Merge tag 'scsi-fixes' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/jejb/scsi
[linux-2.6-microblaze.git] / drivers / gpu / drm / i915 / i915_perf.c
1 /*
2  * Copyright © 2015-2016 Intel Corporation
3  *
4  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a
5  * copy of this software and associated documentation files (the "Software"),
6  * to deal in the Software without restriction, including without limitation
7  * the rights to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense,
8  * and/or sell copies of the Software, and to permit persons to whom the
9  * Software is furnished to do so, subject to the following conditions:
10  *
11  * The above copyright notice and this permission notice (including the next
12  * paragraph) shall be included in all copies or substantial portions of the
13  * Software.
14  *
15  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
16  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
17  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT.  IN NO EVENT SHALL
18  * THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
19  * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING
20  * FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS
21  * IN THE SOFTWARE.
22  *
23  * Authors:
24  *   Robert Bragg <robert@sixbynine.org>
25  */
26
27
28 /**
29  * DOC: i915 Perf Overview
30  *
31  * Gen graphics supports a large number of performance counters that can help
32  * driver and application developers understand and optimize their use of the
33  * GPU.
34  *
35  * This i915 perf interface enables userspace to configure and open a file
36  * descriptor representing a stream of GPU metrics which can then be read() as
37  * a stream of sample records.
38  *
39  * The interface is particularly suited to exposing buffered metrics that are
40  * captured by DMA from the GPU, unsynchronized with and unrelated to the CPU.
41  *
42  * Streams representing a single context are accessible to applications with a
43  * corresponding drm file descriptor, such that OpenGL can use the interface
44  * without special privileges. Access to system-wide metrics requires root
45  * privileges by default, unless changed via the dev.i915.perf_event_paranoid
46  * sysctl option.
47  *
48  */
49
50 /**
51  * DOC: i915 Perf History and Comparison with Core Perf
52  *
53  * The interface was initially inspired by the core Perf infrastructure but
54  * some notable differences are:
55  *
56  * i915 perf file descriptors represent a "stream" instead of an "event"; where
57  * a perf event primarily corresponds to a single 64bit value, while a stream
58  * might sample sets of tightly-coupled counters, depending on the
59  * configuration.  For example the Gen OA unit isn't designed to support
60  * orthogonal configurations of individual counters; it's configured for a set
61  * of related counters. Samples for an i915 perf stream capturing OA metrics
62  * will include a set of counter values packed in a compact HW specific format.
63  * The OA unit supports a number of different packing formats which can be
64  * selected by the user opening the stream. Perf has support for grouping
65  * events, but each event in the group is configured, validated and
66  * authenticated individually with separate system calls.
67  *
68  * i915 perf stream configurations are provided as an array of u64 (key,value)
69  * pairs, instead of a fixed struct with multiple miscellaneous config members,
70  * interleaved with event-type specific members.
71  *
72  * i915 perf doesn't support exposing metrics via an mmap'd circular buffer.
73  * The supported metrics are being written to memory by the GPU unsynchronized
74  * with the CPU, using HW specific packing formats for counter sets. Sometimes
75  * the constraints on HW configuration require reports to be filtered before it
76  * would be acceptable to expose them to unprivileged applications - to hide
77  * the metrics of other processes/contexts. For these use cases a read() based
78  * interface is a good fit, and provides an opportunity to filter data as it
79  * gets copied from the GPU mapped buffers to userspace buffers.
80  *
81  *
82  * Issues hit with first prototype based on Core Perf
83  * ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
84  *
85  * The first prototype of this driver was based on the core perf
86  * infrastructure, and while we did make that mostly work, with some changes to
87  * perf, we found we were breaking or working around too many assumptions baked
88  * into perf's currently cpu centric design.
89  *
90  * In the end we didn't see a clear benefit to making perf's implementation and
91  * interface more complex by changing design assumptions while we knew we still
92  * wouldn't be able to use any existing perf based userspace tools.
93  *
94  * Also considering the Gen specific nature of the Observability hardware and
95  * how userspace will sometimes need to combine i915 perf OA metrics with
96  * side-band OA data captured via MI_REPORT_PERF_COUNT commands; we're
97  * expecting the interface to be used by a platform specific userspace such as
98  * OpenGL or tools. This is to say; we aren't inherently missing out on having
99  * a standard vendor/architecture agnostic interface by not using perf.
100  *
101  *
102  * For posterity, in case we might re-visit trying to adapt core perf to be
103  * better suited to exposing i915 metrics these were the main pain points we
104  * hit:
105  *
106  * - The perf based OA PMU driver broke some significant design assumptions:
107  *
108  *   Existing perf pmus are used for profiling work on a cpu and we were
109  *   introducing the idea of _IS_DEVICE pmus with different security
110  *   implications, the need to fake cpu-related data (such as user/kernel
111  *   registers) to fit with perf's current design, and adding _DEVICE records
112  *   as a way to forward device-specific status records.
113  *
114  *   The OA unit writes reports of counters into a circular buffer, without
115  *   involvement from the CPU, making our PMU driver the first of a kind.
116  *
117  *   Given the way we were periodically forward data from the GPU-mapped, OA
118  *   buffer to perf's buffer, those bursts of sample writes looked to perf like
119  *   we were sampling too fast and so we had to subvert its throttling checks.
120  *
121  *   Perf supports groups of counters and allows those to be read via
122  *   transactions internally but transactions currently seem designed to be
123  *   explicitly initiated from the cpu (say in response to a userspace read())
124  *   and while we could pull a report out of the OA buffer we can't
125  *   trigger a report from the cpu on demand.
