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING
20  * FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS
21  * IN THE SOFTWARE.
22  *
23  * Authors:
24  *   Robert Bragg <robert@sixbynine.org>
25  */
26
27
28 /**
29  * DOC: i915 Perf Overview
30  *
31  * Gen graphics supports a large number of performance counters that can help
32  * driver and application developers understand and optimize their use of the
33  * GPU.
34  *
35  * This i915 perf interface enables userspace to configure and open a file
36  * descriptor representing a stream of GPU metrics which can then be read() as
37  * a stream of sample records.
38  *
39  * The interface is particularly suited to exposing buffered metrics that are
40  * captured by DMA from the GPU, unsynchronized with and unrelated to the CPU.
41  *
42  * Streams representing a single context are accessible to applications with a
43  * corresponding drm file descriptor, such that OpenGL can use the interface
44  * without special privileges. Access to system-wide metrics requires root
45  * privileges by default, unless changed via the dev.i915.perf_event_paranoid
46  * sysctl option.
47  *
48  */
49
50 /**
51  * DOC: i915 Perf History and Comparison with Core Perf
52  *
53  * The interface was initially inspired by the core Perf infrastructure but
54  * some notable differences are:
55  *
56  * i915 perf file descriptors represent a "stream" instead of an "event"; where
57  * a perf event primarily corresponds to a single 64bit value, while a stream
58  * might sample sets of tightly-coupled counters, depending on the
59  * configuration.  For example the Gen OA unit isn't designed to support
60  * orthogonal configurations of individual counters; it's configured for a set
61  * of related counters. Samples for an i915 perf stream capturing OA metrics
62  * will include a set of counter values packed in a compact HW specific format.
63  * The OA unit supports a number of different packing formats which can be
64  * selected by the user opening the stream. Perf has support for grouping
65  * events, but each event in the group is configured, validated and
66  * authenticated individually with separate system calls.
67  *
68  * i915 perf stream configurations are provided as an array of u64 (key,value)
69  * pairs, instead of a fixed struct with multiple miscellaneous config members,
70  * interleaved with event-type specific members.
71  *
72  * i915 perf doesn't support exposing metrics via an mmap'd circular buffer.
73  * The supported metrics are being written to memory by the GPU unsynchronized
74  * with the CPU, using HW specific packing formats for counter sets. Sometimes
75  * the constraints on HW configuration require reports to be filtered before it
76  * would be acceptable to expose them to unprivileged applications - to hide
77  * the metrics of other processes/contexts. For these use cases a read() based
78  * interface is a good fit, and provides an opportunity to filter data as it
79  * gets copied from the GPU mapped buffers to userspace buffers.
80  *
81  *
82  * Issues hit with first prototype based on Core Perf
83  * ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
84  *
85  * The first prototype of this driver was based on the core perf
86  * infrastructure, and while we did make that mostly work, with some changes to
87  * perf, we found we were breaking or working around too many assumptions baked
88  * into perf's currently cpu centric design.
89  *
90  * In the end we didn't see a clear benefit to making perf's implementation and
91  * interface more complex by changing design assumptions while we knew we still
92  * wouldn't be able to use any existing perf based userspace tools.
93  *
94  * Also considering the Gen specific nature of the Observability hardware and
95  * how userspace will sometimes need to combine i915 perf OA metrics with
96  * side-band OA data captured via MI_REPORT_PERF_COUNT commands; we're
97  * expecting the interface to be used by a platform specific userspace such as
98  * OpenGL or tools. This is to say; we aren't inherently missing out on having
99  * a standard vendor/architecture agnostic interface by not using perf.
100  *
101  *
102  * For posterity, in case we might re-visit trying to adapt core perf to be
103  * better suited to exposing i915 metrics these were the main pain points we
104  * hit:
105  *
106  * - The perf based OA PMU driver broke some significant design assumptions:
107  *
108  *   Existing perf pmus are used for profiling work on a cpu and we were
109  *   introducing the idea of _IS_DEVICE pmus with different security
110  *   implications, the need to fake cpu-related data (such as user/kernel
111  *   registers) to fit with perf's current design, and adding _DEVICE records
112  *   as a way to forward device-specific status records.
113  *
114  *   The OA unit writes reports of counters into a circular buffer, without
115  *   involvement from the CPU, making our PMU driver the first of a kind.
116  *
117  *   Given the way we were periodically forward data from the GPU-mapped, OA
118  *   buffer to perf's buffer, those bursts of sample writes looked to perf like
119  *   we were sampling too fast and so we had to subvert its throttling checks.
120  *
121  *   Perf supports groups of counters and allows those to be read via
122  *   transactions internally but transactions currently seem designed to be
123  *   explicitly initiated from the cpu (say in response to a userspace read())
124  *   and while we could pull a report out of the OA buffer we can't
125  *   trigger a report from the cpu on demand.
126  *
127  *   Related to being report based; the OA counters are configured in HW as a
128  *   set while perf generally expects counter configurations to be orthogonal.
129  *   Although counters can be associated with a group leader as they are
130  *   opened, there's no clear precedent for being able to provide group-wide
131  *   configuration attributes (for example we want to let userspace choose the
132  *   OA unit report format used to capture all counters in a set, or specify a
133  *   GPU context to filter metrics on). We avoided using perf's grouping
134  *   feature and forwarded OA reports to userspace via perf's 'raw' sample
135  *   field. This suited our userspace well considering how coupled the counters
136  *   are when dealing with normalizing. It would be inconvenient to split
137  *   counters up into separate events, only to require userspace to recombine
138  *   them. For Mesa it's also convenient to be forwarded raw, periodic reports
139  *   for combining with the side-band raw reports it captures using
140  *   MI_REPORT_PERF_COUNT commands.
141  *
142  *   - As a side note on perf's grouping feature; there was also some concern
143  *     that using PERF_FORMAT_GROUP as a way to pack together counter values
144  *     would quite drastically inflate our sample sizes, which would likely
145  *     lower the effective sampling resolutions we could use when the available
146  *     memory bandwidth is limited.
147  *
148  *     With the OA unit's report formats, counters are packed together as 32
149  *     or 40bit values, with the largest report size being 256 bytes.
150  *
151  *     PERF_FORMAT_GROUP values are 64bit, but there doesn't appear to be a
152  *     documented ordering to the values, implying PERF_FORMAT_ID must also be
153  *     used to add a 64bit ID before each value; giving 16 bytes per counter.
154  *
155  *   Related to counter orthogonality; we can't time share the OA unit, while
156  *   event scheduling is a central design idea within perf for allowing
157  *   userspace to open + enable more events than can be configured in HW at any
158  *   one time.  The OA unit is not designed to allow re-configuration while in
159  *   use. We can't reconfigure the OA unit without losing internal OA unit
160  *   state which we can't access explicitly to save and restore. Reconfiguring
161  *   the OA unit is also relatively slow, involving ~100 register writes. From
162  *   userspace Mesa also depends on a stable OA configuration when emitting
163  *   MI_REPORT_PERF_COUNT commands and importantly the OA unit can't be
164  *   disabled while there are outstanding MI_RPC commands lest we hang the
165  *   command streamer.
166  *
167  *   The contents of sample records aren't extensible by device drivers (i.e.
168  *   the sample_type bits). As an example; Sourab Gupta had been looking to
169  *   attach GPU timestamps to our OA samples. We were shoehorning OA reports
170  *   into sample records by using the 'raw' field, but it's tricky to pack more
171  *   than one thing into this field because events/core.c currently only lets a
172  *   pmu give a single raw data pointer plus len which will be copied into the
173  *   ring buffer. To include more than the OA report we'd have to copy the
174  *   report into an intermediate larger buffer. I'd been considering allowing a
175  *   vector of data+len values to be specified for copying the raw data, but
176  *   it felt like a kludge to being using the raw field for this purpose.
177  *
178  * - It felt like our perf based PMU was making some technical compromises
179  *   just for the sake of using perf:
180  *
181  *   perf_event_open() requires events to either relate to a pid or a specific
182  *   cpu core, while our device pmu related to neither.  Events opened with a
183  *   pid will be automatically enabled/disabled according to the scheduling of
184  *   that process - so not appropriate for us. When an event is related to a
185  *   cpu id, perf ensures pmu methods will be invoked via an inter process
186  *   interrupt on that core. To avoid invasive changes our userspace opened OA
187  *   perf events for a specific cpu. This was workable but it meant the
188  *   majority of the OA driver ran in atomic context, including all OA report
189  *   forwarding, which wasn't really necessary in our case and seems to make
190  *   our locking requirements somewhat complex as we handled the interaction
191  *   with the rest of the i915 driver.
192  */
193
194 #include <linux/anon_inodes.h>
195 #include <linux/sizes.h>
196 #include <linux/uuid.h>
197
198 #include "gem/i915_gem_context.h"
199 #include "gt/intel_engine_pm.h"
200 #include "gt/intel_engine_user.h"
201 #include "gt/intel_gt.h"
202 #include "gt/intel_lrc_reg.h"
203 #include "gt/intel_ring.h"
204
205 #include "i915_drv.h"
206 #include "i915_perf.h"
207 #include "oa/i915_oa_hsw.h"
208 #include "oa/i915_oa_bdw.h"
209 #include "oa/i915_oa_chv.h"
210 #include "oa/i915_oa_sklgt2.h"
211 #include "oa/i915_oa_sklgt3.h"
212 #include "oa/i915_oa_sklgt4.h"
213 #include "oa/i915_oa_bxt.h"
214 #include "oa/i915_oa_kblgt2.h"
215 #include "oa/i915_oa_kblgt3.h"
216 #include "oa/i915_oa_glk.h"
217 #include "oa/i915_oa_cflgt2.h"
218 #include "oa/i915_oa_cflgt3.h"
219 #include "oa/i915_oa_cnl.h"
220 #include "oa/i915_oa_icl.h"
221 #include "oa/i915_oa_tgl.h"
222
223 /* HW requires this to be a power of two, between 128k and 16M, though driver
224  * is currently generally designed assuming the largest 16M size is used such
225  * that the overflow cases are unlikely in normal operation.
226  */
227 #define OA_BUFFER_SIZE          SZ_16M
228
229 #define OA_TAKEN(tail, head)    ((tail - head) & (OA_BUFFER_SIZE - 1))
230
231 /**
232  * DOC: OA Tail Pointer Race
233  *
234  * There's a HW race condition between OA unit tail pointer register updates and
235  * writes to memory whereby the tail pointer can sometimes get ahead of what's
236  * been written out to the OA buffer so far (in terms of what's visible to the
237  * CPU).
238  *
239  * Although this can be observed explicitly while copying reports to userspace
240  * by checking for a zeroed report-id field in tail reports, we want to account
241  * for this earlier, as part of the oa_buffer_check to avoid lots of redundant
242  * read() attempts.
243  *
244  * In effect we define a tail pointer for reading that lags the real tail
245  * pointer by at least %OA_TAIL_MARGIN_NSEC nanoseconds, which gives enough
246  * time for the corresponding reports to become visible to the CPU.
247  *
248  * To manage this we actually track two tail pointers:
249  *  1) An 'aging' tail with an associated timestamp that is tracked until we
250  *     can trust the corresponding data is visible to the CPU; at which point
251  *     it is considered 'aged'.
252  *  2) An 'aged' tail that can be used for read()ing.
253  *
254  * The two separate pointers let us decouple read()s from tail pointer aging.
255  *
256  * The tail pointers are checked and updated at a limited rate within a hrtimer
257  * callback (the same callback that is used for delivering EPOLLIN events)
258  *
259  * Initially the tails are marked invalid with %INVALID_TAIL_PTR which
260  * indicates that an updated tail pointer is needed.
261  *
262  * Most of the implementation details for this workaround are in
263  * oa_buffer_check_unlocked() and _append_oa_reports()
264  *
265  * Note for posterity: previously the driver used to define an effective tail
266  * pointer that lagged the real pointer by a 'tail margin' measured in bytes
267  * derived from %OA_TAIL_MARGIN_NSEC and the configured sampling frequency.
268  * This was flawed considering that the OA unit may also automatically generate
269  * non-periodic reports (such as on context switch) or the OA unit may be
270  * enabled without any periodic sampling.
271  */
272 #define OA_TAIL_MARGIN_NSEC     100000ULL
273 #define INVALID_TAIL_PTR        0xffffffff
274
275 /* frequency for checking whether the OA unit has written new reports to the
276  * circular OA buffer...
277  */
278 #define POLL_FREQUENCY 200
279 #define POLL_PERIOD (NSEC_PER_SEC / POLL_FREQUENCY)
280
281 /* for sysctl proc_dointvec_minmax of dev.i915.perf_stream_paranoid */
282 static u32 i915_perf_stream_paranoid = true;
283
284 /* The maximum exponent the hardware accepts is 63 (essentially it selects one
285  * of the 64bit timestamp bits to trigger reports from) but there's currently
286  * no known use case for sampling as infrequently as once per 47 thousand years.
287  *
288  * Since the timestamps included in OA reports are only 32bits it seems
289  * reasonable to limit the OA exponent where it's still possible to account for
290  * overflow in OA report timestamps.
291  */
292 #define OA_EXPONENT_MAX 31
293
294 #define INVALID_CTX_ID 0xffffffff
295
296 /* On Gen8+ automatically triggered OA reports include a 'reason' field... */
297 #define OAREPORT_REASON_MASK           0x3f
298 #define OAREPORT_REASON_MASK_EXTENDED  0x7f
299 #define OAREPORT_REASON_SHIFT          19
300 #define OAREPORT_REASON_TIMER          (1<<0)
301 #define OAREPORT_REASON_CTX_SWITCH     (1<<3)
302 #define OAREPORT_REASON_CLK_RATIO      (1<<5)
303
304
305 /* For sysctl proc_dointvec_minmax of i915_oa_max_sample_rate
306  *
307  * The highest sampling frequency we can theoretically program the OA unit
308  * with is always half the timestamp frequency: E.g. 6.25Mhz for Haswell.
309  *
310  * Initialized just before we register the sysctl parameter.
311  */
312 static int oa_sample_rate_hard_limit;
313
314 /* Theoretically we can program the OA unit to sample every 160ns but don't
315  * allow that by default unless root...
316  *
317  * The default threshold of 100000Hz is based on perf's similar
318  * kernel.perf_event_max_sample_rate sysctl parameter.
319  */
320 static u32 i915_oa_max_sample_rate = 100000;
321
322 /* XXX: beware if future OA HW adds new report formats that the current
323  * code assumes all reports have a power-of-two size and ~(size - 1) can
324  * be used as a mask to align the OA tail pointer.
325  */
326 static const struct i915_oa_format hsw_oa_formats[I915_OA_FORMAT_MAX] = {
327         [I915_OA_FORMAT_A13]        = { 0, 64 },
328         [I915_OA_FORMAT_A29]        = { 1, 128 },
329         [I915_OA_FORMAT_A13_B8_C8]  = { 2, 128 },
330         /* A29_B8_C8 Disallowed as 192 bytes doesn't factor into buffer size */
331         [I915_OA_FORMAT_B4_C8]      = { 4, 64 },
332         [I915_OA_FORMAT_A45_B8_C8]  = { 5, 256 },
333         [I915_OA_FORMAT_B4_C8_A16]  = { 6, 128 },
334         [I915_OA_FORMAT_C4_B8]      = { 7, 64 },
335 };
336
337 static const struct i915_oa_format gen8_plus_oa_formats[I915_OA_FORMAT_MAX] = {
338         [I915_OA_FORMAT_A12]                = { 0, 64 },
339         [I915_OA_FORMAT_A12_B8_C8]          = { 2, 128 },
340         [I915_OA_FORMAT_A32u40_A4u32_B8_C8] = { 5, 256 },
341         [I915_OA_FORMAT_C4_B8]              = { 7, 64 },
342 };
343
344 static const struct i915_oa_format gen12_oa_formats[I915_OA_FORMAT_MAX] = {
345         [I915_OA_FORMAT_A32u40_A4u32_B8_C8] = { 5, 256 },
346 };
347
348 #define SAMPLE_OA_REPORT      (1<<0)
349
350 /**
351  * struct perf_open_properties - for validated properties given to open a stream
352  * @sample_flags: `DRM_I915_PERF_PROP_SAMPLE_*` properties are tracked as flags
353  * @single_context: Whether a single or all gpu contexts should be monitored
354  * @hold_preemption: Whether the preemption is disabled for the filtered
355  *                   context
356  * @ctx_handle: A gem ctx handle for use with @single_context
357  * @metrics_set: An ID for an OA unit metric set advertised via sysfs
358  * @oa_format: An OA unit HW report format
359  * @oa_periodic: Whether to enable periodic OA unit sampling
360  * @oa_period_exponent: The OA unit sampling period is derived from this
361  * @engine: The engine (typically rcs0) being monitored by the OA unit
362  *
363  * As read_properties_unlocked() enumerates and validates the properties given
364  * to open a stream of metrics the configuration is built up in the structure
365  * which starts out zero initialized.
366  */
367 struct perf_open_properties {
368         u32 sample_flags;
369
370         u64 single_context:1;
371         u64 hold_preemption:1;
372         u64 ctx_handle;
373
374         /* OA sampling state */
375         int metrics_set;
376         int oa_format;
377         bool oa_periodic;
378         int oa_period_exponent;
379
380         struct intel_engine_cs *engine;
381 };
382
383 struct i915_oa_config_bo {
384         struct llist_node node;
385
386         struct i915_oa_config *oa_config;
387         struct i915_vma *vma;
388 };
389
390 static enum hrtimer_restart oa_poll_check_timer_cb(struct hrtimer *hrtimer);
391
392 void i915_oa_config_release(struct kref *ref)
393 {
394         struct i915_oa_config *oa_config =
395                 container_of(ref, typeof(*oa_config), ref);
396
397         kfree(oa_config->flex_regs);
398         kfree(oa_config->b_counter_regs);
399         kfree(oa_config->mux_regs);
400
401         kfree_rcu(oa_config, rcu);
402 }
403
404 struct i915_oa_config *
405 i915_perf_get_oa_config(struct i915_perf *perf, int metrics_set)
406 {
407         struct i915_oa_config *oa_config;
408
409         rcu_read_lock();
410         if (metrics_set == 1)
411                 oa_config = &perf->test_config;
412         else
413                 oa_config = idr_find(&perf->metrics_idr, metrics_set);
414         if (oa_config)
415                 oa_config = i915_oa_config_get(oa_config);
416         rcu_read_unlock();
417
418         return oa_config;
419 }
420
421 static void free_oa_config_bo(struct i915_oa_config_bo *oa_bo)
422 {
423         i915_oa_config_put(oa_bo->oa_config);
424         i915_vma_put(oa_bo->vma);
425         kfree(oa_bo);
426 }
427
428 static u32 gen12_oa_hw_tail_read(struct i915_perf_stream *stream)
429 {
430         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
431
432         return intel_uncore_read(uncore, GEN12_OAG_OATAILPTR) &
433                GEN12_OAG_OATAILPTR_MASK;
434 }
435
436 static u32 gen8_oa_hw_tail_read(struct i915_perf_stream *stream)
437 {
438         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
439
440         return intel_uncore_read(uncore, GEN8_OATAILPTR) & GEN8_OATAILPTR_MASK;
441 }
442
443 static u32 gen7_oa_hw_tail_read(struct i915_perf_stream *stream)
444 {
445         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
446         u32 oastatus1 = intel_uncore_read(uncore, GEN7_OASTATUS1);
447
448         return oastatus1 & GEN7_OASTATUS1_TAIL_MASK;
449 }
450
451 /**
452  * oa_buffer_check_unlocked - check for data and update tail ptr state
453  * @stream: i915 stream instance
454  *
455  * This is either called via fops (for blocking reads in user ctx) or the poll
456  * check hrtimer (atomic ctx) to check the OA buffer tail pointer and check
457  * if there is data available for userspace to read.
458  *
459  * This function is central to providing a workaround for the OA unit tail
460  * pointer having a race with respect to what data is visible to the CPU.
461  * It is responsible for reading tail pointers from the hardware and giving
462  * the pointers time to 'age' before they are made available for reading.
463  * (See description of OA_TAIL_MARGIN_NSEC above for further details.)
464  *
465  * Besides returning true when there is data available to read() this function
466  * also has the side effect of updating the oa_buffer.tails[], .aging_timestamp
467  * and .aged_tail_idx state used for reading.
468  *
469  * Note: It's safe to read OA config state here unlocked, assuming that this is
470  * only called while the stream is enabled, while the global OA configuration
471  * can't be modified.
472  *
473  * Returns: %true if the OA buffer contains data, else %false
474  */
475 static bool oa_buffer_check_unlocked(struct i915_perf_stream *stream)
476 {
477         int report_size = stream->oa_buffer.format_size;
478         unsigned long flags;
479         unsigned int aged_idx;
480         u32 head, hw_tail, aged_tail, aging_tail;
481         u64 now;
482
483         /* We have to consider the (unlikely) possibility that read() errors
484          * could result in an OA buffer reset which might reset the head,
485          * tails[] and aged_tail state.
486          */
487         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
488
489         /* NB: The head we observe here might effectively be a little out of
490          * date (between head and tails[aged_idx].offset if there is currently
491          * a read() in progress.
492          */
493         head = stream->oa_buffer.head;
494
495         aged_idx = stream->oa_buffer.aged_tail_idx;
496         aged_tail = stream->oa_buffer.tails[aged_idx].offset;
497         aging_tail = stream->oa_buffer.tails[!aged_idx].offset;
498
499         hw_tail = stream->perf->ops.oa_hw_tail_read(stream);
500
501         /* The tail pointer increases in 64 byte increments,
502          * not in report_size steps...
503          */
504         hw_tail &= ~(report_size - 1);
505
506         now = ktime_get_mono_fast_ns();
507
508         /* Update the aged tail
509          *
510          * Flip the tail pointer available for read()s once the aging tail is
511          * old enough to trust that the corresponding data will be visible to
512          * the CPU...
513          *
514          * Do this before updating the aging pointer in case we may be able to
515          * immediately start aging a new pointer too (if new data has become
516          * available) without needing to wait for a later hrtimer callback.
517          */
518         if (aging_tail != INVALID_TAIL_PTR &&
519             ((now - stream->oa_buffer.aging_timestamp) >
520              OA_TAIL_MARGIN_NSEC)) {
521
522                 aged_idx ^= 1;
523                 stream->oa_buffer.aged_tail_idx = aged_idx;
524
525                 aged_tail = aging_tail;
526
527                 /* Mark that we need a new pointer to start aging... */
528                 stream->oa_buffer.tails[!aged_idx].offset = INVALID_TAIL_PTR;
529                 aging_tail = INVALID_TAIL_PTR;
530         }
531
532         /* Update the aging tail
533          *
534          * We throttle aging tail updates until we have a new tail that
535          * represents >= one report more data than is already available for
536          * reading. This ensures there will be enough data for a successful
537          * read once this new pointer has aged and ensures we will give the new
538          * pointer time to age.
539          */
540         if (aging_tail == INVALID_TAIL_PTR &&
541             (aged_tail == INVALID_TAIL_PTR ||
542              OA_TAKEN(hw_tail, aged_tail) >= report_size)) {
543                 struct i915_vma *vma = stream->oa_buffer.vma;
544                 u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(vma);
545
546                 /* Be paranoid and do a bounds check on the pointer read back
547                  * from hardware, just in case some spurious hardware condition
548                  * could put the tail out of bounds...
549                  */
550                 if (hw_tail >= gtt_offset &&
551                     hw_tail < (gtt_offset + OA_BUFFER_SIZE)) {
552                         stream->oa_buffer.tails[!aged_idx].offset =
553                                 aging_tail = hw_tail;
554                         stream->oa_buffer.aging_timestamp = now;
555                 } else {
556                         DRM_ERROR("Ignoring spurious out of range OA buffer tail pointer = %x\n",
557                                   hw_tail);
558                 }
559         }
560
561         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
562
563         return aged_tail == INVALID_TAIL_PTR ?
564                 false : OA_TAKEN(aged_tail, head) >= report_size;
565 }
566
567 /**
568  * append_oa_status - Appends a status record to a userspace read() buffer.
569  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
570  * @buf: destination buffer given by userspace
571  * @count: the number of bytes userspace wants to read
572  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
573  * @type: The kind of status to report to userspace
574  *
575  * Writes a status record (such as `DRM_I915_PERF_RECORD_OA_REPORT_LOST`)
576  * into the userspace read() buffer.
577  *
578  * The @buf @offset will only be updated on success.
579  *
580  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
581  */
582 static int append_oa_status(struct i915_perf_stream *stream,
583                             char __user *buf,
584                             size_t count,
585                             size_t *offset,
586                             enum drm_i915_perf_record_type type)
587 {
588         struct drm_i915_perf_record_header header = { type, 0, sizeof(header) };
589
590         if ((count - *offset) < header.size)
591                 return -ENOSPC;
592
593         if (copy_to_user(buf + *offset, &header, sizeof(header)))
594                 return -EFAULT;
595
596         (*offset) += header.size;
597
598         return 0;
599 }
600
601 /**
602  * append_oa_sample - Copies single OA report into userspace read() buffer.
603  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
604  * @buf: destination buffer given by userspace
605  * @count: the number of bytes userspace wants to read
606  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
607  * @report: A single OA report to (optionally) include as part of the sample
608  *
609  * The contents of a sample are configured through `DRM_I915_PERF_PROP_SAMPLE_*`
610  * properties when opening a stream, tracked as `stream->sample_flags`. This
611  * function copies the requested components of a single sample to the given
612  * read() @buf.
613  *
614  * The @buf @offset will only be updated on success.
615  *
616  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
617  */
618 static int append_oa_sample(struct i915_perf_stream *stream,
619                             char __user *buf,
620                             size_t count,
621                             size_t *offset,
622                             const u8 *report)
623 {
624         int report_size = stream->oa_buffer.format_size;
625         struct drm_i915_perf_record_header header;
626         u32 sample_flags = stream->sample_flags;
627
628         header.type = DRM_I915_PERF_RECORD_SAMPLE;
629         header.pad = 0;
630         header.size = stream->sample_size;
631
632         if ((count - *offset) < header.size)
633                 return -ENOSPC;
634
635         buf += *offset;
636         if (copy_to_user(buf, &header, sizeof(header)))
637                 return -EFAULT;
638         buf += sizeof(header);
639
640         if (sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT) {
641                 if (copy_to_user(buf, report, report_size))
642                         return -EFAULT;
643         }
644
645         (*offset) += header.size;
646
647         return 0;
648 }
649
650 /**
651  * Copies all buffered OA reports into userspace read() buffer.
652  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
653  * @buf: destination buffer given by userspace
654  * @count: the number of bytes userspace wants to read
655  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
656  *
657  * Notably any error condition resulting in a short read (-%ENOSPC or
658  * -%EFAULT) will be returned even though one or more records may
659  * have been successfully copied. In this case it's up to the caller
660  * to decide if the error should be squashed before returning to
661  * userspace.
662  *
663  * Note: reports are consumed from the head, and appended to the
664  * tail, so the tail chases the head?... If you think that's mad
665  * and back-to-front you're not alone, but this follows the
666  * Gen PRM naming convention.
667  *
668  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
669  */
670 static int gen8_append_oa_reports(struct i915_perf_stream *stream,
671                                   char __user *buf,
672                                   size_t count,
673                                   size_t *offset)
674 {
675         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
676         int report_size = stream->oa_buffer.format_size;
677         u8 *oa_buf_base = stream->oa_buffer.vaddr;
678         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
679         u32 mask = (OA_BUFFER_SIZE - 1);
680         size_t start_offset = *offset;
681         unsigned long flags;
682         unsigned int aged_tail_idx;
683         u32 head, tail;
684         u32 taken;
685         int ret = 0;
686
687         if (WARN_ON(!stream->enabled))
688                 return -EIO;
689
690         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
691
692         head = stream->oa_buffer.head;
693         aged_tail_idx = stream->oa_buffer.aged_tail_idx;
694         tail = stream->oa_buffer.tails[aged_tail_idx].offset;
695
696         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
697
698         /*
699          * An invalid tail pointer here means we're still waiting for the poll
700          * hrtimer callback to give us a pointer
701          */
702         if (tail == INVALID_TAIL_PTR)
703                 return -EAGAIN;
704
705         /*
706          * NB: oa_buffer.head/tail include the gtt_offset which we don't want
707          * while indexing relative to oa_buf_base.
708          */
709         head -= gtt_offset;
710         tail -= gtt_offset;
711
712         /*
713          * An out of bounds or misaligned head or tail pointer implies a driver
714          * bug since we validate + align the tail pointers we read from the
715          * hardware and we are in full control of the head pointer which should
716          * only be incremented by multiples of the report size (notably also
717          * all a power of two).
718          */
719         if (WARN_ONCE(head > OA_BUFFER_SIZE || head % report_size ||
720                       tail > OA_BUFFER_SIZE || tail % report_size,
721                       "Inconsistent OA buffer pointers: head = %u, tail = %u\n",
722                       head, tail))
723                 return -EIO;
724
725
726         for (/* none */;
727              (taken = OA_TAKEN(tail, head));
728              head = (head + report_size) & mask) {
729                 u8 *report = oa_buf_base + head;
730                 u32 *report32 = (void *)report;
731                 u32 ctx_id;
732                 u32 reason;
733
734                 /*
735                  * All the report sizes factor neatly into the buffer
736                  * size so we never expect to see a report split
737                  * between the beginning and end of the buffer.
738                  *
739                  * Given the initial alignment check a misalignment
740                  * here would imply a driver bug that would result
741                  * in an overrun.
742                  */
743                 if (WARN_ON((OA_BUFFER_SIZE - head) < report_size)) {
744                         DRM_ERROR("Spurious OA head ptr: non-integral report offset\n");
745                         break;
746                 }
747
748                 /*
749                  * The reason field includes flags identifying what
750                  * triggered this specific report (mostly timer
751                  * triggered or e.g. due to a context switch).
752                  *
753                  * This field is never expected to be zero so we can
754                  * check that the report isn't invalid before copying
755                  * it to userspace...
756                  */
757                 reason = ((report32[0] >> OAREPORT_REASON_SHIFT) &
758                           (IS_GEN(stream->perf->i915, 12) ?
759                            OAREPORT_REASON_MASK_EXTENDED :
760                            OAREPORT_REASON_MASK));
761                 if (reason == 0) {
762                         if (__ratelimit(&stream->perf->spurious_report_rs))
763                                 DRM_NOTE("Skipping spurious, invalid OA report\n");
764                         continue;
765                 }
766
767                 ctx_id = report32[2] & stream->specific_ctx_id_mask;
768
769                 /*
770                  * Squash whatever is in the CTX_ID field if it's marked as
771                  * invalid to be sure we avoid false-positive, single-context
772                  * filtering below...
773                  *
774                  * Note: that we don't clear the valid_ctx_bit so userspace can
775                  * understand that the ID has been squashed by the kernel.
776                  */
777                 if (!(report32[0] & stream->perf->gen8_valid_ctx_bit) &&
778                     INTEL_GEN(stream->perf->i915) <= 11)
779                         ctx_id = report32[2] = INVALID_CTX_ID;
780
781                 /*
782                  * NB: For Gen 8 the OA unit no longer supports clock gating
783                  * off for a specific context and the kernel can't securely
784                  * stop the counters from updating as system-wide / global
785                  * values.
786                  *
787                  * Automatic reports now include a context ID so reports can be
788                  * filtered on the cpu but it's not worth trying to
789                  * automatically subtract/hide counter progress for other
790                  * contexts while filtering since we can't stop userspace
791                  * issuing MI_REPORT_PERF_COUNT commands which would still
792                  * provide a side-band view of the real values.
793                  *
794                  * To allow userspace (such as Mesa/GL_INTEL_performance_query)
795                  * to normalize counters for a single filtered context then it
796                  * needs be forwarded bookend context-switch reports so that it
797                  * can track switches in between MI_REPORT_PERF_COUNT commands
798                  * and can itself subtract/ignore the progress of counters
799                  * associated with other contexts. Note that the hardware
800                  * automatically triggers reports when switching to a new
801                  * context which are tagged with the ID of the newly active
802                  * context. To avoid the complexity (and likely fragility) of
803                  * reading ahead while parsing reports to try and minimize
804                  * forwarding redundant context switch reports (i.e. between
805                  * other, unrelated contexts) we simply elect to forward them
806                  * all.
807                  *
808                  * We don't rely solely on the reason field to identify context
809                  * switches since it's not-uncommon for periodic samples to
810                  * identify a switch before any 'context switch' report.
811                  */
812                 if (!stream->perf->exclusive_stream->ctx ||
813                     stream->specific_ctx_id == ctx_id ||
814                     stream->oa_buffer.last_ctx_id == stream->specific_ctx_id ||
815                     reason & OAREPORT_REASON_CTX_SWITCH) {
816
817                         /*
818                          * While filtering for a single context we avoid
819                          * leaking the IDs of other contexts.
820                          */
821                         if (stream->perf->exclusive_stream->ctx &&
822                             stream->specific_ctx_id != ctx_id) {
823                                 report32[2] = INVALID_CTX_ID;
824                         }
825
826                         ret = append_oa_sample(stream, buf, count, offset,
827                                                report);
828                         if (ret)
829                                 break;
830
831                         stream->oa_buffer.last_ctx_id = ctx_id;
832                 }
833
834                 /*
835                  * The above reason field sanity check is based on
836                  * the assumption that the OA buffer is initially
837                  * zeroed and we reset the field after copying so the
838                  * check is still meaningful once old reports start
839                  * being overwritten.
840                  */
841                 report32[0] = 0;
842         }
843
844         if (start_offset != *offset) {
845                 i915_reg_t oaheadptr;
846
847                 oaheadptr = IS_GEN(stream->perf->i915, 12) ?
848                             GEN12_OAG_OAHEADPTR : GEN8_OAHEADPTR;
849
850                 spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
851
852                 /*
853                  * We removed the gtt_offset for the copy loop above, indexing
854                  * relative to oa_buf_base so put back here...
855                  */
856                 head += gtt_offset;
857                 intel_uncore_write(uncore, oaheadptr,
858                                    head & GEN12_OAG_OAHEADPTR_MASK);
859                 stream->oa_buffer.head = head;
860
861                 spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
862         }
863
864         return ret;
865 }
866
867 /**
868  * gen8_oa_read - copy status records then buffered OA reports
869  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
870  * @buf: destination buffer given by userspace
871  * @count: the number of bytes userspace wants to read
872  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
873  *
874  * Checks OA unit status registers and if necessary appends corresponding
875  * status records for userspace (such as for a buffer full condition) and then
876  * initiate appending any buffered OA reports.
877  *
878  * Updates @offset according to the number of bytes successfully copied into
879  * the userspace buffer.
880  *
881  * NB: some data may be successfully copied to the userspace buffer
882  * even if an error is returned, and this is reflected in the
883  * updated @offset.
884  *
885  * Returns: zero on success or a negative error code
886  */
887 static int gen8_oa_read(struct i915_perf_stream *stream,
888                         char __user *buf,
889                         size_t count,
890                         size_t *offset)
891 {
892         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
893         u32 oastatus;
894         i915_reg_t oastatus_reg;
895         int ret;
896
897         if (WARN_ON(!stream->oa_buffer.vaddr))
898                 return -EIO;
899
900         oastatus_reg = IS_GEN(stream->perf->i915, 12) ?
901                        GEN12_OAG_OASTATUS : GEN8_OASTATUS;
902
903         oastatus = intel_uncore_read(uncore, oastatus_reg);
904
905         /*
906          * We treat OABUFFER_OVERFLOW as a significant error:
907          *
908          * Although theoretically we could handle this more gracefully
909          * sometimes, some Gens don't correctly suppress certain
910          * automatically triggered reports in this condition and so we
911          * have to assume that old reports are now being trampled
912          * over.
913          *
914          * Considering how we don't currently give userspace control
915          * over the OA buffer size and always configure a large 16MB
916          * buffer, then a buffer overflow does anyway likely indicate
917          * that something has gone quite badly wrong.
918          */
919         if (oastatus & GEN8_OASTATUS_OABUFFER_OVERFLOW) {
920                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
921                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_BUFFER_LOST);
922                 if (ret)
923                         return ret;
924
925                 DRM_DEBUG("OA buffer overflow (exponent = %d): force restart\n",
926                           stream->period_exponent);
927
928                 stream->perf->ops.oa_disable(stream);
929                 stream->perf->ops.oa_enable(stream);
930
931                 /*
932                  * Note: .oa_enable() is expected to re-init the oabuffer and
933                  * reset GEN8_OASTATUS for us
934                  */
935                 oastatus = intel_uncore_read(uncore, oastatus_reg);
936         }
937
938         if (oastatus & GEN8_OASTATUS_REPORT_LOST) {
939                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
940                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_REPORT_LOST);
941                 if (ret)
942                         return ret;
943                 intel_uncore_write(uncore, oastatus_reg,
944                                    oastatus & ~GEN8_OASTATUS_REPORT_LOST);
945         }
946
947         return gen8_append_oa_reports(stream, buf, count, offset);
948 }
949
950 /**
951  * Copies all buffered OA reports into userspace read() buffer.
952  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
953  * @buf: destination buffer given by userspace
954  * @count: the number of bytes userspace wants to read
955  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
956  *
957  * Notably any error condition resulting in a short read (-%ENOSPC or
958  * -%EFAULT) will be returned even though one or more records may
959  * have been successfully copied. In this case it's up to the caller
960  * to decide if the error should be squashed before returning to
961  * userspace.
962  *
963  * Note: reports are consumed from the head, and appended to the
964  * tail, so the tail chases the head?... If you think that's mad
965  * and back-to-front you're not alone, but this follows the
966  * Gen PRM naming convention.
967  *
968  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
969  */
970 static int gen7_append_oa_reports(struct i915_perf_stream *stream,
971                                   char __user *buf,
972                                   size_t count,
973                                   size_t *offset)
974 {
975         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
976         int report_size = stream->oa_buffer.format_size;
977         u8 *oa_buf_base = stream->oa_buffer.vaddr;
978         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
979         u32 mask = (OA_BUFFER_SIZE - 1);
980         size_t start_offset = *offset;
981         unsigned long flags;
982         unsigned int aged_tail_idx;
983         u32 head, tail;
984         u32 taken;
985         int ret = 0;
986
987         if (WARN_ON(!stream->enabled))
988                 return -EIO;
989
990         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
991
992         head = stream->oa_buffer.head;
993         aged_tail_idx = stream->oa_buffer.aged_tail_idx;
994         tail = stream->oa_buffer.tails[aged_tail_idx].offset;
995
996         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
997
998         /* An invalid tail pointer here means we're still waiting for the poll
999          * hrtimer callback to give us a pointer
1000          */
1001         if (tail == INVALID_TAIL_PTR)
1002                 return -EAGAIN;
1003
1004         /* NB: oa_buffer.head/tail include the gtt_offset which we don't want
1005          * while indexing relative to oa_buf_base.
1006          */
1007         head -= gtt_offset;
1008         tail -= gtt_offset;
1009
1010         /* An out of bounds or misaligned head or tail pointer implies a driver
1011          * bug since we validate + align the tail pointers we read from the
1012          * hardware and we are in full control of the head pointer which should
1013          * only be incremented by multiples of the report size (notably also
1014          * all a power of two).
1015          */
1016         if (WARN_ONCE(head > OA_BUFFER_SIZE || head % report_size ||
1017                       tail > OA_BUFFER_SIZE || tail % report_size,
1018                       "Inconsistent OA buffer pointers: head = %u, tail = %u\n",
1019                       head, tail))
1020                 return -EIO;
1021
1022
1023         for (/* none */;
1024              (taken = OA_TAKEN(tail, head));
1025              head = (head + report_size) & mask) {
1026                 u8 *report = oa_buf_base + head;
1027                 u32 *report32 = (void *)report;
1028
1029                 /* All the report sizes factor neatly into the buffer
1030                  * size so we never expect to see a report split
1031                  * between the beginning and end of the buffer.
1032                  *
1033                  * Given the initial alignment check a misalignment
1034                  * here would imply a driver bug that would result
1035                  * in an overrun.
1036                  */
1037                 if (WARN_ON((OA_BUFFER_SIZE - head) < report_size)) {
1038                         DRM_ERROR("Spurious OA head ptr: non-integral report offset\n");
1039                         break;
1040                 }
1041
1042                 /* The report-ID field for periodic samples includes
1043                  * some undocumented flags related to what triggered
1044                  * the report and is never expected to be zero so we
1045                  * can check that the report isn't invalid before
1046                  * copying it to userspace...
1047                  */
1048                 if (report32[0] == 0) {
1049                         if (__ratelimit(&stream->perf->spurious_report_rs))
1050                                 DRM_NOTE("Skipping spurious, invalid OA report\n");
1051                         continue;
1052                 }
1053
1054                 ret = append_oa_sample(stream, buf, count, offset, report);
1055                 if (ret)
1056                         break;
1057
1058                 /* The above report-id field sanity check is based on
1059                  * the assumption that the OA buffer is initially
1060                  * zeroed and we reset the field after copying so the
1061                  * check is still meaningful once old reports start
1062                  * being overwritten.
1063                  */
1064                 report32[0] = 0;
1065         }
1066
1067         if (start_offset != *offset) {
1068                 spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1069
1070                 /* We removed the gtt_offset for the copy loop above, indexing
1071                  * relative to oa_buf_base so put back here...
1072                  */
1073                 head += gtt_offset;
1074
1075                 intel_uncore_write(uncore, GEN7_OASTATUS2,
1076                                    (head & GEN7_OASTATUS2_HEAD_MASK) |
1077                                    GEN7_OASTATUS2_MEM_SELECT_GGTT);
1078                 stream->oa_buffer.head = head;
1079
1080                 spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1081         }
1082
1083         return ret;
1084 }
1085
1086 /**
1087  * gen7_oa_read - copy status records then buffered OA reports
1088  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1089  * @buf: destination buffer given by userspace
1090  * @count: the number of bytes userspace wants to read
1091  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
1092  *
1093  * Checks Gen 7 specific OA unit status registers and if necessary appends
1094  * corresponding status records for userspace (such as for a buffer full
1095  * condition) and then initiate appending any buffered OA reports.