126  *
127  *   Related to being report based; the OA counters are configured in HW as a
128  *   set while perf generally expects counter configurations to be orthogonal.
129  *   Although counters can be associated with a group leader as they are
130  *   opened, there's no clear precedent for being able to provide group-wide
131  *   configuration attributes (for example we want to let userspace choose the
132  *   OA unit report format used to capture all counters in a set, or specify a
133  *   GPU context to filter metrics on). We avoided using perf's grouping
134  *   feature and forwarded OA reports to userspace via perf's 'raw' sample
135  *   field. This suited our userspace well considering how coupled the counters
136  *   are when dealing with normalizing. It would be inconvenient to split
137  *   counters up into separate events, only to require userspace to recombine
138  *   them. For Mesa it's also convenient to be forwarded raw, periodic reports
139  *   for combining with the side-band raw reports it captures using
140  *   MI_REPORT_PERF_COUNT commands.
141  *
142  *   - As a side note on perf's grouping feature; there was also some concern
143  *     that using PERF_FORMAT_GROUP as a way to pack together counter values
144  *     would quite drastically inflate our sample sizes, which would likely
145  *     lower the effective sampling resolutions we could use when the available
146  *     memory bandwidth is limited.
147  *
148  *     With the OA unit's report formats, counters are packed together as 32
149  *     or 40bit values, with the largest report size being 256 bytes.
150  *
151  *     PERF_FORMAT_GROUP values are 64bit, but there doesn't appear to be a
152  *     documented ordering to the values, implying PERF_FORMAT_ID must also be
153  *     used to add a 64bit ID before each value; giving 16 bytes per counter.
154  *
155  *   Related to counter orthogonality; we can't time share the OA unit, while
156  *   event scheduling is a central design idea within perf for allowing
157  *   userspace to open + enable more events than can be configured in HW at any
158  *   one time.  The OA unit is not designed to allow re-configuration while in
159  *   use. We can't reconfigure the OA unit without losing internal OA unit
160  *   state which we can't access explicitly to save and restore. Reconfiguring
161  *   the OA unit is also relatively slow, involving ~100 register writes. From
162  *   userspace Mesa also depends on a stable OA configuration when emitting
163  *   MI_REPORT_PERF_COUNT commands and importantly the OA unit can't be
164  *   disabled while there are outstanding MI_RPC commands lest we hang the
165  *   command streamer.
166  *
167  *   The contents of sample records aren't extensible by device drivers (i.e.
168  *   the sample_type bits). As an example; Sourab Gupta had been looking to
169  *   attach GPU timestamps to our OA samples. We were shoehorning OA reports
170  *   into sample records by using the 'raw' field, but it's tricky to pack more
171  *   than one thing into this field because events/core.c currently only lets a
172  *   pmu give a single raw data pointer plus len which will be copied into the
173  *   ring buffer. To include more than the OA report we'd have to copy the
174  *   report into an intermediate larger buffer. I'd been considering allowing a
175  *   vector of data+len values to be specified for copying the raw data, but
176  *   it felt like a kludge to being using the raw field for this purpose.
177  *
178  * - It felt like our perf based PMU was making some technical compromises
179  *   just for the sake of using perf:
180  *
181  *   perf_event_open() requires events to either relate to a pid or a specific
182  *   cpu core, while our device pmu related to neither.  Events opened with a
183  *   pid will be automatically enabled/disabled according to the scheduling of
184  *   that process - so not appropriate for us. When an event is related to a
185  *   cpu id, perf ensures pmu methods will be invoked via an inter process
186  *   interrupt on that core. To avoid invasive changes our userspace opened OA
187  *   perf events for a specific cpu. This was workable but it meant the
188  *   majority of the OA driver ran in atomic context, including all OA report
189  *   forwarding, which wasn't really necessary in our case and seems to make
190  *   our locking requirements somewhat complex as we handled the interaction
191  *   with the rest of the i915 driver.
192  */
193
194 #include <linux/anon_inodes.h>
195 #include <linux/sizes.h>
196 #include <linux/uuid.h>
197
198 #include "gem/i915_gem_context.h"
199 #include "gt/intel_engine_pm.h"
200 #include "gt/intel_engine_user.h"
201 #include "gt/intel_execlists_submission.h"
202 #include "gt/intel_gpu_commands.h"
203 #include "gt/intel_gt.h"
204 #include "gt/intel_gt_clock_utils.h"
205 #include "gt/intel_lrc.h"
206 #include "gt/intel_ring.h"
207
208 #include "i915_drv.h"
209 #include "i915_perf.h"
210
211 /* HW requires this to be a power of two, between 128k and 16M, though driver
212  * is currently generally designed assuming the largest 16M size is used such
213  * that the overflow cases are unlikely in normal operation.
214  */
215 #define OA_BUFFER_SIZE          SZ_16M
216
217 #define OA_TAKEN(tail, head)    ((tail - head) & (OA_BUFFER_SIZE - 1))
218
219 /**
220  * DOC: OA Tail Pointer Race
221  *
222  * There's a HW race condition between OA unit tail pointer register updates and
223  * writes to memory whereby the tail pointer can sometimes get ahead of what's
224  * been written out to the OA buffer so far (in terms of what's visible to the
225  * CPU).
226  *
227  * Although this can be observed explicitly while copying reports to userspace
228  * by checking for a zeroed report-id field in tail reports, we want to account
229  * for this earlier, as part of the oa_buffer_check_unlocked to avoid lots of
230  * redundant read() attempts.