1096  *
1097  * Updates @offset according to the number of bytes successfully copied into
1098  * the userspace buffer.
1099  *
1100  * Returns: zero on success or a negative error code
1101  */
1102 static int gen7_oa_read(struct i915_perf_stream *stream,
1103                         char __user *buf,
1104                         size_t count,
1105                         size_t *offset)
1106 {
1107         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1108         u32 oastatus1;
1109         int ret;
1110
1111         if (WARN_ON(!stream->oa_buffer.vaddr))
1112                 return -EIO;
1113
1114         oastatus1 = intel_uncore_read(uncore, GEN7_OASTATUS1);
1115
1116         /* XXX: On Haswell we don't have a safe way to clear oastatus1
1117          * bits while the OA unit is enabled (while the tail pointer
1118          * may be updated asynchronously) so we ignore status bits
1119          * that have already been reported to userspace.
1120          */
1121         oastatus1 &= ~stream->perf->gen7_latched_oastatus1;
1122
1123         /* We treat OABUFFER_OVERFLOW as a significant error:
1124          *
1125          * - The status can be interpreted to mean that the buffer is
1126          *   currently full (with a higher precedence than OA_TAKEN()
1127          *   which will start to report a near-empty buffer after an
1128          *   overflow) but it's awkward that we can't clear the status
1129          *   on Haswell, so without a reset we won't be able to catch
1130          *   the state again.
1131          *
1132          * - Since it also implies the HW has started overwriting old
1133          *   reports it may also affect our sanity checks for invalid
1134          *   reports when copying to userspace that assume new reports
1135          *   are being written to cleared memory.
1136          *
1137          * - In the future we may want to introduce a flight recorder
1138          *   mode where the driver will automatically maintain a safe
1139          *   guard band between head/tail, avoiding this overflow
1140          *   condition, but we avoid the added driver complexity for
1141          *   now.
1142          */
1143         if (unlikely(oastatus1 & GEN7_OASTATUS1_OABUFFER_OVERFLOW)) {
1144                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
1145                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_BUFFER_LOST);
1146                 if (ret)
1147                         return ret;
1148
1149                 DRM_DEBUG("OA buffer overflow (exponent = %d): force restart\n",
1150                           stream->period_exponent);
1151
1152                 stream->perf->ops.oa_disable(stream);
1153                 stream->perf->ops.oa_enable(stream);
1154
1155                 oastatus1 = intel_uncore_read(uncore, GEN7_OASTATUS1);
1156         }
1157
1158         if (unlikely(oastatus1 & GEN7_OASTATUS1_REPORT_LOST)) {
1159                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
1160                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_REPORT_LOST);
1161                 if (ret)
1162                         return ret;
1163                 stream->perf->gen7_latched_oastatus1 |=
1164                         GEN7_OASTATUS1_REPORT_LOST;
1165         }
1166
1167         return gen7_append_oa_reports(stream, buf, count, offset);
1168 }
1169
1170 /**
1171  * i915_oa_wait_unlocked - handles blocking IO until OA data available
1172  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1173  *
1174  * Called when userspace tries to read() from a blocking stream FD opened
1175  * for OA metrics. It waits until the hrtimer callback finds a non-empty
1176  * OA buffer and wakes us.
1177  *
1178  * Note: it's acceptable to have this return with some false positives
1179  * since any subsequent read handling will return -EAGAIN if there isn't
1180  * really data ready for userspace yet.
1181  *
1182  * Returns: zero on success or a negative error code
1183  */
1184 static int i915_oa_wait_unlocked(struct i915_perf_stream *stream)
1185 {
1186         /* We would wait indefinitely if periodic sampling is not enabled */
1187         if (!stream->periodic)
1188                 return -EIO;
1189
1190         return wait_event_interruptible(stream->poll_wq,
1191                                         oa_buffer_check_unlocked(stream));
1192 }
1193
1194 /**
1195  * i915_oa_poll_wait - call poll_wait() for an OA stream poll()
1196  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1197  * @file: An i915 perf stream file
1198  * @wait: poll() state table
1199  *
1200  * For handling userspace polling on an i915 perf stream opened for OA metrics,
1201  * this starts a poll_wait with the wait queue that our hrtimer callback wakes
1202  * when it sees data ready to read in the circular OA buffer.
1203  */
1204 static void i915_oa_poll_wait(struct i915_perf_stream *stream,
1205                               struct file *file,
1206                               poll_table *wait)
1207 {
1208         poll_wait(file, &stream->poll_wq, wait);
1209 }
1210
1211 /**
1212  * i915_oa_read - just calls through to &i915_oa_ops->read
1213  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1214  * @buf: destination buffer given by userspace
1215  * @count: the number of bytes userspace wants to read
1216  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
1217  *
1218  * Updates @offset according to the number of bytes successfully copied into
1219  * the userspace buffer.
1220  *
1221  * Returns: zero on success or a negative error code
1222  */
1223 static int i915_oa_read(struct i915_perf_stream *stream,
1224                         char __user *buf,
1225                         size_t count,
1226                         size_t *offset)
1227 {
1228         return stream->perf->ops.read(stream, buf, count, offset);
1229 }
1230
1231 static struct intel_context *oa_pin_context(struct i915_perf_stream *stream)
1232 {
1233         struct i915_gem_engines_iter it;
1234         struct i915_gem_context *ctx = stream->ctx;
1235         struct intel_context *ce;
1236         int err;
1237
1238         for_each_gem_engine(ce, i915_gem_context_lock_engines(ctx), it) {
1239                 if (ce->engine != stream->engine) /* first match! */
1240                         continue;
1241
1242                 /*
1243                  * As the ID is the gtt offset of the context's vma we
1244                  * pin the vma to ensure the ID remains fixed.
1245                  */
1246                 err = intel_context_pin(ce);
1247                 if (err == 0) {
1248                         stream->pinned_ctx = ce;
1249                         break;
1250                 }
1251         }
1252         i915_gem_context_unlock_engines(ctx);
1253
1254         return stream->pinned_ctx;
1255 }
1256
1257 /**
1258  * oa_get_render_ctx_id - determine and hold ctx hw id
1259  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1260  *
1261  * Determine the render context hw id, and ensure it remains fixed for the
1262  * lifetime of the stream. This ensures that we don't have to worry about
1263  * updating the context ID in OACONTROL on the fly.
1264  *
1265  * Returns: zero on success or a negative error code
1266  */
1267 static int oa_get_render_ctx_id(struct i915_perf_stream *stream)
1268 {
1269         struct intel_context *ce;
1270
1271         ce = oa_pin_context(stream);
1272         if (IS_ERR(ce))
1273                 return PTR_ERR(ce);
1274
1275         switch (INTEL_GEN(ce->engine->i915)) {
1276         case 7: {
1277                 /*
1278                  * On Haswell we don't do any post processing of the reports
1279                  * and don't need to use the mask.
1280                  */
1281                 stream->specific_ctx_id = i915_ggtt_offset(ce->state);
1282                 stream->specific_ctx_id_mask = 0;
1283                 break;
1284         }
1285
1286         case 8:
1287         case 9:
1288         case 10:
1289                 if (intel_engine_in_execlists_submission_mode(ce->engine)) {
1290                         stream->specific_ctx_id_mask =
1291                                 (1U << GEN8_CTX_ID_WIDTH) - 1;
1292                         stream->specific_ctx_id = stream->specific_ctx_id_mask;
1293                 } else {
1294                         /*
1295                          * When using GuC, the context descriptor we write in
1296                          * i915 is read by GuC and rewritten before it's
1297                          * actually written into the hardware. The LRCA is
1298                          * what is put into the context id field of the
1299                          * context descriptor by GuC. Because it's aligned to
1300                          * a page, the lower 12bits are always at 0 and
1301                          * dropped by GuC. They won't be part of the context
1302                          * ID in the OA reports, so squash those lower bits.
1303                          */
1304                         stream->specific_ctx_id =
1305                                 lower_32_bits(ce->lrc_desc) >> 12;
1306
1307                         /*
1308                          * GuC uses the top bit to signal proxy submission, so
1309                          * ignore that bit.
1310                          */
1311                         stream->specific_ctx_id_mask =
1312                                 (1U << (GEN8_CTX_ID_WIDTH - 1)) - 1;
1313                 }
1314                 break;
1315
1316         case 11:
1317         case 12: {
1318                 stream->specific_ctx_id_mask =
1319                         ((1U << GEN11_SW_CTX_ID_WIDTH) - 1) << (GEN11_SW_CTX_ID_SHIFT - 32);
1320                 stream->specific_ctx_id = stream->specific_ctx_id_mask;
1321                 break;
1322         }
1323
1324         default:
1325                 MISSING_CASE(INTEL_GEN(ce->engine->i915));
1326         }
1327
1328         ce->tag = stream->specific_ctx_id_mask;
1329
1330         DRM_DEBUG_DRIVER("filtering on ctx_id=0x%x ctx_id_mask=0x%x\n",
1331                          stream->specific_ctx_id,
1332                          stream->specific_ctx_id_mask);
1333
1334         return 0;
1335 }
1336
1337 /**
1338  * oa_put_render_ctx_id - counterpart to oa_get_render_ctx_id releases hold
1339  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1340  *
1341  * In case anything needed doing to ensure the context HW ID would remain valid
1342  * for the lifetime of the stream, then that can be undone here.
1343  */
1344 static void oa_put_render_ctx_id(struct i915_perf_stream *stream)
1345 {
1346         struct intel_context *ce;
1347
1348         ce = fetch_and_zero(&stream->pinned_ctx);
1349         if (ce) {
1350                 ce->tag = 0; /* recomputed on next submission after parking */
1351                 intel_context_unpin(ce);
1352         }
1353
1354         stream->specific_ctx_id = INVALID_CTX_ID;
1355         stream->specific_ctx_id_mask = 0;
1356 }
1357
1358 static void
1359 free_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1360 {
1361         i915_vma_unpin_and_release(&stream->oa_buffer.vma,
1362                                    I915_VMA_RELEASE_MAP);
1363
1364         stream->oa_buffer.vaddr = NULL;
1365 }
1366
1367 static void
1368 free_oa_configs(struct i915_perf_stream *stream)
1369 {
1370         struct i915_oa_config_bo *oa_bo, *tmp;
1371
1372         i915_oa_config_put(stream->oa_config);
1373         llist_for_each_entry_safe(oa_bo, tmp, stream->oa_config_bos.first, node)
1374                 free_oa_config_bo(oa_bo);
1375 }
1376
1377 static void
1378 free_noa_wait(struct i915_perf_stream *stream)
1379 {
1380         i915_vma_unpin_and_release(&stream->noa_wait, 0);
1381 }
1382
1383 static void i915_oa_stream_destroy(struct i915_perf_stream *stream)
1384 {
1385         struct i915_perf *perf = stream->perf;
1386
1387         BUG_ON(stream != perf->exclusive_stream);
1388
1389         /*
1390          * Unset exclusive_stream first, it will be checked while disabling
1391          * the metric set on gen8+.
1392          */
1393         perf->exclusive_stream = NULL;
1394         perf->ops.disable_metric_set(stream);
1395
1396         free_oa_buffer(stream);
1397
1398         intel_uncore_forcewake_put(stream->uncore, FORCEWAKE_ALL);
1399         intel_engine_pm_put(stream->engine);
1400
1401         if (stream->ctx)
1402                 oa_put_render_ctx_id(stream);
1403
1404         free_oa_configs(stream);
1405         free_noa_wait(stream);
1406
1407         if (perf->spurious_report_rs.missed) {
1408                 DRM_NOTE("%d spurious OA report notices suppressed due to ratelimiting\n",
1409                          perf->spurious_report_rs.missed);
1410         }
1411 }
1412
1413 static void gen7_init_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1414 {
1415         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1416         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
1417         unsigned long flags;
1418
1419         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1420
1421         /* Pre-DevBDW: OABUFFER must be set with counters off,
1422          * before OASTATUS1, but after OASTATUS2
1423          */
1424         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OASTATUS2, /* head */
1425                            gtt_offset | GEN7_OASTATUS2_MEM_SELECT_GGTT);
1426         stream->oa_buffer.head = gtt_offset;
1427
1428         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OABUFFER, gtt_offset);
1429
1430         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OASTATUS1, /* tail */
1431                            gtt_offset | OABUFFER_SIZE_16M);
1432
1433         /* Mark that we need updated tail pointers to read from... */
1434         stream->oa_buffer.tails[0].offset = INVALID_TAIL_PTR;
1435         stream->oa_buffer.tails[1].offset = INVALID_TAIL_PTR;
1436
1437         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1438
1439         /* On Haswell we have to track which OASTATUS1 flags we've
1440          * already seen since they can't be cleared while periodic
1441          * sampling is enabled.
1442          */
1443         stream->perf->gen7_latched_oastatus1 = 0;
1444
1445         /* NB: although the OA buffer will initially be allocated
1446          * zeroed via shmfs (and so this memset is redundant when
1447          * first allocating), we may re-init the OA buffer, either
1448          * when re-enabling a stream or in error/reset paths.
1449          *
1450          * The reason we clear the buffer for each re-init is for the
1451          * sanity check in gen7_append_oa_reports() that looks at the
1452          * report-id field to make sure it's non-zero which relies on
1453          * the assumption that new reports are being written to zeroed
1454          * memory...
1455          */
1456         memset(stream->oa_buffer.vaddr, 0, OA_BUFFER_SIZE);
1457
1458         stream->pollin = false;
1459 }
1460
1461 static void gen8_init_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1462 {
1463         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1464         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
1465         unsigned long flags;
1466
1467         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1468
1469         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OASTATUS, 0);
1470         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OAHEADPTR, gtt_offset);
1471         stream->oa_buffer.head = gtt_offset;
1472
1473         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OABUFFER_UDW, 0);
1474
1475         /*
1476          * PRM says:
1477          *
1478          *  "This MMIO must be set before the OATAILPTR
1479          *  register and after the OAHEADPTR register. This is
1480          *  to enable proper functionality of the overflow
1481          *  bit."
1482          */
1483         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OABUFFER, gtt_offset |
1484                    OABUFFER_SIZE_16M | GEN8_OABUFFER_MEM_SELECT_GGTT);
1485         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OATAILPTR, gtt_offset & GEN8_OATAILPTR_MASK);
1486
1487         /* Mark that we need updated tail pointers to read from... */
1488         stream->oa_buffer.tails[0].offset = INVALID_TAIL_PTR;
1489         stream->oa_buffer.tails[1].offset = INVALID_TAIL_PTR;
1490
1491         /*
1492          * Reset state used to recognise context switches, affecting which
1493          * reports we will forward to userspace while filtering for a single
1494          * context.
1495          */
1496         stream->oa_buffer.last_ctx_id = INVALID_CTX_ID;
1497
1498         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1499
1500         /*
1501          * NB: although the OA buffer will initially be allocated
1502          * zeroed via shmfs (and so this memset is redundant when
1503          * first allocating), we may re-init the OA buffer, either
1504          * when re-enabling a stream or in error/reset paths.
1505          *
1506          * The reason we clear the buffer for each re-init is for the
1507          * sanity check in gen8_append_oa_reports() that looks at the
1508          * reason field to make sure it's non-zero which relies on
1509          * the assumption that new reports are being written to zeroed
1510          * memory...
1511          */
1512         memset(stream->oa_buffer.vaddr, 0, OA_BUFFER_SIZE);
1513
1514         stream->pollin = false;
1515 }
1516
1517 static void gen12_init_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1518 {
1519         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1520         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
1521         unsigned long flags;
1522
1523         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1524
1525         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OASTATUS, 0);
1526         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OAHEADPTR,
1527                            gtt_offset & GEN12_OAG_OAHEADPTR_MASK);
1528         stream->oa_buffer.head = gtt_offset;
1529
1530         /*
1531          * PRM says:
1532          *
1533          *  "This MMIO must be set before the OATAILPTR
1534          *  register and after the OAHEADPTR register. This is
1535          *  to enable proper functionality of the overflow
1536          *  bit."
1537          */
1538         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OABUFFER, gtt_offset |
1539                            OABUFFER_SIZE_16M | GEN8_OABUFFER_MEM_SELECT_GGTT);
1540         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OATAILPTR,
1541                            gtt_offset & GEN12_OAG_OATAILPTR_MASK);
1542
1543         /* Mark that we need updated tail pointers to read from... */
1544         stream->oa_buffer.tails[0].offset = INVALID_TAIL_PTR;
1545         stream->oa_buffer.tails[1].offset = INVALID_TAIL_PTR;
1546
1547         /*
1548          * Reset state used to recognise context switches, affecting which
1549          * reports we will forward to userspace while filtering for a single
1550          * context.
1551          */
1552         stream->oa_buffer.last_ctx_id = INVALID_CTX_ID;
1553
1554         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1555
1556         /*
1557          * NB: although the OA buffer will initially be allocated
1558          * zeroed via shmfs (and so this memset is redundant when
1559          * first allocating), we may re-init the OA buffer, either
1560          * when re-enabling a stream or in error/reset paths.
1561          *
1562          * The reason we clear the buffer for each re-init is for the
1563          * sanity check in gen8_append_oa_reports() that looks at the
1564          * reason field to make sure it's non-zero which relies on
1565          * the assumption that new reports are being written to zeroed
1566          * memory...
1567          */
1568         memset(stream->oa_buffer.vaddr, 0,
1569                stream->oa_buffer.vma->size);
1570
1571         stream->pollin = false;
1572 }
1573
1574 static int alloc_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1575 {
1576         struct drm_i915_gem_object *bo;
1577         struct i915_vma *vma;
1578         int ret;
1579
1580         if (WARN_ON(stream->oa_buffer.vma))
1581                 return -ENODEV;
1582
1583         BUILD_BUG_ON_NOT_POWER_OF_2(OA_BUFFER_SIZE);
1584         BUILD_BUG_ON(OA_BUFFER_SIZE < SZ_128K || OA_BUFFER_SIZE > SZ_16M);
1585
1586         bo = i915_gem_object_create_shmem(stream->perf->i915, OA_BUFFER_SIZE);
1587         if (IS_ERR(bo)) {
1588                 DRM_ERROR("Failed to allocate OA buffer\n");
1589                 return PTR_ERR(bo);
1590         }
1591
1592         i915_gem_object_set_cache_coherency(bo, I915_CACHE_LLC);
1593
1594         /* PreHSW required 512K alignment, HSW requires 16M */
1595         vma = i915_gem_object_ggtt_pin(bo, NULL, 0, SZ_16M, 0);
1596         if (IS_ERR(vma)) {
1597                 ret = PTR_ERR(vma);
1598                 goto err_unref;
1599         }
1600         stream->oa_buffer.vma = vma;
1601
1602         stream->oa_buffer.vaddr =
1603                 i915_gem_object_pin_map(bo, I915_MAP_WB);
1604         if (IS_ERR(stream->oa_buffer.vaddr)) {
1605                 ret = PTR_ERR(stream->oa_buffer.vaddr);
1606                 goto err_unpin;
1607         }
1608
1609         return 0;
1610
1611 err_unpin:
1612         __i915_vma_unpin(vma);
1613
1614 err_unref:
1615         i915_gem_object_put(bo);
1616
1617         stream->oa_buffer.vaddr = NULL;
1618         stream->oa_buffer.vma = NULL;
1619
1620         return ret;
1621 }
1622
1623 static u32 *save_restore_register(struct i915_perf_stream *stream, u32 *cs,
1624                                   bool save, i915_reg_t reg, u32 offset,
1625                                   u32 dword_count)
1626 {
1627         u32 cmd;
1628         u32 d;
1629
1630         cmd = save ? MI_STORE_REGISTER_MEM : MI_LOAD_REGISTER_MEM;
1631         if (INTEL_GEN(stream->perf->i915) >= 8)
1632                 cmd++;
1633
1634         for (d = 0; d < dword_count; d++) {
1635                 *cs++ = cmd;
1636                 *cs++ = i915_mmio_reg_offset(reg) + 4 * d;
1637                 *cs++ = intel_gt_scratch_offset(stream->engine->gt,
1638                                                 offset) + 4 * d;
1639                 *cs++ = 0;
1640         }
1641
1642         return cs;
1643 }
1644
1645 static int alloc_noa_wait(struct i915_perf_stream *stream)
1646 {
1647         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
1648         struct drm_i915_gem_object *bo;
1649         struct i915_vma *vma;
1650         const u64 delay_ticks = 0xffffffffffffffff -
1651                 DIV64_U64_ROUND_UP(
1652                         atomic64_read(&stream->perf->noa_programming_delay) *
1653                         RUNTIME_INFO(i915)->cs_timestamp_frequency_khz,
1654                         1000000ull);
1655         const u32 base = stream->engine->mmio_base;
1656 #define CS_GPR(x) GEN8_RING_CS_GPR(base, x)
1657         u32 *batch, *ts0, *cs, *jump;
1658         int ret, i;
1659         enum {
1660                 START_TS,
1661                 NOW_TS,
1662                 DELTA_TS,
1663                 JUMP_PREDICATE,
1664                 DELTA_TARGET,
1665                 N_CS_GPR
1666         };
1667
1668         bo = i915_gem_object_create_internal(i915, 4096);
1669         if (IS_ERR(bo)) {
1670                 DRM_ERROR("Failed to allocate NOA wait batchbuffer\n");
1671                 return PTR_ERR(bo);
1672         }
1673
1674         /*
1675          * We pin in GGTT because we jump into this buffer now because
1676          * multiple OA config BOs will have a jump to this address and it
1677          * needs to be fixed during the lifetime of the i915/perf stream.
1678          */
1679         vma = i915_gem_object_ggtt_pin(bo, NULL, 0, 0, PIN_HIGH);
1680         if (IS_ERR(vma)) {
1681                 ret = PTR_ERR(vma);
1682                 goto err_unref;
1683         }
1684
1685         batch = cs = i915_gem_object_pin_map(bo, I915_MAP_WB);
1686         if (IS_ERR(batch)) {
1687                 ret = PTR_ERR(batch);
1688                 goto err_unpin;
1689         }
1690
1691         /* Save registers. */
1692         for (i = 0; i < N_CS_GPR; i++)
1693                 cs = save_restore_register(
1694                         stream, cs, true /* save */, CS_GPR(i),
1695                         INTEL_GT_SCRATCH_FIELD_PERF_CS_GPR + 8 * i, 2);
1696         cs = save_restore_register(
1697                 stream, cs, true /* save */, MI_PREDICATE_RESULT_1,
1698                 INTEL_GT_SCRATCH_FIELD_PERF_PREDICATE_RESULT_1, 1);
1699
1700         /* First timestamp snapshot location. */
1701         ts0 = cs;
1702
1703         /*
1704          * Initial snapshot of the timestamp register to implement the wait.
1705          * We work with 32b values, so clear out the top 32b bits of the
1706          * register because the ALU works 64bits.
1707          */
1708         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(1);
1709         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(START_TS)) + 4;
1710         *cs++ = 0;
1711         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
1712         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(RING_TIMESTAMP(base));
1713         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(START_TS));
1714
1715         /*
1716          * This is the location we're going to jump back into until the
1717          * required amount of time has passed.
1718          */
1719         jump = cs;
1720
1721         /*
1722          * Take another snapshot of the timestamp register. Take care to clear
1723          * up the top 32bits of CS_GPR(1) as we're using it for other
1724          * operations below.
1725          */
1726         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(1);
1727         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(NOW_TS)) + 4;
1728         *cs++ = 0;
1729         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
1730         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(RING_TIMESTAMP(base));
1731         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(NOW_TS));
1732
1733         /*
1734          * Do a diff between the 2 timestamps and store the result back into
1735          * CS_GPR(1).
1736          */
1737         *cs++ = MI_MATH(5);
1738         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCA, MI_MATH_REG(NOW_TS));
1739         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCB, MI_MATH_REG(START_TS));
1740         *cs++ = MI_MATH_SUB;
1741         *cs++ = MI_MATH_STORE(MI_MATH_REG(DELTA_TS), MI_MATH_REG_ACCU);
1742         *cs++ = MI_MATH_STORE(MI_MATH_REG(JUMP_PREDICATE), MI_MATH_REG_CF);
1743
1744         /*
1745          * Transfer the carry flag (set to 1 if ts1 < ts0, meaning the
1746          * timestamp have rolled over the 32bits) into the predicate register
1747          * to be used for the predicated jump.
1748          */
1749         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
1750         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(JUMP_PREDICATE));
1751         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(MI_PREDICATE_RESULT_1);
1752
1753         /* Restart from the beginning if we had timestamps roll over. */
1754         *cs++ = (INTEL_GEN(i915) < 8 ?
1755                  MI_BATCH_BUFFER_START :
1756                  MI_BATCH_BUFFER_START_GEN8) |
1757                 MI_BATCH_PREDICATE;
1758         *cs++ = i915_ggtt_offset(vma) + (ts0 - batch) * 4;
1759         *cs++ = 0;
1760
1761         /*
1762          * Now add the diff between to previous timestamps and add it to :
1763          *      (((1 * << 64) - 1) - delay_ns)
1764          *
1765          * When the Carry Flag contains 1 this means the elapsed time is
1766          * longer than the expected delay, and we can exit the wait loop.
1767          */
1768         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(2);
1769         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(DELTA_TARGET));
1770         *cs++ = lower_32_bits(delay_ticks);
1771         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(DELTA_TARGET)) + 4;
1772         *cs++ = upper_32_bits(delay_ticks);
1773
1774         *cs++ = MI_MATH(4);
1775         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCA, MI_MATH_REG(DELTA_TS));
1776         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCB, MI_MATH_REG(DELTA_TARGET));
1777         *cs++ = MI_MATH_ADD;
1778         *cs++ = MI_MATH_STOREINV(MI_MATH_REG(JUMP_PREDICATE), MI_MATH_REG_CF);
1779
1780         /*
1781          * Transfer the result into the predicate register to be used for the
1782          * predicated jump.
1783          */
1784         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
1785         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(JUMP_PREDICATE));
1786         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(MI_PREDICATE_RESULT_1);
1787
1788         /* Predicate the jump.  */
1789         *cs++ = (INTEL_GEN(i915) < 8 ?
1790                  MI_BATCH_BUFFER_START :
1791                  MI_BATCH_BUFFER_START_GEN8) |
1792                 MI_BATCH_PREDICATE;
1793         *cs++ = i915_ggtt_offset(vma) + (jump - batch) * 4;
1794         *cs++ = 0;
1795
1796         /* Restore registers. */
1797         for (i = 0; i < N_CS_GPR; i++)
1798                 cs = save_restore_register(
1799                         stream, cs, false /* restore */, CS_GPR(i),
1800                         INTEL_GT_SCRATCH_FIELD_PERF_CS_GPR + 8 * i, 2);
1801         cs = save_restore_register(
1802                 stream, cs, false /* restore */, MI_PREDICATE_RESULT_1,
1803                 INTEL_GT_SCRATCH_FIELD_PERF_PREDICATE_RESULT_1, 1);
1804
1805         /* And return to the ring. */
1806         *cs++ = MI_BATCH_BUFFER_END;
1807
1808         GEM_BUG_ON(cs - batch > PAGE_SIZE / sizeof(*batch));
1809
1810         i915_gem_object_flush_map(bo);
1811         i915_gem_object_unpin_map(bo);
1812
1813         stream->noa_wait = vma;
1814         return 0;
1815
1816 err_unpin:
1817         i915_vma_unpin_and_release(&vma, 0);
1818 err_unref:
1819         i915_gem_object_put(bo);
1820         return ret;
1821 }
1822
1823 static u32 *write_cs_mi_lri(u32 *cs,
1824                             const struct i915_oa_reg *reg_data,
1825                             u32 n_regs)
1826 {
1827         u32 i;
1828
1829         for (i = 0; i < n_regs; i++) {
1830                 if ((i % MI_LOAD_REGISTER_IMM_MAX_REGS) == 0) {
1831                         u32 n_lri = min_t(u32,
1832                                           n_regs - i,
1833                                           MI_LOAD_REGISTER_IMM_MAX_REGS);
1834
1835                         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(n_lri);
1836                 }
1837                 *cs++ = i915_mmio_reg_offset(reg_data[i].addr);
1838                 *cs++ = reg_data[i].value;
1839         }
1840
1841         return cs;
1842 }
1843
1844 static int num_lri_dwords(int num_regs)
1845 {
1846         int count = 0;
1847
1848         if (num_regs > 0) {
1849                 count += DIV_ROUND_UP(num_regs, MI_LOAD_REGISTER_IMM_MAX_REGS);
1850                 count += num_regs * 2;
1851         }
1852
1853         return count;
1854 }
1855
1856 static struct i915_oa_config_bo *
1857 alloc_oa_config_buffer(struct i915_perf_stream *stream,
1858                        struct i915_oa_config *oa_config)
1859 {
1860         struct drm_i915_gem_object *obj;
1861         struct i915_oa_config_bo *oa_bo;
1862         size_t config_length = 0;
1863         u32 *cs;
1864         int err;
1865
1866         oa_bo = kzalloc(sizeof(*oa_bo), GFP_KERNEL);
1867         if (!oa_bo)
1868                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1869
1870         config_length += num_lri_dwords(oa_config->mux_regs_len);
1871         config_length += num_lri_dwords(oa_config->b_counter_regs_len);
1872         config_length += num_lri_dwords(oa_config->flex_regs_len);
1873         config_length += 3; /* MI_BATCH_BUFFER_START */
1874         config_length = ALIGN(sizeof(u32) * config_length, I915_GTT_PAGE_SIZE);
1875
1876         obj = i915_gem_object_create_shmem(stream->perf->i915, config_length);
1877         if (IS_ERR(obj)) {
1878                 err = PTR_ERR(obj);
1879                 goto err_free;
1880         }
1881
1882         cs = i915_gem_object_pin_map(obj, I915_MAP_WB);
1883         if (IS_ERR(cs)) {
1884                 err = PTR_ERR(cs);
1885                 goto err_oa_bo;
1886         }
1887
1888         cs = write_cs_mi_lri(cs,
1889                              oa_config->mux_regs,
1890                              oa_config->mux_regs_len);
1891         cs = write_cs_mi_lri(cs,
1892                              oa_config->b_counter_regs,
1893                              oa_config->b_counter_regs_len);
1894         cs = write_cs_mi_lri(cs,
1895                              oa_config->flex_regs,
1896                              oa_config->flex_regs_len);
1897
1898         /* Jump into the active wait. */
1899         *cs++ = (INTEL_GEN(stream->perf->i915) < 8 ?
1900                  MI_BATCH_BUFFER_START :
1901                  MI_BATCH_BUFFER_START_GEN8);
1902         *cs++ = i915_ggtt_offset(stream->noa_wait);
1903         *cs++ = 0;
1904
1905         i915_gem_object_flush_map(obj);
1906         i915_gem_object_unpin_map(obj);
1907
1908         oa_bo->vma = i915_vma_instance(obj,
1909                                        &stream->engine->gt->ggtt->vm,
1910                                        NULL);
1911         if (IS_ERR(oa_bo->vma)) {
1912                 err = PTR_ERR(oa_bo->vma);
1913                 goto err_oa_bo;
1914         }
1915
1916         oa_bo->oa_config = i915_oa_config_get(oa_config);
1917         llist_add(&oa_bo->node, &stream->oa_config_bos);
1918
1919         return oa_bo;
1920
1921 err_oa_bo:
1922         i915_gem_object_put(obj);
1923 err_free:
1924         kfree(oa_bo);
1925         return ERR_PTR(err);
1926 }
1927
1928 static struct i915_vma *
1929 get_oa_vma(struct i915_perf_stream *stream, struct i915_oa_config *oa_config)
1930 {
1931         struct i915_oa_config_bo *oa_bo;
1932
1933         /*
1934          * Look for the buffer in the already allocated BOs attached
1935          * to the stream.
1936          */
1937         llist_for_each_entry(oa_bo, stream->oa_config_bos.first, node) {
1938                 if (oa_bo->oa_config == oa_config &&
1939                     memcmp(oa_bo->oa_config->uuid,
1940                            oa_config->uuid,
1941                            sizeof(oa_config->uuid)) == 0)
1942                         goto out;
1943         }
1944
1945         oa_bo = alloc_oa_config_buffer(stream, oa_config);
1946         if (IS_ERR(oa_bo))
1947                 return ERR_CAST(oa_bo);
1948
1949 out:
1950         return i915_vma_get(oa_bo->vma);
1951 }
1952
1953 static int emit_oa_config(struct i915_perf_stream *stream,
1954                           struct i915_oa_config *oa_config,
1955                           struct intel_context *ce)
1956 {
1957         struct i915_request *rq;
1958         struct i915_vma *vma;
1959         int err;
1960
1961         vma = get_oa_vma(stream, oa_config);
1962         if (IS_ERR(vma))
1963                 return PTR_ERR(vma);
1964
1965         err = i915_vma_pin(vma, 0, 0, PIN_GLOBAL | PIN_HIGH);
1966         if (err)
1967                 goto err_vma_put;
1968
1969         rq = i915_request_create(ce);
1970         if (IS_ERR(rq)) {
1971                 err = PTR_ERR(rq);
1972                 goto err_vma_unpin;
1973         }
1974
1975         i915_vma_lock(vma);
1976         err = i915_request_await_object(rq, vma->obj, 0);
1977         if (!err)
1978                 err = i915_vma_move_to_active(vma, rq, 0);
1979         i915_vma_unlock(vma);
1980         if (err)
1981                 goto err_add_request;
1982
1983         err = rq->engine->emit_bb_start(rq,
1984                                         vma->node.start, 0,
1985                                         I915_DISPATCH_SECURE);
1986 err_add_request:
1987         i915_request_add(rq);
1988 err_vma_unpin:
1989         i915_vma_unpin(vma);
1990 err_vma_put:
1991         i915_vma_put(vma);
1992         return err;
1993 }
1994
1995 static struct intel_context *oa_context(struct i915_perf_stream *stream)
1996 {
1997         return stream->pinned_ctx ?: stream->engine->kernel_context;
1998 }
1999
2000 static int hsw_enable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2001 {
2002         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2003
2004         /*
2005          * PRM:
2006          *
2007          * OA unit is using “crclk” for its functionality. When trunk
2008          * level clock gating takes place, OA clock would be gated,
2009          * unable to count the events from non-render clock domain.
2010          * Render clock gating must be disabled when OA is enabled to
2011          * count the events from non-render domain. Unit level clock
2012          * gating for RCS should also be disabled.
2013          */
2014         intel_uncore_rmw(uncore, GEN7_MISCCPCTL,
2015                          GEN7_DOP_CLOCK_GATE_ENABLE, 0);
2016         intel_uncore_rmw(uncore, GEN6_UCGCTL1,
2017                          0, GEN6_CSUNIT_CLOCK_GATE_DISABLE);
2018
2019         return emit_oa_config(stream, stream->oa_config, oa_context(stream));
2020 }
2021
2022 static void hsw_disable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2023 {
2024         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2025
2026         intel_uncore_rmw(uncore, GEN6_UCGCTL1,
2027                          GEN6_CSUNIT_CLOCK_GATE_DISABLE, 0);
2028         intel_uncore_rmw(uncore, GEN7_MISCCPCTL,
2029                          0, GEN7_DOP_CLOCK_GATE_ENABLE);
2030
2031         intel_uncore_rmw(uncore, GDT_CHICKEN_BITS, GT_NOA_ENABLE, 0);
2032 }
2033
2034 static u32 oa_config_flex_reg(const struct i915_oa_config *oa_config,
2035                               i915_reg_t reg)
2036 {
2037         u32 mmio = i915_mmio_reg_offset(reg);
2038         int i;
2039
2040         /*
2041          * This arbitrary default will select the 'EU FPU0 Pipeline
2042          * Active' event. In the future it's anticipated that there
2043          * will be an explicit 'No Event' we can select, but not yet...
2044          */
2045         if (!oa_config)
2046                 return 0;
2047
2048         for (i = 0; i < oa_config->flex_regs_len; i++) {
2049                 if (i915_mmio_reg_offset(oa_config->flex_regs[i].addr) == mmio)
2050                         return oa_config->flex_regs[i].value;
2051         }
2052
2053         return 0;
2054 }
2055 /*
2056  * NB: It must always remain pointer safe to run this even if the OA unit
2057  * has been disabled.
2058  *
2059  * It's fine to put out-of-date values into these per-context registers
2060  * in the case that the OA unit has been disabled.
2061  */
2062 static void
2063 gen8_update_reg_state_unlocked(const struct intel_context *ce,
2064                                const struct i915_perf_stream *stream)
2065 {
2066         u32 ctx_oactxctrl = stream->perf->ctx_oactxctrl_offset;
2067         u32 ctx_flexeu0 = stream->perf->ctx_flexeu0_offset;
2068         /* The MMIO offsets for Flex EU registers aren't contiguous */
2069         i915_reg_t flex_regs[] = {
2070                 EU_PERF_CNTL0,
2071                 EU_PERF_CNTL1,
2072                 EU_PERF_CNTL2,
2073                 EU_PERF_CNTL3,
2074                 EU_PERF_CNTL4,
2075                 EU_PERF_CNTL5,
2076                 EU_PERF_CNTL6,
2077         };
2078         u32 *reg_state = ce->lrc_reg_state;
2079         int i;
2080
2081         if (IS_GEN(stream->perf->i915, 12)) {
2082                 u32 format = stream->oa_buffer.format;
2083
2084                 reg_state[ctx_oactxctrl + 1] =
2085                         (format << GEN12_OAR_OACONTROL_COUNTER_FORMAT_SHIFT) |
2086                         (stream->oa_config ? GEN12_OAR_OACONTROL_COUNTER_ENABLE : 0);
2087         } else {
2088                 reg_state[ctx_oactxctrl + 1] =
2089                         (stream->period_exponent << GEN8_OA_TIMER_PERIOD_SHIFT) |
2090                         (stream->periodic ? GEN8_OA_TIMER_ENABLE : 0) |
2091                         GEN8_OA_COUNTER_RESUME;
2092         }
2093
2094         for (i = 0; !!ctx_flexeu0 && i < ARRAY_SIZE(flex_regs); i++)
2095                 reg_state[ctx_flexeu0 + i * 2 + 1] =
2096                         oa_config_flex_reg(stream->oa_config, flex_regs[i]);
2097
2098         reg_state[CTX_R_PWR_CLK_STATE] =
2099                 intel_sseu_make_rpcs(ce->engine->i915, &ce->sseu);
2100 }
2101
2102 struct flex {
2103         i915_reg_t reg;
2104         u32 offset;
2105         u32 value;
2106 };
2107
2108 static int
2109 gen8_store_flex(struct i915_request *rq,
2110                 struct intel_context *ce,
2111                 const struct flex *flex, unsigned int count)
2112 {
2113         u32 offset;
2114         u32 *cs;
2115
2116         cs = intel_ring_begin(rq, 4 * count);
2117         if (IS_ERR(cs))
2118                 return PTR_ERR(cs);
2119
2120         offset = i915_ggtt_offset(ce->state) + LRC_STATE_PN * PAGE_SIZE;
2121         do {
2122                 *cs++ = MI_STORE_DWORD_IMM_GEN4 | MI_USE_GGTT;
2123                 *cs++ = offset + flex->offset * sizeof(u32);
2124                 *cs++ = 0;
2125                 *cs++ = flex->value;
2126         } while (flex++, --count);
2127
2128         intel_ring_advance(rq, cs);
2129
2130         return 0;
2131 }
2132
2133 static int
2134 gen8_load_flex(struct i915_request *rq,
2135                struct intel_context *ce,
2136                const struct flex *flex, unsigned int count)
2137 {
2138         u32 *cs;
2139
2140         GEM_BUG_ON(!count || count > 63);
2141
2142         cs = intel_ring_begin(rq, 2 * count + 2);
2143         if (IS_ERR(cs))
2144                 return PTR_ERR(cs);
2145
2146         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(count);
2147         do {
2148                 *cs++ = i915_mmio_reg_offset(flex->reg);
2149                 *cs++ = flex->value;
2150         } while (flex++, --count);
2151         *cs++ = MI_NOOP;
2152
2153         intel_ring_advance(rq, cs);
2154
2155         return 0;
2156 }
2157
2158 static int gen8_modify_context(struct intel_context *ce,
2159                                const struct flex *flex, unsigned int count)
2160 {
2161         struct i915_request *rq;
2162         int err;
2163
2164         lockdep_assert_held(&ce->pin_mutex);
2165
2166         rq = i915_request_create(ce->engine->kernel_context);
2167         if (IS_ERR(rq))
2168                 return PTR_ERR(rq);
2169
2170         /* Serialise with the remote context */
2171         err = intel_context_prepare_remote_request(ce, rq);
2172         if (err == 0)
2173                 err = gen8_store_flex(rq, ce, flex, count);
2174
2175         i915_request_add(rq);
2176         return err;
2177 }
2178
2179 static int gen8_modify_self(struct intel_context *ce,
2180                             const struct flex *flex, unsigned int count)
2181 {
2182         struct i915_request *rq;
2183         int err;
2184
2185         rq = i915_request_create(ce);
2186         if (IS_ERR(rq))
2187                 return PTR_ERR(rq);
2188
2189         err = gen8_load_flex(rq, ce, flex, count);
2190
2191         i915_request_add(rq);
2192         return err;
2193 }
2194
2195 static int gen8_configure_context(struct i915_gem_context *ctx,
2196                                   struct flex *flex, unsigned int count)
2197 {
2198         struct i915_gem_engines_iter it;
2199         struct intel_context *ce;
2200         int err = 0;
2201
2202         for_each_gem_engine(ce, i915_gem_context_lock_engines(ctx), it) {
2203                 GEM_BUG_ON(ce == ce->engine->kernel_context);
2204
2205                 if (ce->engine->class != RENDER_CLASS)
2206                         continue;
2207
2208                 err = intel_context_lock_pinned(ce);
2209                 if (err)
2210                         break;
2211
2212                 flex->value = intel_sseu_make_rpcs(ctx->i915, &ce->sseu);
2213
2214                 /* Otherwise OA settings will be set upon first use */
2215                 if (intel_context_is_pinned(ce))
2216                         err = gen8_modify_context(ce, flex, count);
2217
2218                 intel_context_unlock_pinned(ce);
2219                 if (err)
2220                         break;
2221         }
2222         i915_gem_context_unlock_engines(ctx);
2223
2224         return err;
2225 }
2226
2227 static int gen12_emit_oar_config(struct intel_context *ce, bool enable)
2228 {
2229         struct i915_request *rq;
2230         u32 *cs;
2231         int err = 0;
2232
2233         rq = i915_request_create(ce);
2234         if (IS_ERR(rq))
2235                 return PTR_ERR(rq);
2236
2237         cs = intel_ring_begin(rq, 4);
2238         if (IS_ERR(cs)) {
2239                 err = PTR_ERR(cs);
2240                 goto out;
2241         }
2242
2243         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(1);
2244         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(RING_CONTEXT_CONTROL(ce->engine->mmio_base));
2245         *cs++ = _MASKED_FIELD(GEN12_CTX_CTRL_OAR_CONTEXT_ENABLE,
2246                               enable ? GEN12_CTX_CTRL_OAR_CONTEXT_ENABLE : 0);
2247         *cs++ = MI_NOOP;
2248
2249         intel_ring_advance(rq, cs);
2250
2251 out:
2252         i915_request_add(rq);
2253
2254         return err;
2255 }
2256
2257 /*
2258  * Manages updating the per-context aspects of the OA stream
2259  * configuration across all contexts.