231  *
232  * We workaround this issue in oa_buffer_check_unlocked() by reading the reports
233  * in the OA buffer, starting from the tail reported by the HW until we find a
234  * report with its first 2 dwords not 0 meaning its previous report is
235  * completely in memory and ready to be read. Those dwords are also set to 0
236  * once read and the whole buffer is cleared upon OA buffer initialization. The
237  * first dword is the reason for this report while the second is the timestamp,
238  * making the chances of having those 2 fields at 0 fairly unlikely. A more
239  * detailed explanation is available in oa_buffer_check_unlocked().
240  *
241  * Most of the implementation details for this workaround are in
242  * oa_buffer_check_unlocked() and _append_oa_reports()
243  *
244  * Note for posterity: previously the driver used to define an effective tail
245  * pointer that lagged the real pointer by a 'tail margin' measured in bytes
246  * derived from %OA_TAIL_MARGIN_NSEC and the configured sampling frequency.
247  * This was flawed considering that the OA unit may also automatically generate
248  * non-periodic reports (such as on context switch) or the OA unit may be
249  * enabled without any periodic sampling.
250  */
251 #define OA_TAIL_MARGIN_NSEC     100000ULL
252 #define INVALID_TAIL_PTR        0xffffffff
253
254 /* The default frequency for checking whether the OA unit has written new
255  * reports to the circular OA buffer...
256  */
257 #define DEFAULT_POLL_FREQUENCY_HZ 200
258 #define DEFAULT_POLL_PERIOD_NS (NSEC_PER_SEC / DEFAULT_POLL_FREQUENCY_HZ)
259
260 /* for sysctl proc_dointvec_minmax of dev.i915.perf_stream_paranoid */
261 static u32 i915_perf_stream_paranoid = true;
262
263 /* The maximum exponent the hardware accepts is 63 (essentially it selects one
264  * of the 64bit timestamp bits to trigger reports from) but there's currently
265  * no known use case for sampling as infrequently as once per 47 thousand years.
266  *
267  * Since the timestamps included in OA reports are only 32bits it seems
268  * reasonable to limit the OA exponent where it's still possible to account for
269  * overflow in OA report timestamps.
270  */
271 #define OA_EXPONENT_MAX 31
272
273 #define INVALID_CTX_ID 0xffffffff
274
275 /* On Gen8+ automatically triggered OA reports include a 'reason' field... */
276 #define OAREPORT_REASON_MASK           0x3f
277 #define OAREPORT_REASON_MASK_EXTENDED  0x7f
278 #define OAREPORT_REASON_SHIFT          19
279 #define OAREPORT_REASON_TIMER          (1<<0)
280 #define OAREPORT_REASON_CTX_SWITCH     (1<<3)
281 #define OAREPORT_REASON_CLK_RATIO      (1<<5)
282
283
284 /* For sysctl proc_dointvec_minmax of i915_oa_max_sample_rate
285  *
286  * The highest sampling frequency we can theoretically program the OA unit
287  * with is always half the timestamp frequency: E.g. 6.25Mhz for Haswell.
288  *
289  * Initialized just before we register the sysctl parameter.
290  */
291 static int oa_sample_rate_hard_limit;
292
293 /* Theoretically we can program the OA unit to sample every 160ns but don't
294  * allow that by default unless root...
295  *
296  * The default threshold of 100000Hz is based on perf's similar
297  * kernel.perf_event_max_sample_rate sysctl parameter.
298  */
299 static u32 i915_oa_max_sample_rate = 100000;
300
301 /* XXX: beware if future OA HW adds new report formats that the current
302  * code assumes all reports have a power-of-two size and ~(size - 1) can
303  * be used as a mask to align the OA tail pointer.
304  */
305 static const struct i915_oa_format hsw_oa_formats[I915_OA_FORMAT_MAX] = {
306         [I915_OA_FORMAT_A13]        = { 0, 64 },
307         [I915_OA_FORMAT_A29]        = { 1, 128 },
308         [I915_OA_FORMAT_A13_B8_C8]  = { 2, 128 },
309         /* A29_B8_C8 Disallowed as 192 bytes doesn't factor into buffer size */
310         [I915_OA_FORMAT_B4_C8]      = { 4, 64 },
311         [I915_OA_FORMAT_A45_B8_C8]  = { 5, 256 },
312         [I915_OA_FORMAT_B4_C8_A16]  = { 6, 128 },
313         [I915_OA_FORMAT_C4_B8]      = { 7, 64 },
314 };
315
316 static const struct i915_oa_format gen8_plus_oa_formats[I915_OA_FORMAT_MAX] = {
317         [I915_OA_FORMAT_A12]                = { 0, 64 },
318         [I915_OA_FORMAT_A12_B8_C8]          = { 2, 128 },
319         [I915_OA_FORMAT_A32u40_A4u32_B8_C8] = { 5, 256 },
320         [I915_OA_FORMAT_C4_B8]              = { 7, 64 },
321 };
322
323 static const struct i915_oa_format gen12_oa_formats[I915_OA_FORMAT_MAX] = {
324         [I915_OA_FORMAT_A32u40_A4u32_B8_C8] = { 5, 256 },
325 };
326
327 #define SAMPLE_OA_REPORT      (1<<0)
328
329 /**
330  * struct perf_open_properties - for validated properties given to open a stream
331  * @sample_flags: `DRM_I915_PERF_PROP_SAMPLE_*` properties are tracked as flags
332  * @single_context: Whether a single or all gpu contexts should be monitored
333  * @hold_preemption: Whether the preemption is disabled for the filtered
334  *                   context
335  * @ctx_handle: A gem ctx handle for use with @single_context
336  * @metrics_set: An ID for an OA unit metric set advertised via sysfs
337  * @oa_format: An OA unit HW report format
338  * @oa_periodic: Whether to enable periodic OA unit sampling
339  * @oa_period_exponent: The OA unit sampling period is derived from this
340  * @engine: The engine (typically rcs0) being monitored by the OA unit
341  * @has_sseu: Whether @sseu was specified by userspace
342  * @sseu: internal SSEU configuration computed either from the userspace
343  *        specified configuration in the opening parameters or a default value
344  *        (see get_default_sseu_config())
345  * @poll_oa_period: The period in nanoseconds at which the CPU will check for OA
346  * data availability
347  *
348  * As read_properties_unlocked() enumerates and validates the properties given
349  * to open a stream of metrics the configuration is built up in the structure
350  * which starts out zero initialized.