2260  *
2261  * The awkward consideration here is that OACTXCONTROL controls the
2262  * exponent for periodic sampling which is primarily used for system
2263  * wide profiling where we'd like a consistent sampling period even in
2264  * the face of context switches.
2265  *
2266  * Our approach of updating the register state context (as opposed to
2267  * say using a workaround batch buffer) ensures that the hardware
2268  * won't automatically reload an out-of-date timer exponent even
2269  * transiently before a WA BB could be parsed.
2270  *
2271  * This function needs to:
2272  * - Ensure the currently running context's per-context OA state is
2273  *   updated
2274  * - Ensure that all existing contexts will have the correct per-context
2275  *   OA state if they are scheduled for use.
2276  * - Ensure any new contexts will be initialized with the correct
2277  *   per-context OA state.
2278  *
2279  * Note: it's only the RCS/Render context that has any OA state.
2280  */
2281 static int lrc_configure_all_contexts(struct i915_perf_stream *stream,
2282                                       const struct i915_oa_config *oa_config)
2283 {
2284         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
2285         /* The MMIO offsets for Flex EU registers aren't contiguous */
2286         const u32 ctx_flexeu0 = stream->perf->ctx_flexeu0_offset;
2287 #define ctx_flexeuN(N) (ctx_flexeu0 + 2 * (N) + 1)
2288         struct flex regs[] = {
2289                 {
2290                         GEN8_R_PWR_CLK_STATE,
2291                         CTX_R_PWR_CLK_STATE,
2292                 },
2293                 {
2294                         IS_GEN(i915, 12) ?
2295                         GEN12_OAR_OACONTROL : GEN8_OACTXCONTROL,
2296                         stream->perf->ctx_oactxctrl_offset + 1,
2297                 },
2298                 { EU_PERF_CNTL0, ctx_flexeuN(0) },
2299                 { EU_PERF_CNTL1, ctx_flexeuN(1) },
2300                 { EU_PERF_CNTL2, ctx_flexeuN(2) },
2301                 { EU_PERF_CNTL3, ctx_flexeuN(3) },
2302                 { EU_PERF_CNTL4, ctx_flexeuN(4) },
2303                 { EU_PERF_CNTL5, ctx_flexeuN(5) },
2304                 { EU_PERF_CNTL6, ctx_flexeuN(6) },
2305         };
2306 #undef ctx_flexeuN
2307         struct intel_engine_cs *engine;
2308         struct i915_gem_context *ctx, *cn;
2309         size_t array_size = IS_GEN(i915, 12) ? 2 : ARRAY_SIZE(regs);
2310         int i, err;
2311
2312         if (IS_GEN(i915, 12)) {
2313                 u32 format = stream->oa_buffer.format;
2314
2315                 regs[1].value =
2316                         (format << GEN12_OAR_OACONTROL_COUNTER_FORMAT_SHIFT) |
2317                         (oa_config ? GEN12_OAR_OACONTROL_COUNTER_ENABLE : 0);
2318         } else {
2319                 regs[1].value =
2320                         (stream->period_exponent << GEN8_OA_TIMER_PERIOD_SHIFT) |
2321                         (stream->periodic ? GEN8_OA_TIMER_ENABLE : 0) |
2322                         GEN8_OA_COUNTER_RESUME;
2323         }
2324
2325         for (i = 2; !!ctx_flexeu0 && i < array_size; i++)
2326                 regs[i].value = oa_config_flex_reg(oa_config, regs[i].reg);
2327
2328         lockdep_assert_held(&stream->perf->lock);
2329
2330         /*
2331          * The OA register config is setup through the context image. This image
2332          * might be written to by the GPU on context switch (in particular on
2333          * lite-restore). This means we can't safely update a context's image,
2334          * if this context is scheduled/submitted to run on the GPU.
2335          *
2336          * We could emit the OA register config through the batch buffer but
2337          * this might leave small interval of time where the OA unit is
2338          * configured at an invalid sampling period.
2339          *
2340          * Note that since we emit all requests from a single ring, there
2341          * is still an implicit global barrier here that may cause a high
2342          * priority context to wait for an otherwise independent low priority
2343          * context. Contexts idle at the time of reconfiguration are not
2344          * trapped behind the barrier.
2345          */
2346         spin_lock(&i915->gem.contexts.lock);
2347         list_for_each_entry_safe(ctx, cn, &i915->gem.contexts.list, link) {
2348                 if (ctx == i915->kernel_context)
2349                         continue;
2350
2351                 if (!kref_get_unless_zero(&ctx->ref))
2352                         continue;
2353
2354                 spin_unlock(&i915->gem.contexts.lock);
2355
2356                 err = gen8_configure_context(ctx, regs, array_size);
2357                 if (err) {
2358                         i915_gem_context_put(ctx);
2359                         return err;
2360                 }
2361
2362                 spin_lock(&i915->gem.contexts.lock);
2363                 list_safe_reset_next(ctx, cn, link);
2364                 i915_gem_context_put(ctx);
2365         }
2366         spin_unlock(&i915->gem.contexts.lock);
2367
2368         /*
2369          * After updating all other contexts, we need to modify ourselves.
2370          * If we don't modify the kernel_context, we do not get events while
2371          * idle.
2372          */
2373         for_each_uabi_engine(engine, i915) {
2374                 struct intel_context *ce = engine->kernel_context;
2375
2376                 if (engine->class != RENDER_CLASS)
2377                         continue;
2378
2379                 regs[0].value = intel_sseu_make_rpcs(i915, &ce->sseu);
2380
2381                 err = gen8_modify_self(ce, regs, array_size);
2382                 if (err)
2383                         return err;
2384         }
2385
2386         return 0;
2387 }
2388
2389 static int gen8_enable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2390 {
2391         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2392         struct i915_oa_config *oa_config = stream->oa_config;
2393         int ret;
2394
2395         /*
2396          * We disable slice/unslice clock ratio change reports on SKL since
2397          * they are too noisy. The HW generates a lot of redundant reports
2398          * where the ratio hasn't really changed causing a lot of redundant
2399          * work to processes and increasing the chances we'll hit buffer
2400          * overruns.
2401          *
2402          * Although we don't currently use the 'disable overrun' OABUFFER
2403          * feature it's worth noting that clock ratio reports have to be
2404          * disabled before considering to use that feature since the HW doesn't
2405          * correctly block these reports.
2406          *
2407          * Currently none of the high-level metrics we have depend on knowing
2408          * this ratio to normalize.
2409          *
2410          * Note: This register is not power context saved and restored, but
2411          * that's OK considering that we disable RC6 while the OA unit is
2412          * enabled.
2413          *
2414          * The _INCLUDE_CLK_RATIO bit allows the slice/unslice frequency to
2415          * be read back from automatically triggered reports, as part of the
2416          * RPT_ID field.
2417          */
2418         if (IS_GEN_RANGE(stream->perf->i915, 9, 11)) {
2419                 intel_uncore_write(uncore, GEN8_OA_DEBUG,
2420                                    _MASKED_BIT_ENABLE(GEN9_OA_DEBUG_DISABLE_CLK_RATIO_REPORTS |
2421                                                       GEN9_OA_DEBUG_INCLUDE_CLK_RATIO));
2422         }
2423
2424         /*
2425          * Update all contexts prior writing the mux configurations as we need
2426          * to make sure all slices/subslices are ON before writing to NOA
2427          * registers.
2428          */
2429         ret = lrc_configure_all_contexts(stream, oa_config);
2430         if (ret)
2431                 return ret;
2432
2433         return emit_oa_config(stream, oa_config, oa_context(stream));
2434 }
2435
2436 static int gen12_enable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2437 {
2438         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2439         struct i915_oa_config *oa_config = stream->oa_config;
2440         bool periodic = stream->periodic;
2441         u32 period_exponent = stream->period_exponent;
2442         int ret;
2443
2444         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OA_DEBUG,
2445                            /* Disable clk ratio reports, like previous Gens. */
2446                            _MASKED_BIT_ENABLE(GEN12_OAG_OA_DEBUG_DISABLE_CLK_RATIO_REPORTS |
2447                                               GEN12_OAG_OA_DEBUG_INCLUDE_CLK_RATIO) |
2448                            /*
2449                             * If the user didn't require OA reports, instruct the
2450                             * hardware not to emit ctx switch reports.
2451                             */
2452                            !(stream->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT) ?
2453                            _MASKED_BIT_ENABLE(GEN12_OAG_OA_DEBUG_DISABLE_CTX_SWITCH_REPORTS) :
2454                            _MASKED_BIT_DISABLE(GEN12_OAG_OA_DEBUG_DISABLE_CTX_SWITCH_REPORTS));
2455
2456         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL, periodic ?
2457                            (GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL_COUNTER_RESUME |
2458                             GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL_TIMER_ENABLE |
2459                             (period_exponent << GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL_TIMER_PERIOD_SHIFT))
2460                             : 0);
2461
2462         /*
2463          * Update all contexts prior writing the mux configurations as we need
2464          * to make sure all slices/subslices are ON before writing to NOA
2465          * registers.
2466          */
2467         ret = lrc_configure_all_contexts(stream, oa_config);
2468         if (ret)
2469                 return ret;
2470
2471         /*
2472          * For Gen12, performance counters are context
2473          * saved/restored. Only enable it for the context that
2474          * requested this.
2475          */
2476         if (stream->ctx) {
2477                 ret = gen12_emit_oar_config(stream->pinned_ctx,
2478                                             oa_config != NULL);
2479                 if (ret)
2480                         return ret;
2481         }
2482
2483         return emit_oa_config(stream, oa_config, oa_context(stream));
2484 }
2485
2486 static void gen8_disable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2487 {
2488         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2489
2490         /* Reset all contexts' slices/subslices configurations. */
2491         lrc_configure_all_contexts(stream, NULL);
2492
2493         intel_uncore_rmw(uncore, GDT_CHICKEN_BITS, GT_NOA_ENABLE, 0);
2494 }
2495
2496 static void gen10_disable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2497 {
2498         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2499
2500         /* Reset all contexts' slices/subslices configurations. */
2501         lrc_configure_all_contexts(stream, NULL);
2502
2503         /* Make sure we disable noa to save power. */
2504         intel_uncore_rmw(uncore, RPM_CONFIG1, GEN10_GT_NOA_ENABLE, 0);
2505 }
2506
2507 static void gen12_disable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2508 {
2509         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2510
2511         /* Reset all contexts' slices/subslices configurations. */
2512         lrc_configure_all_contexts(stream, NULL);
2513
2514         /* disable the context save/restore or OAR counters */
2515         if (stream->ctx)
2516                 gen12_emit_oar_config(stream->pinned_ctx, false);
2517
2518         /* Make sure we disable noa to save power. */
2519         intel_uncore_rmw(uncore, RPM_CONFIG1, GEN10_GT_NOA_ENABLE, 0);
2520 }
2521
2522 static void gen7_oa_enable(struct i915_perf_stream *stream)
2523 {
2524         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2525         struct i915_gem_context *ctx = stream->ctx;
2526         u32 ctx_id = stream->specific_ctx_id;
2527         bool periodic = stream->periodic;
2528         u32 period_exponent = stream->period_exponent;
2529         u32 report_format = stream->oa_buffer.format;
2530
2531         /*
2532          * Reset buf pointers so we don't forward reports from before now.
2533          *
2534          * Think carefully if considering trying to avoid this, since it
2535          * also ensures status flags and the buffer itself are cleared
2536          * in error paths, and we have checks for invalid reports based
2537          * on the assumption that certain fields are written to zeroed
2538          * memory which this helps maintains.
2539          */
2540         gen7_init_oa_buffer(stream);
2541
2542         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OACONTROL,
2543                            (ctx_id & GEN7_OACONTROL_CTX_MASK) |
2544                            (period_exponent <<
2545                             GEN7_OACONTROL_TIMER_PERIOD_SHIFT) |
2546                            (periodic ? GEN7_OACONTROL_TIMER_ENABLE : 0) |
2547                            (report_format << GEN7_OACONTROL_FORMAT_SHIFT) |
2548                            (ctx ? GEN7_OACONTROL_PER_CTX_ENABLE : 0) |
2549                            GEN7_OACONTROL_ENABLE);
2550 }
2551
2552 static void gen8_oa_enable(struct i915_perf_stream *stream)
2553 {
2554         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2555         u32 report_format = stream->oa_buffer.format;
2556
2557         /*
2558          * Reset buf pointers so we don't forward reports from before now.
2559          *
2560          * Think carefully if considering trying to avoid this, since it
2561          * also ensures status flags and the buffer itself are cleared
2562          * in error paths, and we have checks for invalid reports based
2563          * on the assumption that certain fields are written to zeroed
2564          * memory which this helps maintains.
2565          */
2566         gen8_init_oa_buffer(stream);
2567
2568         /*
2569          * Note: we don't rely on the hardware to perform single context
2570          * filtering and instead filter on the cpu based on the context-id
2571          * field of reports
2572          */
2573         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OACONTROL,
2574                            (report_format << GEN8_OA_REPORT_FORMAT_SHIFT) |
2575                            GEN8_OA_COUNTER_ENABLE);
2576 }
2577
2578 static void gen12_oa_enable(struct i915_perf_stream *stream)
2579 {
2580         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2581         u32 report_format = stream->oa_buffer.format;
2582
2583         /*
2584          * If we don't want OA reports from the OA buffer, then we don't even
2585          * need to program the OAG unit.
2586          */
2587         if (!(stream->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT))
2588                 return;
2589
2590         gen12_init_oa_buffer(stream);
2591
2592         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OACONTROL,
2593                            (report_format << GEN12_OAG_OACONTROL_OA_COUNTER_FORMAT_SHIFT) |
2594                            GEN12_OAG_OACONTROL_OA_COUNTER_ENABLE);
2595 }
2596
2597 /**
2598  * i915_oa_stream_enable - handle `I915_PERF_IOCTL_ENABLE` for OA stream
2599  * @stream: An i915 perf stream opened for OA metrics
2600  *
2601  * [Re]enables hardware periodic sampling according to the period configured
2602  * when opening the stream. This also starts a hrtimer that will periodically
2603  * check for data in the circular OA buffer for notifying userspace (e.g.
2604  * during a read() or poll()).
2605  */
2606 static void i915_oa_stream_enable(struct i915_perf_stream *stream)
2607 {
2608         stream->perf->ops.oa_enable(stream);
2609
2610         if (stream->periodic)
2611                 hrtimer_start(&stream->poll_check_timer,
2612                               ns_to_ktime(POLL_PERIOD),
2613                               HRTIMER_MODE_REL_PINNED);
2614 }
2615
2616 static void gen7_oa_disable(struct i915_perf_stream *stream)
2617 {
2618         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2619
2620         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OACONTROL, 0);
2621         if (intel_wait_for_register(uncore,
2622                                     GEN7_OACONTROL, GEN7_OACONTROL_ENABLE, 0,
2623                                     50))
2624                 DRM_ERROR("wait for OA to be disabled timed out\n");
2625 }
2626
2627 static void gen8_oa_disable(struct i915_perf_stream *stream)
2628 {
2629         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2630
2631         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OACONTROL, 0);
2632         if (intel_wait_for_register(uncore,
2633                                     GEN8_OACONTROL, GEN8_OA_COUNTER_ENABLE, 0,
2634                                     50))
2635                 DRM_ERROR("wait for OA to be disabled timed out\n");
2636 }
2637
2638 static void gen12_oa_disable(struct i915_perf_stream *stream)
2639 {
2640         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2641
2642         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OACONTROL, 0);
2643         if (intel_wait_for_register(uncore,
2644                                     GEN12_OAG_OACONTROL,
2645                                     GEN12_OAG_OACONTROL_OA_COUNTER_ENABLE, 0,
2646                                     50))
2647                 DRM_ERROR("wait for OA to be disabled timed out\n");
2648 }
2649
2650 /**
2651  * i915_oa_stream_disable - handle `I915_PERF_IOCTL_DISABLE` for OA stream
2652  * @stream: An i915 perf stream opened for OA metrics
2653  *
2654  * Stops the OA unit from periodically writing counter reports into the
2655  * circular OA buffer. This also stops the hrtimer that periodically checks for
2656  * data in the circular OA buffer, for notifying userspace.
2657  */
2658 static void i915_oa_stream_disable(struct i915_perf_stream *stream)
2659 {
2660         stream->perf->ops.oa_disable(stream);
2661
2662         if (stream->periodic)
2663                 hrtimer_cancel(&stream->poll_check_timer);
2664 }
2665
2666 static const struct i915_perf_stream_ops i915_oa_stream_ops = {
2667         .destroy = i915_oa_stream_destroy,
2668         .enable = i915_oa_stream_enable,
2669         .disable = i915_oa_stream_disable,
2670         .wait_unlocked = i915_oa_wait_unlocked,
2671         .poll_wait = i915_oa_poll_wait,
2672         .read = i915_oa_read,
2673 };
2674
2675 /**
2676  * i915_oa_stream_init - validate combined props for OA stream and init
2677  * @stream: An i915 perf stream
2678  * @param: The open parameters passed to `DRM_I915_PERF_OPEN`
2679  * @props: The property state that configures stream (individually validated)
2680  *
2681  * While read_properties_unlocked() validates properties in isolation it
2682  * doesn't ensure that the combination necessarily makes sense.
2683  *
2684  * At this point it has been determined that userspace wants a stream of
2685  * OA metrics, but still we need to further validate the combined
2686  * properties are OK.
2687  *
2688  * If the configuration makes sense then we can allocate memory for
2689  * a circular OA buffer and apply the requested metric set configuration.
2690  *
2691  * Returns: zero on success or a negative error code.
2692  */
2693 static int i915_oa_stream_init(struct i915_perf_stream *stream,
2694                                struct drm_i915_perf_open_param *param,
2695                                struct perf_open_properties *props)
2696 {
2697         struct i915_perf *perf = stream->perf;
2698         int format_size;
2699         int ret;
2700
2701         if (!props->engine) {
2702                 DRM_DEBUG("OA engine not specified\n");
2703                 return -EINVAL;
2704         }
2705
2706         /*
2707          * If the sysfs metrics/ directory wasn't registered for some
2708          * reason then don't let userspace try their luck with config
2709          * IDs
2710          */
2711         if (!perf->metrics_kobj) {
2712                 DRM_DEBUG("OA metrics weren't advertised via sysfs\n");
2713                 return -EINVAL;
2714         }
2715
2716         if (!(props->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT)) {
2717                 DRM_DEBUG("Only OA report sampling supported\n");
2718                 return -EINVAL;
2719         }
2720
2721         if (!perf->ops.enable_metric_set) {
2722                 DRM_DEBUG("OA unit not supported\n");
2723                 return -ENODEV;
2724         }
2725
2726         /*
2727          * To avoid the complexity of having to accurately filter
2728          * counter reports and marshal to the appropriate client
2729          * we currently only allow exclusive access
2730          */
2731         if (perf->exclusive_stream) {
2732                 DRM_DEBUG("OA unit already in use\n");
2733                 return -EBUSY;
2734         }
2735
2736         if (!props->oa_format) {
2737                 DRM_DEBUG("OA report format not specified\n");
2738                 return -EINVAL;
2739         }
2740
2741         stream->engine = props->engine;
2742         stream->uncore = stream->engine->gt->uncore;
2743
2744         stream->sample_size = sizeof(struct drm_i915_perf_record_header);
2745
2746         format_size = perf->oa_formats[props->oa_format].size;
2747
2748         stream->sample_flags |= SAMPLE_OA_REPORT;
2749         stream->sample_size += format_size;
2750
2751         stream->oa_buffer.format_size = format_size;
2752         if (WARN_ON(stream->oa_buffer.format_size == 0))
2753                 return -EINVAL;
2754
2755         stream->hold_preemption = props->hold_preemption;
2756
2757         stream->oa_buffer.format =
2758                 perf->oa_formats[props->oa_format].format;
2759
2760         stream->periodic = props->oa_periodic;
2761         if (stream->periodic)
2762                 stream->period_exponent = props->oa_period_exponent;
2763
2764         if (stream->ctx) {
2765                 ret = oa_get_render_ctx_id(stream);
2766                 if (ret) {
2767                         DRM_DEBUG("Invalid context id to filter with\n");
2768                         return ret;
2769                 }
2770         }
2771
2772         ret = alloc_noa_wait(stream);
2773         if (ret) {
2774                 DRM_DEBUG("Unable to allocate NOA wait batch buffer\n");
2775                 goto err_noa_wait_alloc;
2776         }
2777
2778         stream->oa_config = i915_perf_get_oa_config(perf, props->metrics_set);
2779         if (!stream->oa_config) {
2780                 DRM_DEBUG("Invalid OA config id=%i\n", props->metrics_set);
2781                 ret = -EINVAL;
2782                 goto err_config;
2783         }
2784
2785         /* PRM - observability performance counters:
2786          *
2787          *   OACONTROL, performance counter enable, note:
2788          *
2789          *   "When this bit is set, in order to have coherent counts,
2790          *   RC6 power state and trunk clock gating must be disabled.