351  */
352 struct perf_open_properties {
353         u32 sample_flags;
354
355         u64 single_context:1;
356         u64 hold_preemption:1;
357         u64 ctx_handle;
358
359         /* OA sampling state */
360         int metrics_set;
361         int oa_format;
362         bool oa_periodic;
363         int oa_period_exponent;
364
365         struct intel_engine_cs *engine;
366
367         bool has_sseu;
368         struct intel_sseu sseu;
369
370         u64 poll_oa_period;
371 };
372
373 struct i915_oa_config_bo {
374         struct llist_node node;
375
376         struct i915_oa_config *oa_config;
377         struct i915_vma *vma;
378 };
379
380 static struct ctl_table_header *sysctl_header;
381
382 static enum hrtimer_restart oa_poll_check_timer_cb(struct hrtimer *hrtimer);
383
384 void i915_oa_config_release(struct kref *ref)
385 {
386         struct i915_oa_config *oa_config =
387                 container_of(ref, typeof(*oa_config), ref);
388
389         kfree(oa_config->flex_regs);
390         kfree(oa_config->b_counter_regs);
391         kfree(oa_config->mux_regs);
392
393         kfree_rcu(oa_config, rcu);
394 }
395
396 struct i915_oa_config *
397 i915_perf_get_oa_config(struct i915_perf *perf, int metrics_set)
398 {
399         struct i915_oa_config *oa_config;
400
401         rcu_read_lock();
402         oa_config = idr_find(&perf->metrics_idr, metrics_set);
403         if (oa_config)
404                 oa_config = i915_oa_config_get(oa_config);
405         rcu_read_unlock();
406
407         return oa_config;
408 }
409
410 static void free_oa_config_bo(struct i915_oa_config_bo *oa_bo)
411 {
412         i915_oa_config_put(oa_bo->oa_config);
413         i915_vma_put(oa_bo->vma);
414         kfree(oa_bo);
415 }
416
417 static u32 gen12_oa_hw_tail_read(struct i915_perf_stream *stream)
418 {
419         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
420
421         return intel_uncore_read(uncore, GEN12_OAG_OATAILPTR) &
422                GEN12_OAG_OATAILPTR_MASK;
423 }
424
425 static u32 gen8_oa_hw_tail_read(struct i915_perf_stream *stream)
426 {
427         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
428
429         return intel_uncore_read(uncore, GEN8_OATAILPTR) & GEN8_OATAILPTR_MASK;
430 }
431
432 static u32 gen7_oa_hw_tail_read(struct i915_perf_stream *stream)
433 {
434         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
435         u32 oastatus1 = intel_uncore_read(uncore, GEN7_OASTATUS1);
436
437         return oastatus1 & GEN7_OASTATUS1_TAIL_MASK;
438 }
439
440 /**
441  * oa_buffer_check_unlocked - check for data and update tail ptr state
442  * @stream: i915 stream instance
443  *
444  * This is either called via fops (for blocking reads in user ctx) or the poll
445  * check hrtimer (atomic ctx) to check the OA buffer tail pointer and check
446  * if there is data available for userspace to read.
447  *
448  * This function is central to providing a workaround for the OA unit tail
449  * pointer having a race with respect to what data is visible to the CPU.
450  * It is responsible for reading tail pointers from the hardware and giving
451  * the pointers time to 'age' before they are made available for reading.
452  * (See description of OA_TAIL_MARGIN_NSEC above for further details.)
453  *
454  * Besides returning true when there is data available to read() this function
455  * also updates the tail, aging_tail and aging_timestamp in the oa_buffer
456  * object.
457  *
458  * Note: It's safe to read OA config state here unlocked, assuming that this is
459  * only called while the stream is enabled, while the global OA configuration
460  * can't be modified.
461  *
462  * Returns: %true if the OA buffer contains data, else %false
463  */
464 static bool oa_buffer_check_unlocked(struct i915_perf_stream *stream)
465 {
466         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
467         int report_size = stream->oa_buffer.format_size;
468         unsigned long flags;
469         bool pollin;
470         u32 hw_tail;
471         u64 now;
472
473         /* We have to consider the (unlikely) possibility that read() errors
474          * could result in an OA buffer reset which might reset the head and
475          * tail state.
476          */
477         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
478
479         hw_tail = stream->perf->ops.oa_hw_tail_read(stream);
480
481         /* The tail pointer increases in 64 byte increments,
482          * not in report_size steps...
483          */
484         hw_tail &= ~(report_size - 1);
485
486         now = ktime_get_mono_fast_ns();
487
488         if (hw_tail == stream->oa_buffer.aging_tail &&
489             (now - stream->oa_buffer.aging_timestamp) > OA_TAIL_MARGIN_NSEC) {
490                 /* If the HW tail hasn't move since the last check and the HW
491                  * tail has been aging for long enough, declare it the new
492                  * tail.
493                  */
494                 stream->oa_buffer.tail = stream->oa_buffer.aging_tail;
495         } else {
496                 u32 head, tail, aged_tail;
497
498                 /* NB: The head we observe here might effectively be a little
499                  * out of date. If a read() is in progress, the head could be
500                  * anywhere between this head and stream->oa_buffer.tail.
501                  */
502                 head = stream->oa_buffer.head - gtt_offset;
503                 aged_tail = stream->oa_buffer.tail - gtt_offset;
504
505                 hw_tail -= gtt_offset;
506                 tail = hw_tail;
507
508                 /* Walk the stream backward until we find a report with dword 0
509                  * & 1 not at 0. Since the circular buffer pointers progress by
510                  * increments of 64 bytes and that reports can be up to 256
511                  * bytes long, we can't tell whether a report has fully landed
512                  * in memory before the first 2 dwords of the following report
513                  * have effectively landed.
514                  *
515                  * This is assuming that the writes of the OA unit land in
516                  * memory in the order they were written to.
517                  * If not : (╯°□°)╯︵ ┻━┻
518                  */
519                 while (OA_TAKEN(tail, aged_tail) >= report_size) {
520                         u32 *report32 = (void *)(stream->oa_buffer.vaddr + tail);
521
522                         if (report32[0] != 0 || report32[1] != 0)
523                                 break;
524
525                         tail = (tail - report_size) & (OA_BUFFER_SIZE - 1);
526                 }
527
528                 if (OA_TAKEN(hw_tail, tail) > report_size &&
529                     __ratelimit(&stream->perf->tail_pointer_race))
530                         DRM_NOTE("unlanded report(s) head=0x%x "
531                                  "tail=0x%x hw_tail=0x%x\n",
532                                  head, tail, hw_tail);
533
534                 stream->oa_buffer.tail = gtt_offset + tail;
535                 stream->oa_buffer.aging_tail = gtt_offset + hw_tail;
536                 stream->oa_buffer.aging_timestamp = now;
537         }
538
539         pollin = OA_TAKEN(stream->oa_buffer.tail - gtt_offset,
540                           stream->oa_buffer.head - gtt_offset) >= report_size;
541
542         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
543
544         return pollin;
545 }
546
547 /**
548  * append_oa_status - Appends a status record to a userspace read() buffer.
549  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
550  * @buf: destination buffer given by userspace
551  * @count: the number of bytes userspace wants to read
552  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
553  * @type: The kind of status to report to userspace
554  *
555  * Writes a status record (such as `DRM_I915_PERF_RECORD_OA_REPORT_LOST`)
556  * into the userspace read() buffer.
557  *
558  * The @buf @offset will only be updated on success.
559  *
560  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
561  */
562 static int append_oa_status(struct i915_perf_stream *stream,
563                             char __user *buf,
564                             size_t count,
565                             size_t *offset,
566                             enum drm_i915_perf_record_type type)
567 {
568         struct drm_i915_perf_record_header header = { type, 0, sizeof(header) };
569
570         if ((count - *offset) < header.size)
571                 return -ENOSPC;
572
573         if (copy_to_user(buf + *offset, &header, sizeof(header)))
574                 return -EFAULT;
575
576         (*offset) += header.size;
577
578         return 0;
579 }
580
581 /**
582  * append_oa_sample - Copies single OA report into userspace read() buffer.
583  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
584  * @buf: destination buffer given by userspace
585  * @count: the number of bytes userspace wants to read
586  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
587  * @report: A single OA report to (optionally) include as part of the sample
588  *
589  * The contents of a sample are configured through `DRM_I915_PERF_PROP_SAMPLE_*`
590  * properties when opening a stream, tracked as `stream->sample_flags`. This
591  * function copies the requested components of a single sample to the given
592  * read() @buf.
593  *
594  * The @buf @offset will only be updated on success.
595  *
596  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
597  */
598 static int append_oa_sample(struct i915_perf_stream *stream,
599                             char __user *buf,
600                             size_t count,
601                             size_t *offset,
602                             const u8 *report)
603 {
604         int report_size = stream->oa_buffer.format_size;
605         struct drm_i915_perf_record_header header;
606
607         header.type = DRM_I915_PERF_RECORD_SAMPLE;
608         header.pad = 0;
609         header.size = stream->sample_size;
610
611         if ((count - *offset) < header.size)
612                 return -ENOSPC;
613
614         buf += *offset;
615         if (copy_to_user(buf, &header, sizeof(header)))
616                 return -EFAULT;
617         buf += sizeof(header);
618
619         if (copy_to_user(buf, report, report_size))
620                 return -EFAULT;
621
622         (*offset) += header.size;
623
624         return 0;
625 }
626
627 /**
628  * gen8_append_oa_reports - Copies all buffered OA reports into
629  *                          userspace read() buffer.
630  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
631  * @buf: destination buffer given by userspace
632  * @count: the number of bytes userspace wants to read
633  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
634  *
635  * Notably any error condition resulting in a short read (-%ENOSPC or
636  * -%EFAULT) will be returned even though one or more records may
637  * have been successfully copied. In this case it's up to the caller
638  * to decide if the error should be squashed before returning to
639  * userspace.