2791          *   This can be achieved by programming MMIO registers as
2792          *   0xA094=0 and 0xA090[31]=1"
2793          *
2794          *   In our case we are expecting that taking pm + FORCEWAKE
2795          *   references will effectively disable RC6.
2796          */
2797         intel_engine_pm_get(stream->engine);
2798         intel_uncore_forcewake_get(stream->uncore, FORCEWAKE_ALL);
2799
2800         ret = alloc_oa_buffer(stream);
2801         if (ret)
2802                 goto err_oa_buf_alloc;
2803
2804         stream->ops = &i915_oa_stream_ops;
2805         perf->exclusive_stream = stream;
2806
2807         ret = perf->ops.enable_metric_set(stream);
2808         if (ret) {
2809                 DRM_DEBUG("Unable to enable metric set\n");
2810                 goto err_enable;
2811         }
2812
2813         DRM_DEBUG("opening stream oa config uuid=%s\n",
2814                   stream->oa_config->uuid);
2815
2816         hrtimer_init(&stream->poll_check_timer,
2817                      CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
2818         stream->poll_check_timer.function = oa_poll_check_timer_cb;
2819         init_waitqueue_head(&stream->poll_wq);
2820         spin_lock_init(&stream->oa_buffer.ptr_lock);
2821
2822         return 0;
2823
2824 err_enable:
2825         perf->exclusive_stream = NULL;
2826         perf->ops.disable_metric_set(stream);
2827
2828         free_oa_buffer(stream);
2829
2830 err_oa_buf_alloc:
2831         free_oa_configs(stream);
2832
2833         intel_uncore_forcewake_put(stream->uncore, FORCEWAKE_ALL);
2834         intel_engine_pm_put(stream->engine);
2835
2836 err_config:
2837         free_noa_wait(stream);
2838
2839 err_noa_wait_alloc:
2840         if (stream->ctx)
2841                 oa_put_render_ctx_id(stream);
2842
2843         return ret;
2844 }
2845
2846 void i915_oa_init_reg_state(const struct intel_context *ce,
2847                             const struct intel_engine_cs *engine)
2848 {
2849         struct i915_perf_stream *stream;
2850
2851         /* perf.exclusive_stream serialised by lrc_configure_all_contexts() */
2852
2853         if (engine->class != RENDER_CLASS)
2854                 return;
2855
2856         stream = engine->i915->perf.exclusive_stream;
2857         if (stream)
2858                 gen8_update_reg_state_unlocked(ce, stream);
2859 }
2860
2861 /**
2862  * i915_perf_read_locked - &i915_perf_stream_ops->read with error normalisation
2863  * @stream: An i915 perf stream
2864  * @file: An i915 perf stream file
2865  * @buf: destination buffer given by userspace
2866  * @count: the number of bytes userspace wants to read
2867  * @ppos: (inout) file seek position (unused)
2868  *
2869  * Besides wrapping &i915_perf_stream_ops->read this provides a common place to
2870  * ensure that if we've successfully copied any data then reporting that takes
2871  * precedence over any internal error status, so the data isn't lost.
2872  *
2873  * For example ret will be -ENOSPC whenever there is more buffered data than
2874  * can be copied to userspace, but that's only interesting if we weren't able
2875  * to copy some data because it implies the userspace buffer is too small to
2876  * receive a single record (and we never split records).
2877  *
2878  * Another case with ret == -EFAULT is more of a grey area since it would seem
2879  * like bad form for userspace to ask us to overrun its buffer, but the user
2880  * knows best:
2881  *
2882  *   http://yarchive.net/comp/linux/partial_reads_writes.html
2883  *
2884  * Returns: The number of bytes copied or a negative error code on failure.
2885  */
2886 static ssize_t i915_perf_read_locked(struct i915_perf_stream *stream,
2887                                      struct file *file,
2888                                      char __user *buf,
2889                                      size_t count,
2890                                      loff_t *ppos)
2891 {
2892         /* Note we keep the offset (aka bytes read) separate from any
2893          * error status so that the final check for whether we return
2894          * the bytes read with a higher precedence than any error (see
2895          * comment below) doesn't need to be handled/duplicated in
2896          * stream->ops->read() implementations.
2897          */
2898         size_t offset = 0;
2899         int ret = stream->ops->read(stream, buf, count, &offset);
2900
2901         return offset ?: (ret ?: -EAGAIN);
2902 }
2903
2904 /**
2905  * i915_perf_read - handles read() FOP for i915 perf stream FDs
2906  * @file: An i915 perf stream file
2907  * @buf: destination buffer given by userspace
2908  * @count: the number of bytes userspace wants to read
2909  * @ppos: (inout) file seek position (unused)
2910  *
2911  * The entry point for handling a read() on a stream file descriptor from
2912  * userspace. Most of the work is left to the i915_perf_read_locked() and
2913  * &i915_perf_stream_ops->read but to save having stream implementations (of
2914  * which we might have multiple later) we handle blocking read here.
2915  *
2916  * We can also consistently treat trying to read from a disabled stream
2917  * as an IO error so implementations can assume the stream is enabled
2918  * while reading.
2919  *
2920  * Returns: The number of bytes copied or a negative error code on failure.
2921  */
2922 static ssize_t i915_perf_read(struct file *file,
2923                               char __user *buf,
2924                               size_t count,
2925                               loff_t *ppos)
2926 {
2927         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
2928         struct i915_perf *perf = stream->perf;
2929         ssize_t ret;
2930
2931         /* To ensure it's handled consistently we simply treat all reads of a
2932          * disabled stream as an error. In particular it might otherwise lead
2933          * to a deadlock for blocking file descriptors...
2934          */
2935         if (!stream->enabled)
2936                 return -EIO;
2937
2938         if (!(file->f_flags & O_NONBLOCK)) {
2939                 /* There's the small chance of false positives from
2940                  * stream->ops->wait_unlocked.
2941                  *
2942                  * E.g. with single context filtering since we only wait until
2943                  * oabuffer has >= 1 report we don't immediately know whether
2944                  * any reports really belong to the current context
2945                  */
2946                 do {
2947                         ret = stream->ops->wait_unlocked(stream);
2948                         if (ret)
2949                                 return ret;
2950
2951                         mutex_lock(&perf->lock);
2952                         ret = i915_perf_read_locked(stream, file,
2953                                                     buf, count, ppos);
2954                         mutex_unlock(&perf->lock);
2955                 } while (ret == -EAGAIN);
2956         } else {
2957                 mutex_lock(&perf->lock);
2958                 ret = i915_perf_read_locked(stream, file, buf, count, ppos);
2959                 mutex_unlock(&perf->lock);
2960         }
2961
2962         /* We allow the poll checking to sometimes report false positive EPOLLIN
2963          * events where we might actually report EAGAIN on read() if there's
2964          * not really any data available. In this situation though we don't
2965          * want to enter a busy loop between poll() reporting a EPOLLIN event
2966          * and read() returning -EAGAIN. Clearing the oa.pollin state here
2967          * effectively ensures we back off until the next hrtimer callback
2968          * before reporting another EPOLLIN event.
2969          */
2970         if (ret >= 0 || ret == -EAGAIN) {
2971                 /* Maybe make ->pollin per-stream state if we support multiple
2972                  * concurrent streams in the future.
2973                  */
2974                 stream->pollin = false;
2975         }
2976
2977         return ret;
2978 }
2979
2980 static enum hrtimer_restart oa_poll_check_timer_cb(struct hrtimer *hrtimer)
2981 {
2982         struct i915_perf_stream *stream =
2983                 container_of(hrtimer, typeof(*stream), poll_check_timer);
2984
2985         if (oa_buffer_check_unlocked(stream)) {
2986                 stream->pollin = true;
2987                 wake_up(&stream->poll_wq);
2988         }
2989
2990         hrtimer_forward_now(hrtimer, ns_to_ktime(POLL_PERIOD));
2991
2992         return HRTIMER_RESTART;
2993 }
2994
2995 /**
2996  * i915_perf_poll_locked - poll_wait() with a suitable wait queue for stream
2997  * @stream: An i915 perf stream
2998  * @file: An i915 perf stream file
2999  * @wait: poll() state table
3000  *
3001  * For handling userspace polling on an i915 perf stream, this calls through to
3002  * &i915_perf_stream_ops->poll_wait to call poll_wait() with a wait queue that
3003  * will be woken for new stream data.
3004  *
3005  * Note: The &perf->lock mutex has been taken to serialize
3006  * with any non-file-operation driver hooks.
3007  *
3008  * Returns: any poll events that are ready without sleeping
3009  */
3010 static __poll_t i915_perf_poll_locked(struct i915_perf_stream *stream,
3011                                       struct file *file,
3012                                       poll_table *wait)
3013 {
3014         __poll_t events = 0;
3015
3016         stream->ops->poll_wait(stream, file, wait);
3017
3018         /* Note: we don't explicitly check whether there's something to read
3019          * here since this path may be very hot depending on what else
3020          * userspace is polling, or on the timeout in use. We rely solely on
3021          * the hrtimer/oa_poll_check_timer_cb to notify us when there are
3022          * samples to read.
3023          */
3024         if (stream->pollin)
3025                 events |= EPOLLIN;
3026
3027         return events;
3028 }
3029
3030 /**
3031  * i915_perf_poll - call poll_wait() with a suitable wait queue for stream
3032  * @file: An i915 perf stream file
3033  * @wait: poll() state table
3034  *
3035  * For handling userspace polling on an i915 perf stream, this ensures
3036  * poll_wait() gets called with a wait queue that will be woken for new stream
3037  * data.
3038  *
3039  * Note: Implementation deferred to i915_perf_poll_locked()
3040  *
3041  * Returns: any poll events that are ready without sleeping
3042  */
3043 static __poll_t i915_perf_poll(struct file *file, poll_table *wait)
3044 {
3045         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
3046         struct i915_perf *perf = stream->perf;
3047         __poll_t ret;
3048
3049         mutex_lock(&perf->lock);
3050         ret = i915_perf_poll_locked(stream, file, wait);
3051         mutex_unlock(&perf->lock);
3052
3053         return ret;
3054 }
3055
3056 /**
3057  * i915_perf_enable_locked - handle `I915_PERF_IOCTL_ENABLE` ioctl
3058  * @stream: A disabled i915 perf stream
3059  *
3060  * [Re]enables the associated capture of data for this stream.
3061  *
3062  * If a stream was previously enabled then there's currently no intention
3063  * to provide userspace any guarantee about the preservation of previously
3064  * buffered data.
3065  */
3066 static void i915_perf_enable_locked(struct i915_perf_stream *stream)
3067 {
3068         if (stream->enabled)
3069                 return;
3070
3071         /* Allow stream->ops->enable() to refer to this */
3072         stream->enabled = true;
3073
3074         if (stream->ops->enable)
3075                 stream->ops->enable(stream);
3076
3077         if (stream->hold_preemption)
3078                 i915_gem_context_set_nopreempt(stream->ctx);
3079 }
3080
3081 /**
3082  * i915_perf_disable_locked - handle `I915_PERF_IOCTL_DISABLE` ioctl
3083  * @stream: An enabled i915 perf stream
3084  *
3085  * Disables the associated capture of data for this stream.
3086  *
3087  * The intention is that disabling an re-enabling a stream will ideally be
3088  * cheaper than destroying and re-opening a stream with the same configuration,
3089  * though there are no formal guarantees about what state or buffered data
3090  * must be retained between disabling and re-enabling a stream.
3091  *
3092  * Note: while a stream is disabled it's considered an error for userspace
3093  * to attempt to read from the stream (-EIO).
3094  */
3095 static void i915_perf_disable_locked(struct i915_perf_stream *stream)
3096 {
3097         if (!stream->enabled)
3098                 return;
3099
3100         /* Allow stream->ops->disable() to refer to this */
3101         stream->enabled = false;
3102
3103         if (stream->hold_preemption)
3104                 i915_gem_context_clear_nopreempt(stream->ctx);
3105
3106         if (stream->ops->disable)
3107                 stream->ops->disable(stream);
3108 }
3109
3110 static long i915_perf_config_locked(struct i915_perf_stream *stream,
3111                                     unsigned long metrics_set)
3112 {
3113         struct i915_oa_config *config;
3114         long ret = stream->oa_config->id;
3115
3116         config = i915_perf_get_oa_config(stream->perf, metrics_set);
3117         if (!config)
3118                 return -EINVAL;
3119
3120         if (config != stream->oa_config) {
3121                 int err;
3122
3123                 /*
3124                  * If OA is bound to a specific context, emit the
3125                  * reconfiguration inline from that context. The update
3126                  * will then be ordered with respect to submission on that
3127                  * context.
3128                  *
3129                  * When set globally, we use a low priority kernel context,
3130                  * so it will effectively take effect when idle.
3131                  */
3132                 err = emit_oa_config(stream, config, oa_context(stream));
3133                 if (err == 0)
3134                         config = xchg(&stream->oa_config, config);
3135                 else
3136                         ret = err;
3137         }
3138
3139         i915_oa_config_put(config);
3140
3141         return ret;
3142 }
3143
3144 /**
3145  * i915_perf_ioctl - support ioctl() usage with i915 perf stream FDs
3146  * @stream: An i915 perf stream
3147  * @cmd: the ioctl request
3148  * @arg: the ioctl data
3149  *
3150  * Note: The &perf->lock mutex has been taken to serialize
3151  * with any non-file-operation driver hooks.
3152  *
3153  * Returns: zero on success or a negative error code. Returns -EINVAL for
3154  * an unknown ioctl request.
3155  */
3156 static long i915_perf_ioctl_locked(struct i915_perf_stream *stream,
3157                                    unsigned int cmd,
3158                                    unsigned long arg)
3159 {
3160         switch (cmd) {
3161         case I915_PERF_IOCTL_ENABLE:
3162                 i915_perf_enable_locked(stream);
3163                 return 0;
3164         case I915_PERF_IOCTL_DISABLE:
3165                 i915_perf_disable_locked(stream);
3166                 return 0;
3167         case I915_PERF_IOCTL_CONFIG:
3168                 return i915_perf_config_locked(stream, arg);
3169         }
3170
3171         return -EINVAL;
3172 }
3173
3174 /**
3175  * i915_perf_ioctl - support ioctl() usage with i915 perf stream FDs
3176  * @file: An i915 perf stream file
3177  * @cmd: the ioctl request
3178  * @arg: the ioctl data
3179  *
3180  * Implementation deferred to i915_perf_ioctl_locked().
3181  *
3182  * Returns: zero on success or a negative error code. Returns -EINVAL for
3183  * an unknown ioctl request.
3184  */
3185 static long i915_perf_ioctl(struct file *file,
3186                             unsigned int cmd,
3187                             unsigned long arg)
3188 {
3189         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
3190         struct i915_perf *perf = stream->perf;
3191         long ret;
3192
3193         mutex_lock(&perf->lock);
3194         ret = i915_perf_ioctl_locked(stream, cmd, arg);
3195         mutex_unlock(&perf->lock);
3196
3197         return ret;
3198 }
3199
3200 /**
3201  * i915_perf_destroy_locked - destroy an i915 perf stream
3202  * @stream: An i915 perf stream
3203  *
3204  * Frees all resources associated with the given i915 perf @stream, disabling
3205  * any associated data capture in the process.
3206  *
3207  * Note: The &perf->lock mutex has been taken to serialize
3208  * with any non-file-operation driver hooks.
3209  */
3210 static void i915_perf_destroy_locked(struct i915_perf_stream *stream)
3211 {
3212         if (stream->enabled)
3213                 i915_perf_disable_locked(stream);
3214
3215         if (stream->ops->destroy)
3216                 stream->ops->destroy(stream);
3217
3218         if (stream->ctx)
3219                 i915_gem_context_put(stream->ctx);
3220
3221         kfree(stream);
3222 }
3223
3224 /**
3225  * i915_perf_release - handles userspace close() of a stream file
3226  * @inode: anonymous inode associated with file
3227  * @file: An i915 perf stream file
3228  *
3229  * Cleans up any resources associated with an open i915 perf stream file.
3230  *
3231  * NB: close() can't really fail from the userspace point of view.
3232  *
3233  * Returns: zero on success or a negative error code.
3234  */
3235 static int i915_perf_release(struct inode *inode, struct file *file)
3236 {
3237         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
3238         struct i915_perf *perf = stream->perf;
3239
3240         mutex_lock(&perf->lock);
3241         i915_perf_destroy_locked(stream);
3242         mutex_unlock(&perf->lock);
3243
3244         /* Release the reference the perf stream kept on the driver. */
3245         drm_dev_put(&perf->i915->drm);
3246
3247         return 0;
3248 }
3249
3250
3251 static const struct file_operations fops = {
3252         .owner          = THIS_MODULE,
3253         .llseek         = no_llseek,
3254         .release        = i915_perf_release,
3255         .poll           = i915_perf_poll,
3256         .read           = i915_perf_read,
3257         .unlocked_ioctl = i915_perf_ioctl,
3258         /* Our ioctl have no arguments, so it's safe to use the same function
3259          * to handle 32bits compatibility.
3260          */
3261         .compat_ioctl   = i915_perf_ioctl,
3262 };
3263
3264
3265 /**
3266  * i915_perf_open_ioctl_locked - DRM ioctl() for userspace to open a stream FD
3267  * @perf: i915 perf instance
3268  * @param: The open parameters passed to 'DRM_I915_PERF_OPEN`
3269  * @props: individually validated u64 property value pairs
3270  * @file: drm file
3271  *
3272  * See i915_perf_ioctl_open() for interface details.
3273  *
3274  * Implements further stream config validation and stream initialization on
3275  * behalf of i915_perf_open_ioctl() with the &perf->lock mutex
3276  * taken to serialize with any non-file-operation driver hooks.
3277  *
3278  * Note: at this point the @props have only been validated in isolation and
3279  * it's still necessary to validate that the combination of properties makes
3280  * sense.
3281  *
3282  * In the case where userspace is interested in OA unit metrics then further
3283  * config validation and stream initialization details will be handled by
3284  * i915_oa_stream_init(). The code here should only validate config state that
3285  * will be relevant to all stream types / backends.
3286  *
3287  * Returns: zero on success or a negative error code.
3288  */
3289 static int
3290 i915_perf_open_ioctl_locked(struct i915_perf *perf,
3291                             struct drm_i915_perf_open_param *param,
3292                             struct perf_open_properties *props,
3293                             struct drm_file *file)
3294 {
3295         struct i915_gem_context *specific_ctx = NULL;
3296         struct i915_perf_stream *stream = NULL;
3297         unsigned long f_flags = 0;
3298         bool privileged_op = true;
3299         int stream_fd;
3300         int ret;
3301
3302         if (props->single_context) {
3303                 u32 ctx_handle = props->ctx_handle;
3304                 struct drm_i915_file_private *file_priv = file->driver_priv;
3305
3306                 specific_ctx = i915_gem_context_lookup(file_priv, ctx_handle);
3307                 if (!specific_ctx) {
3308                         DRM_DEBUG("Failed to look up context with ID %u for opening perf stream\n",
3309                                   ctx_handle);
3310                         ret = -ENOENT;
3311                         goto err;
3312                 }
3313         }
3314
3315         /*
3316          * On Haswell the OA unit supports clock gating off for a specific
3317          * context and in this mode there's no visibility of metrics for the
3318          * rest of the system, which we consider acceptable for a
3319          * non-privileged client.
3320          *
3321          * For Gen8->11 the OA unit no longer supports clock gating off for a
3322          * specific context and the kernel can't securely stop the counters
3323          * from updating as system-wide / global values. Even though we can
3324          * filter reports based on the included context ID we can't block
3325          * clients from seeing the raw / global counter values via
3326          * MI_REPORT_PERF_COUNT commands and so consider it a privileged op to
3327          * enable the OA unit by default.
3328          *
3329          * For Gen12+ we gain a new OAR unit that only monitors the RCS on a
3330          * per context basis. So we can relax requirements there if the user
3331          * doesn't request global stream access (i.e. query based sampling
3332          * using MI_RECORD_PERF_COUNT.