640  *
641  * Note: reports are consumed from the head, and appended to the
642  * tail, so the tail chases the head?... If you think that's mad
643  * and back-to-front you're not alone, but this follows the
644  * Gen PRM naming convention.
645  *
646  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
647  */
648 static int gen8_append_oa_reports(struct i915_perf_stream *stream,
649                                   char __user *buf,
650                                   size_t count,
651                                   size_t *offset)
652 {
653         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
654         int report_size = stream->oa_buffer.format_size;
655         u8 *oa_buf_base = stream->oa_buffer.vaddr;
656         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
657         u32 mask = (OA_BUFFER_SIZE - 1);
658         size_t start_offset = *offset;
659         unsigned long flags;
660         u32 head, tail;
661         u32 taken;
662         int ret = 0;
663
664         if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm, !stream->enabled))
665                 return -EIO;
666
667         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
668
669         head = stream->oa_buffer.head;
670         tail = stream->oa_buffer.tail;
671
672         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
673
674         /*
675          * NB: oa_buffer.head/tail include the gtt_offset which we don't want
676          * while indexing relative to oa_buf_base.
677          */
678         head -= gtt_offset;
679         tail -= gtt_offset;
680
681         /*
682          * An out of bounds or misaligned head or tail pointer implies a driver
683          * bug since we validate + align the tail pointers we read from the
684          * hardware and we are in full control of the head pointer which should
685          * only be incremented by multiples of the report size (notably also
686          * all a power of two).
687          */
688         if (drm_WARN_ONCE(&uncore->i915->drm,
689                           head > OA_BUFFER_SIZE || head % report_size ||
690                           tail > OA_BUFFER_SIZE || tail % report_size,
691                           "Inconsistent OA buffer pointers: head = %u, tail = %u\n",
692                           head, tail))
693                 return -EIO;
694
695
696         for (/* none */;
697              (taken = OA_TAKEN(tail, head));
698              head = (head + report_size) & mask) {
699                 u8 *report = oa_buf_base + head;
700                 u32 *report32 = (void *)report;
701                 u32 ctx_id;
702                 u32 reason;
703
704                 /*
705                  * All the report sizes factor neatly into the buffer
706                  * size so we never expect to see a report split
707                  * between the beginning and end of the buffer.
708                  *
709                  * Given the initial alignment check a misalignment
710                  * here would imply a driver bug that would result
711                  * in an overrun.
712                  */
713                 if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm,
714                                 (OA_BUFFER_SIZE - head) < report_size)) {
715                         drm_err(&uncore->i915->drm,
716                                 "Spurious OA head ptr: non-integral report offset\n");
717                         break;
718                 }
719
720                 /*
721                  * The reason field includes flags identifying what
722                  * triggered this specific report (mostly timer
723                  * triggered or e.g. due to a context switch).
724                  *
725                  * This field is never expected to be zero so we can
726                  * check that the report isn't invalid before copying
727                  * it to userspace...
728                  */
729                 reason = ((report32[0] >> OAREPORT_REASON_SHIFT) &
730                           (IS_GEN(stream->perf->i915, 12) ?
731                            OAREPORT_REASON_MASK_EXTENDED :
732                            OAREPORT_REASON_MASK));
733                 if (reason == 0) {
734                         if (__ratelimit(&stream->perf->spurious_report_rs))
735                                 DRM_NOTE("Skipping spurious, invalid OA report\n");
736                         continue;
737                 }
738
739                 ctx_id = report32[2] & stream->specific_ctx_id_mask;
740
741                 /*
742                  * Squash whatever is in the CTX_ID field if it's marked as
743                  * invalid to be sure we avoid false-positive, single-context
744                  * filtering below...
745                  *
746                  * Note: that we don't clear the valid_ctx_bit so userspace can
747                  * understand that the ID has been squashed by the kernel.
748                  */
749                 if (!(report32[0] & stream->perf->gen8_valid_ctx_bit) &&
750                     INTEL_GEN(stream->perf->i915) <= 11)
751                         ctx_id = report32[2] = INVALID_CTX_ID;
752
753                 /*
754                  * NB: For Gen 8 the OA unit no longer supports clock gating
755                  * off for a specific context and the kernel can't securely
756                  * stop the counters from updating as system-wide / global
757                  * values.
758                  *
759                  * Automatic reports now include a context ID so reports can be
760                  * filtered on the cpu but it's not worth trying to
761                  * automatically subtract/hide counter progress for other
762                  * contexts while filtering since we can't stop userspace
763                  * issuing MI_REPORT_PERF_COUNT commands which would still
764                  * provide a side-band view of the real values.
765                  *
766                  * To allow userspace (such as Mesa/GL_INTEL_performance_query)
767                  * to normalize counters for a single filtered context then it
768                  * needs be forwarded bookend context-switch reports so that it
769                  * can track switches in between MI_REPORT_PERF_COUNT commands
770                  * and can itself subtract/ignore the progress of counters
771                  * associated with other contexts. Note that the hardware
772                  * automatically triggers reports when switching to a new
773                  * context which are tagged with the ID of the newly active
774                  * context. To avoid the complexity (and likely fragility) of
775                  * reading ahead while parsing reports to try and minimize
776                  * forwarding redundant context switch reports (i.e. between
777                  * other, unrelated contexts) we simply elect to forward them
778                  * all.
779                  *
780                  * We don't rely solely on the reason field to identify context
781                  * switches since it's not-uncommon for periodic samples to
782                  * identify a switch before any 'context switch' report.