3333          */
3334         if (IS_HASWELL(perf->i915) && specific_ctx)
3335                 privileged_op = false;
3336         else if (IS_GEN(perf->i915, 12) && specific_ctx &&
3337                  (props->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT) == 0)
3338                 privileged_op = false;
3339
3340         if (props->hold_preemption) {
3341                 if (!props->single_context) {
3342                         DRM_DEBUG("preemption disable with no context\n");
3343                         ret = -EINVAL;
3344                         goto err;
3345                 }
3346                 privileged_op = true;
3347         }
3348
3349         /* Similar to perf's kernel.perf_paranoid_cpu sysctl option
3350          * we check a dev.i915.perf_stream_paranoid sysctl option
3351          * to determine if it's ok to access system wide OA counters
3352          * without CAP_SYS_ADMIN privileges.
3353          */
3354         if (privileged_op &&
3355             i915_perf_stream_paranoid && !capable(CAP_SYS_ADMIN)) {
3356                 DRM_DEBUG("Insufficient privileges to open i915 perf stream\n");
3357                 ret = -EACCES;
3358                 goto err_ctx;
3359         }
3360
3361         stream = kzalloc(sizeof(*stream), GFP_KERNEL);
3362         if (!stream) {
3363                 ret = -ENOMEM;
3364                 goto err_ctx;
3365         }
3366
3367         stream->perf = perf;
3368         stream->ctx = specific_ctx;
3369
3370         ret = i915_oa_stream_init(stream, param, props);
3371         if (ret)
3372                 goto err_alloc;
3373
3374         /* we avoid simply assigning stream->sample_flags = props->sample_flags
3375          * to have _stream_init check the combination of sample flags more
3376          * thoroughly, but still this is the expected result at this point.
3377          */
3378         if (WARN_ON(stream->sample_flags != props->sample_flags)) {
3379                 ret = -ENODEV;
3380                 goto err_flags;
3381         }
3382
3383         if (param->flags & I915_PERF_FLAG_FD_CLOEXEC)
3384                 f_flags |= O_CLOEXEC;
3385         if (param->flags & I915_PERF_FLAG_FD_NONBLOCK)
3386                 f_flags |= O_NONBLOCK;
3387
3388         stream_fd = anon_inode_getfd("[i915_perf]", &fops, stream, f_flags);
3389         if (stream_fd < 0) {
3390                 ret = stream_fd;
3391                 goto err_flags;
3392         }
3393
3394         if (!(param->flags & I915_PERF_FLAG_DISABLED))
3395                 i915_perf_enable_locked(stream);
3396
3397         /* Take a reference on the driver that will be kept with stream_fd
3398          * until its release.
3399          */
3400         drm_dev_get(&perf->i915->drm);
3401
3402         return stream_fd;
3403
3404 err_flags:
3405         if (stream->ops->destroy)
3406                 stream->ops->destroy(stream);
3407 err_alloc:
3408         kfree(stream);
3409 err_ctx:
3410         if (specific_ctx)
3411                 i915_gem_context_put(specific_ctx);
3412 err:
3413         return ret;
3414 }
3415
3416 static u64 oa_exponent_to_ns(struct i915_perf *perf, int exponent)
3417 {
3418         return div64_u64(1000000000ULL * (2ULL << exponent),
3419                          1000ULL * RUNTIME_INFO(perf->i915)->cs_timestamp_frequency_khz);
3420 }
3421
3422 /**
3423  * read_properties_unlocked - validate + copy userspace stream open properties
3424  * @perf: i915 perf instance
3425  * @uprops: The array of u64 key value pairs given by userspace
3426  * @n_props: The number of key value pairs expected in @uprops
3427  * @props: The stream configuration built up while validating properties
3428  *
3429  * Note this function only validates properties in isolation it doesn't
3430  * validate that the combination of properties makes sense or that all
3431  * properties necessary for a particular kind of stream have been set.
3432  *
3433  * Note that there currently aren't any ordering requirements for properties so
3434  * we shouldn't validate or assume anything about ordering here. This doesn't
3435  * rule out defining new properties with ordering requirements in the future.
3436  */
3437 static int read_properties_unlocked(struct i915_perf *perf,
3438                                     u64 __user *uprops,
3439                                     u32 n_props,
3440                                     struct perf_open_properties *props)
3441 {
3442         u64 __user *uprop = uprops;
3443         u32 i;
3444
3445         memset(props, 0, sizeof(struct perf_open_properties));
3446
3447         if (!n_props) {
3448                 DRM_DEBUG("No i915 perf properties given\n");
3449                 return -EINVAL;
3450         }
3451
3452         /* At the moment we only support using i915-perf on the RCS. */
3453         props->engine = intel_engine_lookup_user(perf->i915,
3454                                                  I915_ENGINE_CLASS_RENDER,
3455                                                  0);
3456         if (!props->engine) {
3457                 DRM_DEBUG("No RENDER-capable engines\n");
3458                 return -EINVAL;
3459         }
3460
3461         /* Considering that ID = 0 is reserved and assuming that we don't
3462          * (currently) expect any configurations to ever specify duplicate
3463          * values for a particular property ID then the last _PROP_MAX value is
3464          * one greater than the maximum number of properties we expect to get
3465          * from userspace.
3466          */
3467         if (n_props >= DRM_I915_PERF_PROP_MAX) {
3468                 DRM_DEBUG("More i915 perf properties specified than exist\n");
3469                 return -EINVAL;
3470         }
3471
3472         for (i = 0; i < n_props; i++) {
3473                 u64 oa_period, oa_freq_hz;
3474                 u64 id, value;
3475                 int ret;
3476
3477                 ret = get_user(id, uprop);
3478                 if (ret)
3479                         return ret;
3480
3481                 ret = get_user(value, uprop + 1);
3482                 if (ret)
3483                         return ret;
3484
3485                 if (id == 0 || id >= DRM_I915_PERF_PROP_MAX) {
3486                         DRM_DEBUG("Unknown i915 perf property ID\n");
3487                         return -EINVAL;
3488                 }
3489
3490                 switch ((enum drm_i915_perf_property_id)id) {
3491                 case DRM_I915_PERF_PROP_CTX_HANDLE:
3492                         props->single_context = 1;
3493                         props->ctx_handle = value;
3494                         break;
3495                 case DRM_I915_PERF_PROP_SAMPLE_OA:
3496                         if (value)
3497                                 props->sample_flags |= SAMPLE_OA_REPORT;
3498                         break;
3499                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_METRICS_SET:
3500                         if (value == 0) {
3501                                 DRM_DEBUG("Unknown OA metric set ID\n");
3502                                 return -EINVAL;
3503                         }
3504                         props->metrics_set = value;
3505                         break;
3506                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_FORMAT:
3507                         if (value == 0 || value >= I915_OA_FORMAT_MAX) {
3508                                 DRM_DEBUG("Out-of-range OA report format %llu\n",
3509                                           value);
3510                                 return -EINVAL;
3511                         }
3512                         if (!perf->oa_formats[value].size) {
3513                                 DRM_DEBUG("Unsupported OA report format %llu\n",
3514                                           value);
3515                                 return -EINVAL;
3516                         }
3517                         props->oa_format = value;
3518                         break;
3519                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_EXPONENT:
3520                         if (value > OA_EXPONENT_MAX) {
3521                                 DRM_DEBUG("OA timer exponent too high (> %u)\n",
3522                                          OA_EXPONENT_MAX);
3523                                 return -EINVAL;
3524                         }
3525
3526                         /* Theoretically we can program the OA unit to sample
3527                          * e.g. every 160ns for HSW, 167ns for BDW/SKL or 104ns
3528                          * for BXT. We don't allow such high sampling
3529                          * frequencies by default unless root.
3530                          */
3531
3532                         BUILD_BUG_ON(sizeof(oa_period) != 8);
3533                         oa_period = oa_exponent_to_ns(perf, value);
3534
3535                         /* This check is primarily to ensure that oa_period <=
3536                          * UINT32_MAX (before passing to do_div which only
3537                          * accepts a u32 denominator), but we can also skip
3538                          * checking anything < 1Hz which implicitly can't be
3539                          * limited via an integer oa_max_sample_rate.
3540                          */
3541                         if (oa_period <= NSEC_PER_SEC) {
3542                                 u64 tmp = NSEC_PER_SEC;
3543                                 do_div(tmp, oa_period);
3544                                 oa_freq_hz = tmp;
3545                         } else
3546                                 oa_freq_hz = 0;
3547
3548                         if (oa_freq_hz > i915_oa_max_sample_rate &&
3549                             !capable(CAP_SYS_ADMIN)) {
3550                                 DRM_DEBUG("OA exponent would exceed the max sampling frequency (sysctl dev.i915.oa_max_sample_rate) %uHz without root privileges\n",
3551                                           i915_oa_max_sample_rate);
3552                                 return -EACCES;
3553                         }
3554
3555                         props->oa_periodic = true;
3556                         props->oa_period_exponent = value;
3557                         break;
3558                 case DRM_I915_PERF_PROP_HOLD_PREEMPTION:
3559                         props->hold_preemption = !!value;
3560                         break;
3561                 case DRM_I915_PERF_PROP_MAX:
3562                         MISSING_CASE(id);
3563                         return -EINVAL;
3564                 }
3565
3566                 uprop += 2;
3567         }
3568
3569         return 0;
3570 }
3571
3572 /**
3573  * i915_perf_open_ioctl - DRM ioctl() for userspace to open a stream FD
3574  * @dev: drm device
3575  * @data: ioctl data copied from userspace (unvalidated)
3576  * @file: drm file
3577  *
3578  * Validates the stream open parameters given by userspace including flags
3579  * and an array of u64 key, value pair properties.
3580  *
3581  * Very little is assumed up front about the nature of the stream being
3582  * opened (for instance we don't assume it's for periodic OA unit metrics). An
3583  * i915-perf stream is expected to be a suitable interface for other forms of
3584  * buffered data written by the GPU besides periodic OA metrics.
3585  *
3586  * Note we copy the properties from userspace outside of the i915 perf
3587  * mutex to avoid an awkward lockdep with mmap_sem.
3588  *
3589  * Most of the implementation details are handled by
3590  * i915_perf_open_ioctl_locked() after taking the &perf->lock
3591  * mutex for serializing with any non-file-operation driver hooks.
3592  *
3593  * Return: A newly opened i915 Perf stream file descriptor or negative
3594  * error code on failure.
3595  */
3596 int i915_perf_open_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
3597                          struct drm_file *file)
3598 {
3599         struct i915_perf *perf = &to_i915(dev)->perf;
3600         struct drm_i915_perf_open_param *param = data;
3601         struct perf_open_properties props;
3602         u32 known_open_flags;
3603         int ret;
3604
3605         if (!perf->i915) {
3606                 DRM_DEBUG("i915 perf interface not available for this system\n");
3607                 return -ENOTSUPP;
3608         }
3609
3610         known_open_flags = I915_PERF_FLAG_FD_CLOEXEC |
3611                            I915_PERF_FLAG_FD_NONBLOCK |
3612                            I915_PERF_FLAG_DISABLED;
3613         if (param->flags & ~known_open_flags) {
3614                 DRM_DEBUG("Unknown drm_i915_perf_open_param flag\n");
3615                 return -EINVAL;
3616         }
3617
3618         ret = read_properties_unlocked(perf,
3619                                        u64_to_user_ptr(param->properties_ptr),
3620                                        param->num_properties,
3621                                        &props);
3622         if (ret)
3623                 return ret;
3624
3625         mutex_lock(&perf->lock);
3626         ret = i915_perf_open_ioctl_locked(perf, param, &props, file);
3627         mutex_unlock(&perf->lock);
3628
3629         return ret;
3630 }
3631
3632 /**
3633  * i915_perf_register - exposes i915-perf to userspace
3634  * @i915: i915 device instance
3635  *
3636  * In particular OA metric sets are advertised under a sysfs metrics/
3637  * directory allowing userspace to enumerate valid IDs that can be
3638  * used to open an i915-perf stream.
3639  */
3640 void i915_perf_register(struct drm_i915_private *i915)
3641 {
3642         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
3643         int ret;
3644
3645         if (!perf->i915)
3646                 return;
3647
3648         /* To be sure we're synchronized with an attempted
3649          * i915_perf_open_ioctl(); considering that we register after
3650          * being exposed to userspace.
3651          */
3652         mutex_lock(&perf->lock);
3653
3654         perf->metrics_kobj =
3655                 kobject_create_and_add("metrics",
3656                                        &i915->drm.primary->kdev->kobj);
3657         if (!perf->metrics_kobj)
3658                 goto exit;
3659
3660         sysfs_attr_init(&perf->test_config.sysfs_metric_id.attr);
3661
3662         if (IS_TIGERLAKE(i915)) {
3663                 i915_perf_load_test_config_tgl(i915);
3664         } else if (INTEL_GEN(i915) >= 11) {
3665                 i915_perf_load_test_config_icl(i915);
3666         } else if (IS_CANNONLAKE(i915)) {
3667                 i915_perf_load_test_config_cnl(i915);
3668         } else if (IS_COFFEELAKE(i915)) {
3669                 if (IS_CFL_GT2(i915))
3670                         i915_perf_load_test_config_cflgt2(i915);
3671                 if (IS_CFL_GT3(i915))
3672                         i915_perf_load_test_config_cflgt3(i915);
3673         } else if (IS_GEMINILAKE(i915)) {
3674                 i915_perf_load_test_config_glk(i915);
3675         } else if (IS_KABYLAKE(i915)) {
3676                 if (IS_KBL_GT2(i915))
3677                         i915_perf_load_test_config_kblgt2(i915);
3678                 else if (IS_KBL_GT3(i915))
3679                         i915_perf_load_test_config_kblgt3(i915);
3680         } else if (IS_BROXTON(i915)) {
3681                 i915_perf_load_test_config_bxt(i915);
3682         } else if (IS_SKYLAKE(i915)) {
3683                 if (IS_SKL_GT2(i915))
3684                         i915_perf_load_test_config_sklgt2(i915);
3685                 else if (IS_SKL_GT3(i915))
3686                         i915_perf_load_test_config_sklgt3(i915);
3687                 else if (IS_SKL_GT4(i915))
3688                         i915_perf_load_test_config_sklgt4(i915);
3689         } else if (IS_CHERRYVIEW(i915)) {
3690                 i915_perf_load_test_config_chv(i915);
3691         } else if (IS_BROADWELL(i915)) {
3692                 i915_perf_load_test_config_bdw(i915);
3693         } else if (IS_HASWELL(i915)) {
3694                 i915_perf_load_test_config_hsw(i915);
3695         }
3696
3697         if (perf->test_config.id == 0)
3698                 goto sysfs_error;
3699
3700         ret = sysfs_create_group(perf->metrics_kobj,
3701                                  &perf->test_config.sysfs_metric);
3702         if (ret)
3703                 goto sysfs_error;
3704
3705         perf->test_config.perf = perf;
3706         kref_init(&perf->test_config.ref);
3707
3708         goto exit;
3709
3710 sysfs_error:
3711         kobject_put(perf->metrics_kobj);
3712         perf->metrics_kobj = NULL;
3713
3714 exit:
3715         mutex_unlock(&perf->lock);
3716 }
3717
3718 /**
3719  * i915_perf_unregister - hide i915-perf from userspace
3720  * @i915: i915 device instance
3721  *
3722  * i915-perf state cleanup is split up into an 'unregister' and
3723  * 'deinit' phase where the interface is first hidden from
3724  * userspace by i915_perf_unregister() before cleaning up
3725  * remaining state in i915_perf_fini().
3726  */
3727 void i915_perf_unregister(struct drm_i915_private *i915)
3728 {
3729         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
3730
3731         if (!perf->metrics_kobj)
3732                 return;
3733
3734         sysfs_remove_group(perf->metrics_kobj,
3735                            &perf->test_config.sysfs_metric);
3736
3737         kobject_put(perf->metrics_kobj);
3738         perf->metrics_kobj = NULL;
3739 }
3740
3741 static bool gen8_is_valid_flex_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3742 {
3743         static const i915_reg_t flex_eu_regs[] = {
3744                 EU_PERF_CNTL0,
3745                 EU_PERF_CNTL1,
3746                 EU_PERF_CNTL2,
3747                 EU_PERF_CNTL3,
3748                 EU_PERF_CNTL4,
3749                 EU_PERF_CNTL5,
3750                 EU_PERF_CNTL6,
3751         };
3752         int i;
3753
3754         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(flex_eu_regs); i++) {
3755                 if (i915_mmio_reg_offset(flex_eu_regs[i]) == addr)
3756                         return true;
3757         }
3758         return false;
3759 }
3760
3761 #define ADDR_IN_RANGE(addr, start, end) \
3762         ((addr) >= (start) && \
3763          (addr) <= (end))
3764
3765 #define REG_IN_RANGE(addr, start, end) \
3766         ((addr) >= i915_mmio_reg_offset(start) && \
3767          (addr) <= i915_mmio_reg_offset(end))
3768
3769 #define REG_EQUAL(addr, mmio) \
3770         ((addr) == i915_mmio_reg_offset(mmio))
3771
3772 static bool gen7_is_valid_b_counter_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3773 {
3774         return REG_IN_RANGE(addr, OASTARTTRIG1, OASTARTTRIG8) ||
3775                REG_IN_RANGE(addr, OAREPORTTRIG1, OAREPORTTRIG8) ||
3776                REG_IN_RANGE(addr, OACEC0_0, OACEC7_1);
3777 }
3778
3779 static bool gen7_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3780 {
3781         return REG_EQUAL(addr, HALF_SLICE_CHICKEN2) ||
3782                REG_IN_RANGE(addr, MICRO_BP0_0, NOA_WRITE) ||
3783                REG_IN_RANGE(addr, OA_PERFCNT1_LO, OA_PERFCNT2_HI) ||
3784                REG_IN_RANGE(addr, OA_PERFMATRIX_LO, OA_PERFMATRIX_HI);
3785 }
3786
3787 static bool gen8_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3788 {
3789         return gen7_is_valid_mux_addr(perf, addr) ||
3790                REG_EQUAL(addr, WAIT_FOR_RC6_EXIT) ||
3791                REG_IN_RANGE(addr, RPM_CONFIG0, NOA_CONFIG(8));
3792 }
3793
3794 static bool gen10_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3795 {
3796         return gen8_is_valid_mux_addr(perf, addr) ||
3797                REG_EQUAL(addr, GEN10_NOA_WRITE_HIGH) ||
3798                REG_IN_RANGE(addr, OA_PERFCNT3_LO, OA_PERFCNT4_HI);
3799 }
3800
3801 static bool hsw_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3802 {
3803         return gen7_is_valid_mux_addr(perf, addr) ||
3804                ADDR_IN_RANGE(addr, 0x25100, 0x2FF90) ||
3805                REG_IN_RANGE(addr, HSW_MBVID2_NOA0, HSW_MBVID2_NOA9) ||
3806                REG_EQUAL(addr, HSW_MBVID2_MISR0);
3807 }
3808
3809 static bool chv_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3810 {
3811         return gen7_is_valid_mux_addr(perf, addr) ||
3812                ADDR_IN_RANGE(addr, 0x182300, 0x1823A4);
3813 }
3814
3815 static bool gen12_is_valid_b_counter_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3816 {
3817         return REG_IN_RANGE(addr, GEN12_OAG_OASTARTTRIG1, GEN12_OAG_OASTARTTRIG8) ||
3818                REG_IN_RANGE(addr, GEN12_OAG_OAREPORTTRIG1, GEN12_OAG_OAREPORTTRIG8) ||
3819                REG_IN_RANGE(addr, GEN12_OAG_CEC0_0, GEN12_OAG_CEC7_1) ||
3820                REG_IN_RANGE(addr, GEN12_OAG_SCEC0_0, GEN12_OAG_SCEC7_1) ||
3821                REG_EQUAL(addr, GEN12_OAA_DBG_REG) ||
3822                REG_EQUAL(addr, GEN12_OAG_OA_PESS) ||
3823                REG_EQUAL(addr, GEN12_OAG_SPCTR_CNF);
3824 }
3825
3826 static bool gen12_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3827 {
3828         return REG_EQUAL(addr, NOA_WRITE) ||
3829                REG_EQUAL(addr, GEN10_NOA_WRITE_HIGH) ||
3830                REG_EQUAL(addr, GDT_CHICKEN_BITS) ||
3831                REG_EQUAL(addr, WAIT_FOR_RC6_EXIT) ||
3832                REG_EQUAL(addr, RPM_CONFIG0) ||
3833                REG_EQUAL(addr, RPM_CONFIG1) ||
3834                REG_IN_RANGE(addr, NOA_CONFIG(0), NOA_CONFIG(8));
3835 }
3836
3837 static u32 mask_reg_value(u32 reg, u32 val)
3838 {
3839         /* HALF_SLICE_CHICKEN2 is programmed with a the
3840          * WaDisableSTUnitPowerOptimization workaround. Make sure the value
3841          * programmed by userspace doesn't change this.
3842          */
3843         if (REG_EQUAL(reg, HALF_SLICE_CHICKEN2))
3844                 val = val & ~_MASKED_BIT_ENABLE(GEN8_ST_PO_DISABLE);
3845
3846         /* WAIT_FOR_RC6_EXIT has only one bit fullfilling the function
3847          * indicated by its name and a bunch of selection fields used by OA
3848          * configs.