783                  */
784                 if (!stream->perf->exclusive_stream->ctx ||
785                     stream->specific_ctx_id == ctx_id ||
786                     stream->oa_buffer.last_ctx_id == stream->specific_ctx_id ||
787                     reason & OAREPORT_REASON_CTX_SWITCH) {
788
789                         /*
790                          * While filtering for a single context we avoid
791                          * leaking the IDs of other contexts.
792                          */
793                         if (stream->perf->exclusive_stream->ctx &&
794                             stream->specific_ctx_id != ctx_id) {
795                                 report32[2] = INVALID_CTX_ID;
796                         }
797
798                         ret = append_oa_sample(stream, buf, count, offset,
799                                                report);
800                         if (ret)
801                                 break;
802
803                         stream->oa_buffer.last_ctx_id = ctx_id;
804                 }
805
806                 /*
807                  * Clear out the first 2 dword as a mean to detect unlanded
808                  * reports.
809                  */
810                 report32[0] = 0;
811                 report32[1] = 0;
812         }
813
814         if (start_offset != *offset) {
815                 i915_reg_t oaheadptr;
816
817                 oaheadptr = IS_GEN(stream->perf->i915, 12) ?
818                             GEN12_OAG_OAHEADPTR : GEN8_OAHEADPTR;
819
820                 spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
821
822                 /*
823                  * We removed the gtt_offset for the copy loop above, indexing
824                  * relative to oa_buf_base so put back here...
825                  */
826                 head += gtt_offset;
827                 intel_uncore_write(uncore, oaheadptr,
828                                    head & GEN12_OAG_OAHEADPTR_MASK);
829                 stream->oa_buffer.head = head;
830
831                 spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
832         }
833
834         return ret;
835 }
836
837 /**
838  * gen8_oa_read - copy status records then buffered OA reports
839  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
840  * @buf: destination buffer given by userspace
841  * @count: the number of bytes userspace wants to read
842  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
843  *
844  * Checks OA unit status registers and if necessary appends corresponding
845  * status records for userspace (such as for a buffer full condition) and then
846  * initiate appending any buffered OA reports.
847  *
848  * Updates @offset according to the number of bytes successfully copied into
849  * the userspace buffer.
850  *
851  * NB: some data may be successfully copied to the userspace buffer
852  * even if an error is returned, and this is reflected in the
853  * updated @offset.
854  *
855  * Returns: zero on success or a negative error code
856  */
857 static int gen8_oa_read(struct i915_perf_stream *stream,
858                         char __user *buf,
859                         size_t count,
860                         size_t *offset)
861 {
862         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
863         u32 oastatus;
864         i915_reg_t oastatus_reg;
865         int ret;
866
867         if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm, !stream->oa_buffer.vaddr))
868                 return -EIO;
869
870         oastatus_reg = IS_GEN(stream->perf->i915, 12) ?
871                        GEN12_OAG_OASTATUS : GEN8_OASTATUS;
872
873         oastatus = intel_uncore_read(uncore, oastatus_reg);
874
875         /*
876          * We treat OABUFFER_OVERFLOW as a significant error:
877          *
878          * Although theoretically we could handle this more gracefully
879          * sometimes, some Gens don't correctly suppress certain
880          * automatically triggered reports in this condition and so we
881          * have to assume that old reports are now being trampled
882          * over.
883          *
884          * Considering how we don't currently give userspace control
885          * over the OA buffer size and always configure a large 16MB
886          * buffer, then a buffer overflow does anyway likely indicate
887          * that something has gone quite badly wrong.
888          */
889         if (oastatus & GEN8_OASTATUS_OABUFFER_OVERFLOW) {
890                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
891                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_BUFFER_LOST);
892                 if (ret)
893                         return ret;
894
895                 DRM_DEBUG("OA buffer overflow (exponent = %d): force restart\n",
896                           stream->period_exponent);
897
898                 stream->perf->ops.oa_disable(stream);
899                 stream->perf->ops.oa_enable(stream);
900
901                 /*
902                  * Note: .oa_enable() is expected to re-init the oabuffer and
903                  * reset GEN8_OASTATUS for us
904                  */
905                 oastatus = intel_uncore_read(uncore, oastatus_reg);
906         }
907
908         if (oastatus & GEN8_OASTATUS_REPORT_LOST) {
909                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
910                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_REPORT_LOST);
911                 if (ret)
912                         return ret;
913
914                 intel_uncore_rmw(uncore, oastatus_reg,
915                                  GEN8_OASTATUS_COUNTER_OVERFLOW |
916                                  GEN8_OASTATUS_REPORT_LOST,
917                                  IS_GEN_RANGE(uncore->i915, 8, 11) ?
918                                  (GEN8_OASTATUS_HEAD_POINTER_WRAP |
919                                   GEN8_OASTATUS_TAIL_POINTER_WRAP) : 0);
920         }
921
922         return gen8_append_oa_reports(stream, buf, count, offset);
923 }
924
925 /**
926  * gen7_append_oa_reports - Copies all buffered OA reports into
927  *                          userspace read() buffer.
928  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
929  * @buf: destination buffer given by userspace
930  * @count: the number of bytes userspace wants to read
931  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
932  *
933  * Notably any error condition resulting in a short read (-%ENOSPC or
934  * -%EFAULT) will be returned even though one or more records may
935  * have been successfully copied. In this case it's up to the caller
936  * to decide if the error should be squashed before returning to
937  * userspace.