3849          */
3850         if (REG_EQUAL(reg, WAIT_FOR_RC6_EXIT))
3851                 val = val & ~_MASKED_BIT_ENABLE(HSW_WAIT_FOR_RC6_EXIT_ENABLE);
3852
3853         return val;
3854 }
3855
3856 static struct i915_oa_reg *alloc_oa_regs(struct i915_perf *perf,
3857                                          bool (*is_valid)(struct i915_perf *perf, u32 addr),
3858                                          u32 __user *regs,
3859                                          u32 n_regs)
3860 {
3861         struct i915_oa_reg *oa_regs;
3862         int err;
3863         u32 i;
3864
3865         if (!n_regs)
3866                 return NULL;
3867
3868         if (!access_ok(regs, n_regs * sizeof(u32) * 2))
3869                 return ERR_PTR(-EFAULT);
3870
3871         /* No is_valid function means we're not allowing any register to be programmed. */
3872         GEM_BUG_ON(!is_valid);
3873         if (!is_valid)
3874                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3875
3876         oa_regs = kmalloc_array(n_regs, sizeof(*oa_regs), GFP_KERNEL);
3877         if (!oa_regs)
3878                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
3879
3880         for (i = 0; i < n_regs; i++) {
3881                 u32 addr, value;
3882
3883                 err = get_user(addr, regs);
3884                 if (err)
3885                         goto addr_err;
3886
3887                 if (!is_valid(perf, addr)) {
3888                         DRM_DEBUG("Invalid oa_reg address: %X\n", addr);
3889                         err = -EINVAL;
3890                         goto addr_err;
3891                 }
3892
3893                 err = get_user(value, regs + 1);
3894                 if (err)
3895                         goto addr_err;
3896
3897                 oa_regs[i].addr = _MMIO(addr);
3898                 oa_regs[i].value = mask_reg_value(addr, value);
3899
3900                 regs += 2;
3901         }
3902
3903         return oa_regs;
3904
3905 addr_err:
3906         kfree(oa_regs);
3907         return ERR_PTR(err);
3908 }
3909
3910 static ssize_t show_dynamic_id(struct device *dev,
3911                                struct device_attribute *attr,
3912                                char *buf)
3913 {
3914         struct i915_oa_config *oa_config =
3915                 container_of(attr, typeof(*oa_config), sysfs_metric_id);
3916
3917         return sprintf(buf, "%d\n", oa_config->id);
3918 }
3919
3920 static int create_dynamic_oa_sysfs_entry(struct i915_perf *perf,
3921                                          struct i915_oa_config *oa_config)
3922 {
3923         sysfs_attr_init(&oa_config->sysfs_metric_id.attr);
3924         oa_config->sysfs_metric_id.attr.name = "id";
3925         oa_config->sysfs_metric_id.attr.mode = S_IRUGO;
3926         oa_config->sysfs_metric_id.show = show_dynamic_id;
3927         oa_config->sysfs_metric_id.store = NULL;
3928
3929         oa_config->attrs[0] = &oa_config->sysfs_metric_id.attr;
3930         oa_config->attrs[1] = NULL;
3931
3932         oa_config->sysfs_metric.name = oa_config->uuid;
3933         oa_config->sysfs_metric.attrs = oa_config->attrs;
3934
3935         return sysfs_create_group(perf->metrics_kobj,
3936                                   &oa_config->sysfs_metric);
3937 }
3938
3939 /**
3940  * i915_perf_add_config_ioctl - DRM ioctl() for userspace to add a new OA config
3941  * @dev: drm device
3942  * @data: ioctl data (pointer to struct drm_i915_perf_oa_config) copied from
3943  *        userspace (unvalidated)
3944  * @file: drm file
3945  *
3946  * Validates the submitted OA register to be saved into a new OA config that
3947  * can then be used for programming the OA unit and its NOA network.
3948  *
3949  * Returns: A new allocated config number to be used with the perf open ioctl
3950  * or a negative error code on failure.
3951  */
3952 int i915_perf_add_config_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
3953                                struct drm_file *file)
3954 {
3955         struct i915_perf *perf = &to_i915(dev)->perf;
3956         struct drm_i915_perf_oa_config *args = data;
3957         struct i915_oa_config *oa_config, *tmp;
3958         static struct i915_oa_reg *regs;
3959         int err, id;
3960
3961         if (!perf->i915) {
3962                 DRM_DEBUG("i915 perf interface not available for this system\n");
3963                 return -ENOTSUPP;
3964         }
3965
3966         if (!perf->metrics_kobj) {
3967                 DRM_DEBUG("OA metrics weren't advertised via sysfs\n");
3968                 return -EINVAL;
3969         }
3970
3971         if (i915_perf_stream_paranoid && !capable(CAP_SYS_ADMIN)) {
3972                 DRM_DEBUG("Insufficient privileges to add i915 OA config\n");
3973                 return -EACCES;
3974         }
3975
3976         if ((!args->mux_regs_ptr || !args->n_mux_regs) &&
3977             (!args->boolean_regs_ptr || !args->n_boolean_regs) &&
3978             (!args->flex_regs_ptr || !args->n_flex_regs)) {
3979                 DRM_DEBUG("No OA registers given\n");
3980                 return -EINVAL;
3981         }
3982
3983         oa_config = kzalloc(sizeof(*oa_config), GFP_KERNEL);
3984         if (!oa_config) {
3985                 DRM_DEBUG("Failed to allocate memory for the OA config\n");
3986                 return -ENOMEM;
3987         }
3988
3989         oa_config->perf = perf;
3990         kref_init(&oa_config->ref);
3991
3992         if (!uuid_is_valid(args->uuid)) {
3993                 DRM_DEBUG("Invalid uuid format for OA config\n");
3994                 err = -EINVAL;
3995                 goto reg_err;
3996         }
3997
3998         /* Last character in oa_config->uuid will be 0 because oa_config is
3999          * kzalloc.
4000          */
4001         memcpy(oa_config->uuid, args->uuid, sizeof(args->uuid));
4002
4003         oa_config->mux_regs_len = args->n_mux_regs;
4004         regs = alloc_oa_regs(perf,
4005                              perf->ops.is_valid_mux_reg,
4006                              u64_to_user_ptr(args->mux_regs_ptr),
4007                              args->n_mux_regs);
4008
4009         if (IS_ERR(regs)) {
4010                 DRM_DEBUG("Failed to create OA config for mux_regs\n");
4011                 err = PTR_ERR(regs);
4012                 goto reg_err;
4013         }
4014         oa_config->mux_regs = regs;
4015
4016         oa_config->b_counter_regs_len = args->n_boolean_regs;
4017         regs = alloc_oa_regs(perf,
4018                              perf->ops.is_valid_b_counter_reg,
4019                              u64_to_user_ptr(args->boolean_regs_ptr),
4020                              args->n_boolean_regs);
4021
4022         if (IS_ERR(regs)) {
4023                 DRM_DEBUG("Failed to create OA config for b_counter_regs\n");
4024                 err = PTR_ERR(regs);
4025                 goto reg_err;
4026         }
4027         oa_config->b_counter_regs = regs;
4028
4029         if (INTEL_GEN(perf->i915) < 8) {
4030                 if (args->n_flex_regs != 0) {
4031                         err = -EINVAL;
4032                         goto reg_err;
4033                 }
4034         } else {
4035                 oa_config->flex_regs_len = args->n_flex_regs;
4036                 regs = alloc_oa_regs(perf,
4037                                      perf->ops.is_valid_flex_reg,
4038                                      u64_to_user_ptr(args->flex_regs_ptr),
4039                                      args->n_flex_regs);
4040
4041                 if (IS_ERR(regs)) {
4042                         DRM_DEBUG("Failed to create OA config for flex_regs\n");
4043                         err = PTR_ERR(regs);
4044                         goto reg_err;
4045                 }
4046                 oa_config->flex_regs = regs;
4047         }
4048
4049         err = mutex_lock_interruptible(&perf->metrics_lock);
4050         if (err)
4051                 goto reg_err;
4052
4053         /* We shouldn't have too many configs, so this iteration shouldn't be
4054          * too costly.
4055          */
4056         idr_for_each_entry(&perf->metrics_idr, tmp, id) {
4057                 if (!strcmp(tmp->uuid, oa_config->uuid)) {
4058                         DRM_DEBUG("OA config already exists with this uuid\n");
4059                         err = -EADDRINUSE;
4060                         goto sysfs_err;
4061                 }
4062         }
4063
4064         err = create_dynamic_oa_sysfs_entry(perf, oa_config);
4065         if (err) {
4066                 DRM_DEBUG("Failed to create sysfs entry for OA config\n");
4067                 goto sysfs_err;
4068         }
4069
4070         /* Config id 0 is invalid, id 1 for kernel stored test config. */
4071         oa_config->id = idr_alloc(&perf->metrics_idr,
4072                                   oa_config, 2,
4073                                   0, GFP_KERNEL);
4074         if (oa_config->id < 0) {
4075                 DRM_DEBUG("Failed to create sysfs entry for OA config\n");
4076                 err = oa_config->id;
4077                 goto sysfs_err;
4078         }
4079
4080         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4081
4082         DRM_DEBUG("Added config %s id=%i\n", oa_config->uuid, oa_config->id);
4083
4084         return oa_config->id;
4085
4086 sysfs_err:
4087         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4088 reg_err:
4089         i915_oa_config_put(oa_config);
4090         DRM_DEBUG("Failed to add new OA config\n");
4091         return err;
4092 }
4093
4094 /**
4095  * i915_perf_remove_config_ioctl - DRM ioctl() for userspace to remove an OA config
4096  * @dev: drm device
4097  * @data: ioctl data (pointer to u64 integer) copied from userspace
4098  * @file: drm file
4099  *
4100  * Configs can be removed while being used, the will stop appearing in sysfs
4101  * and their content will be freed when the stream using the config is closed.
4102  *
4103  * Returns: 0 on success or a negative error code on failure.
4104  */
4105 int i915_perf_remove_config_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
4106                                   struct drm_file *file)
4107 {
4108         struct i915_perf *perf = &to_i915(dev)->perf;
4109         u64 *arg = data;
4110         struct i915_oa_config *oa_config;
4111         int ret;
4112
4113         if (!perf->i915) {
4114                 DRM_DEBUG("i915 perf interface not available for this system\n");
4115                 return -ENOTSUPP;
4116         }
4117
4118         if (i915_perf_stream_paranoid && !capable(CAP_SYS_ADMIN)) {
4119                 DRM_DEBUG("Insufficient privileges to remove i915 OA config\n");
4120                 return -EACCES;
4121         }
4122
4123         ret = mutex_lock_interruptible(&perf->metrics_lock);
4124         if (ret)
4125                 return ret;
4126
4127         oa_config = idr_find(&perf->metrics_idr, *arg);
4128         if (!oa_config) {
4129                 DRM_DEBUG("Failed to remove unknown OA config\n");
4130                 ret = -ENOENT;
4131                 goto err_unlock;
4132         }
4133
4134         GEM_BUG_ON(*arg != oa_config->id);
4135
4136         sysfs_remove_group(perf->metrics_kobj, &oa_config->sysfs_metric);
4137
4138         idr_remove(&perf->metrics_idr, *arg);
4139
4140         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4141
4142         DRM_DEBUG("Removed config %s id=%i\n", oa_config->uuid, oa_config->id);
4143
4144         i915_oa_config_put(oa_config);
4145
4146         return 0;
4147
4148 err_unlock:
4149         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4150         return ret;
4151 }
4152
4153 static struct ctl_table oa_table[] = {
4154         {
4155          .procname = "perf_stream_paranoid",
4156          .data = &i915_perf_stream_paranoid,
4157          .maxlen = sizeof(i915_perf_stream_paranoid),
4158          .mode = 0644,
4159          .proc_handler = proc_dointvec_minmax,
4160          .extra1 = SYSCTL_ZERO,
4161          .extra2 = SYSCTL_ONE,
4162          },
4163         {
4164          .procname = "oa_max_sample_rate",
4165          .data = &i915_oa_max_sample_rate,
4166          .maxlen = sizeof(i915_oa_max_sample_rate),
4167          .mode = 0644,
4168          .proc_handler = proc_dointvec_minmax,
4169          .extra1 = SYSCTL_ZERO,
4170          .extra2 = &oa_sample_rate_hard_limit,
4171          },
4172         {}
4173 };
4174
4175 static struct ctl_table i915_root[] = {
4176         {
4177          .procname = "i915",
4178          .maxlen = 0,
4179          .mode = 0555,
4180          .child = oa_table,
4181          },
4182         {}
4183 };
4184
4185 static struct ctl_table dev_root[] = {
4186         {
4187          .procname = "dev",
4188          .maxlen = 0,
4189          .mode = 0555,
4190          .child = i915_root,
4191          },
4192         {}
4193 };
4194
4195 /**
4196  * i915_perf_init - initialize i915-perf state on module load
4197  * @i915: i915 device instance
4198  *
4199  * Initializes i915-perf state without exposing anything to userspace.
4200  *
4201  * Note: i915-perf initialization is split into an 'init' and 'register'
4202  * phase with the i915_perf_register() exposing state to userspace.
4203  */
4204 void i915_perf_init(struct drm_i915_private *i915)
4205 {
4206         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
4207
4208         /* XXX const struct i915_perf_ops! */
4209
4210         if (IS_HASWELL(i915)) {
4211                 perf->ops.is_valid_b_counter_reg = gen7_is_valid_b_counter_addr;
4212                 perf->ops.is_valid_mux_reg = hsw_is_valid_mux_addr;
4213                 perf->ops.is_valid_flex_reg = NULL;
4214                 perf->ops.enable_metric_set = hsw_enable_metric_set;
4215                 perf->ops.disable_metric_set = hsw_disable_metric_set;
4216                 perf->ops.oa_enable = gen7_oa_enable;
4217                 perf->ops.oa_disable = gen7_oa_disable;
4218                 perf->ops.read = gen7_oa_read;
4219                 perf->ops.oa_hw_tail_read = gen7_oa_hw_tail_read;
4220
4221                 perf->oa_formats = hsw_oa_formats;
4222         } else if (HAS_LOGICAL_RING_CONTEXTS(i915)) {
4223                 /* Note: that although we could theoretically also support the
4224                  * legacy ringbuffer mode on BDW (and earlier iterations of
4225                  * this driver, before upstreaming did this) it didn't seem
4226                  * worth the complexity to maintain now that BDW+ enable
4227                  * execlist mode by default.
4228                  */
4229                 perf->ops.read = gen8_oa_read;
4230
4231                 if (IS_GEN_RANGE(i915, 8, 9)) {
4232                         perf->oa_formats = gen8_plus_oa_formats;
4233
4234                         perf->ops.is_valid_b_counter_reg =
4235                                 gen7_is_valid_b_counter_addr;
4236                         perf->ops.is_valid_mux_reg =
4237                                 gen8_is_valid_mux_addr;
4238                         perf->ops.is_valid_flex_reg =
4239                                 gen8_is_valid_flex_addr;
4240
4241                         if (IS_CHERRYVIEW(i915)) {
4242                                 perf->ops.is_valid_mux_reg =
4243                                         chv_is_valid_mux_addr;
4244                         }
4245
4246                         perf->ops.oa_enable = gen8_oa_enable;
4247                         perf->ops.oa_disable = gen8_oa_disable;
4248                         perf->ops.enable_metric_set = gen8_enable_metric_set;
4249                         perf->ops.disable_metric_set = gen8_disable_metric_set;
4250                         perf->ops.oa_hw_tail_read = gen8_oa_hw_tail_read;
4251
4252                         if (IS_GEN(i915, 8)) {
4253                                 perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x120;
4254                                 perf->ctx_flexeu0_offset = 0x2ce;
4255
4256                                 perf->gen8_valid_ctx_bit = BIT(25);
4257                         } else {
4258                                 perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x128;
4259                                 perf->ctx_flexeu0_offset = 0x3de;
4260
4261                                 perf->gen8_valid_ctx_bit = BIT(16);
4262                         }
4263                 } else if (IS_GEN_RANGE(i915, 10, 11)) {
4264                         perf->oa_formats = gen8_plus_oa_formats;
4265
4266                         perf->ops.is_valid_b_counter_reg =
4267                                 gen7_is_valid_b_counter_addr;
4268                         perf->ops.is_valid_mux_reg =
4269                                 gen10_is_valid_mux_addr;
4270                         perf->ops.is_valid_flex_reg =
4271                                 gen8_is_valid_flex_addr;
4272
4273                         perf->ops.oa_enable = gen8_oa_enable;
4274                         perf->ops.oa_disable = gen8_oa_disable;
4275                         perf->ops.enable_metric_set = gen8_enable_metric_set;
4276                         perf->ops.disable_metric_set = gen10_disable_metric_set;
4277                         perf->ops.oa_hw_tail_read = gen8_oa_hw_tail_read;
4278
4279                         if (IS_GEN(i915, 10)) {
4280                                 perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x128;
4281                                 perf->ctx_flexeu0_offset = 0x3de;
4282                         } else {
4283                                 perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x124;
4284                                 perf->ctx_flexeu0_offset = 0x78e;
4285                         }
4286                         perf->gen8_valid_ctx_bit = BIT(16);
4287                 } else if (IS_GEN(i915, 12)) {
4288                         perf->oa_formats = gen12_oa_formats;
4289
4290                         perf->ops.is_valid_b_counter_reg =
4291                                 gen12_is_valid_b_counter_addr;
4292                         perf->ops.is_valid_mux_reg =
4293                                 gen12_is_valid_mux_addr;
4294                         perf->ops.is_valid_flex_reg =
4295                                 gen8_is_valid_flex_addr;
4296
4297                         perf->ops.oa_enable = gen12_oa_enable;
4298                         perf->ops.oa_disable = gen12_oa_disable;
4299                         perf->ops.enable_metric_set = gen12_enable_metric_set;
4300                         perf->ops.disable_metric_set = gen12_disable_metric_set;
4301                         perf->ops.oa_hw_tail_read = gen12_oa_hw_tail_read;
4302
4303                         perf->ctx_flexeu0_offset = 0;
4304                         perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x144;
4305                 }
4306         }
4307
4308         if (perf->ops.enable_metric_set) {
4309                 mutex_init(&perf->lock);
4310
4311                 oa_sample_rate_hard_limit = 1000 *
4312                         (RUNTIME_INFO(i915)->cs_timestamp_frequency_khz / 2);
4313                 perf->sysctl_header = register_sysctl_table(dev_root);
4314
4315                 mutex_init(&perf->metrics_lock);
4316                 idr_init(&perf->metrics_idr);
4317
4318                 /* We set up some ratelimit state to potentially throttle any
4319                  * _NOTES about spurious, invalid OA reports which we don't
4320                  * forward to userspace.
4321                  *
4322                  * We print a _NOTE about any throttling when closing the
4323                  * stream instead of waiting until driver _fini which no one
4324                  * would ever see.
4325                  *
4326                  * Using the same limiting factors as printk_ratelimit()
4327                  */
4328                 ratelimit_state_init(&perf->spurious_report_rs, 5 * HZ, 10);
4329                 /* Since we use a DRM_NOTE for spurious reports it would be
4330                  * inconsistent to let __ratelimit() automatically print a
4331                  * warning for throttling.
4332                  */
4333                 ratelimit_set_flags(&perf->spurious_report_rs,
4334                                     RATELIMIT_MSG_ON_RELEASE);
4335
4336                 atomic64_set(&perf->noa_programming_delay,
4337                              500 * 1000 /* 500us */);
4338
4339                 perf->i915 = i915;
4340         }
4341 }
4342
4343 static int destroy_config(int id, void *p, void *data)
4344 {
4345         i915_oa_config_put(p);
4346         return 0;
4347 }
4348
4349 /**
4350  * i915_perf_fini - Counter part to i915_perf_init()
4351  * @i915: i915 device instance
4352  */
4353 void i915_perf_fini(struct drm_i915_private *i915)
4354 {
4355         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
4356
4357         if (!perf->i915)
4358                 return;
4359
4360         idr_for_each(&perf->metrics_idr, destroy_config, perf);
4361         idr_destroy(&perf->metrics_idr);
4362
4363         unregister_sysctl_table(perf->sysctl_header);
4364
4365         memset(&perf->ops, 0, sizeof(perf->ops));
4366         perf->i915 = NULL;
4367 }
4368
4369 /**
4370  * i915_perf_ioctl_version - Version of the i915-perf subsystem
4371  *
4372  * This version number is used by userspace to detect available features.
4373  */
4374 int i915_perf_ioctl_version(void)
4375 {
4376         /*
4377          * 1: Initial version
4378          *   I915_PERF_IOCTL_ENABLE
4379          *   I915_PERF_IOCTL_DISABLE
4380          *
4381          * 2: Added runtime modification of OA config.
4382          *   I915_PERF_IOCTL_CONFIG
4383          *
4384          * 3: Add DRM_I915_PERF_PROP_HOLD_PREEMPTION parameter to hold
4385          *    preemption on a particular context so that performance data is
4386          *    accessible from a delta of MI_RPC reports without looking at the
4387          *    OA buffer.
4388          */
4389         return 3;
4390 }
4391
4392 #if IS_ENABLED(CONFIG_DRM_I915_SELFTEST)
4393 #include "selftests/i915_perf.c"
4394 #endif