938  *
939  * Note: reports are consumed from the head, and appended to the
940  * tail, so the tail chases the head?... If you think that's mad
941  * and back-to-front you're not alone, but this follows the
942  * Gen PRM naming convention.
943  *
944  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
945  */
946 static int gen7_append_oa_reports(struct i915_perf_stream *stream,
947                                   char __user *buf,
948                                   size_t count,
949                                   size_t *offset)
950 {
951         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
952         int report_size = stream->oa_buffer.format_size;
953         u8 *oa_buf_base = stream->oa_buffer.vaddr;
954         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
955         u32 mask = (OA_BUFFER_SIZE - 1);
956         size_t start_offset = *offset;
957         unsigned long flags;
958         u32 head, tail;
959         u32 taken;
960         int ret = 0;
961
962         if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm, !stream->enabled))
963                 return -EIO;
964
965         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
966
967         head = stream->oa_buffer.head;
968         tail = stream->oa_buffer.tail;
969
970         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
971
972         /* NB: oa_buffer.head/tail include the gtt_offset which we don't want
973          * while indexing relative to oa_buf_base.
974          */
975         head -= gtt_offset;
976         tail -= gtt_offset;
977
978         /* An out of bounds or misaligned head or tail pointer implies a driver
979          * bug since we validate + align the tail pointers we read from the
980          * hardware and we are in full control of the head pointer which should
981          * only be incremented by multiples of the report size (notably also
982          * all a power of two).
983          */
984         if (drm_WARN_ONCE(&uncore->i915->drm,
985                           head > OA_BUFFER_SIZE || head % report_size ||
986                           tail > OA_BUFFER_SIZE || tail % report_size,
987                           "Inconsistent OA buffer pointers: head = %u, tail = %u\n",
988                           head, tail))
989                 return -EIO;
990
991
992         for (/* none */;
993              (taken = OA_TAKEN(tail, head));
994              head = (head + report_size) & mask) {
995                 u8 *report = oa_buf_base + head;
996                 u32 *report32 = (void *)report;
997
998                 /* All the report sizes factor neatly into the buffer
999                  * size so we never expect to see a report split
1000                  * between the beginning and end of the buffer.
1001                  *
1002                  * Given the initial alignment check a misalignment
1003                  * here would imply a driver bug that would result
1004                  * in an overrun.
1005                  */
1006                 if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm,
1007                                 (OA_BUFFER_SIZE - head) < report_size)) {
1008                         drm_err(&uncore->i915->drm,
1009                                 "Spurious OA head ptr: non-integral report offset\n");
1010                         break;
1011                 }
1012
1013                 /* The report-ID field for periodic samples includes
1014                  * some undocumented flags related to what triggered
1015                  * the report and is never expected to be zero so we
1016                  * can check that the report isn't invalid before
1017                  * copying it to userspace...
1018                  */
1019                 if (report32[0] == 0) {
1020                         if (__ratelimit(&stream->perf->spurious_report_rs))
1021                                 DRM_NOTE("Skipping spurious, invalid OA report\n");
1022                         continue;
1023                 }
1024
1025                 ret = append_oa_sample(stream, buf, count, offset, report);
1026                 if (ret)
1027                         break;
1028
1029                 /* Clear out the first 2 dwords as a mean to detect unlanded
1030                  * reports.
1031                  */
1032                 report32[0] = 0;
1033                 report32[1] = 0;
1034         }
1035
1036         if (start_offset != *offset) {
1037                 spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1038
1039                 /* We removed the gtt_offset for the copy loop above, indexing
1040                  * relative to oa_buf_base so put back here...
1041                  */
1042                 head += gtt_offset;
1043
1044                 intel_uncore_write(uncore, GEN7_OASTATUS2,
1045                                    (head & GEN7_OASTATUS2_HEAD_MASK) |
1046                                    GEN7_OASTATUS2_MEM_SELECT_GGTT);
1047                 stream->oa_buffer.head = head;
1048
1049                 spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1050         }
1051
1052         return ret;
1053 }
1054
1055 /**
1056  * gen7_oa_read - copy status records then buffered OA reports
1057  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1058  * @buf: destination buffer given by userspace
1059  * @count: the number of bytes userspace wants to read
1060  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
1061  *
1062  * Checks Gen 7 specific OA unit status registers and if necessary appends
1063  * corresponding status records for userspace (such as for a buffer full
1064  * condition) and then initiate appending any buffered OA reports.
1065  *
1066  * Updates @offset according to the number of bytes successfully copied into
1067  * the userspace buffer.
1068  *
1069  * Returns: zero on success or a negative error code
1070  */
1071 static int gen7_oa_read(struct i915_perf_stream *stream,
1072                         char __user *buf,
1073                         size_t count,
1074                         size_t *offset)
1075 {
1076         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1077         u32 oastatus1;
1078         int ret;
1079
1080         if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm, !stream->oa_buffer.vaddr))
1081                 return -EIO;
1082
1083         oastatus1 = intel_uncore_read(uncore, GEN7_OASTATUS1);
1084
1085         /* XXX: On Haswell we don't have a safe way to clear oastatus1
1086          * bits while the OA unit is enabled (while the tail pointer
1087          * may be updated asynchronously) so we ignore status bits
1088          * that have already been reported to userspace.
1089          */
1090         oastatus1 &= ~stream->perf->gen7_latched_oastatus1;
1091
1092         /* We treat OABUFFER_OVERFLOW as a significant error:
1093          *
1094          * - The status can be interpreted to mean that the buffer is
1095          *   currently full (with a higher precedence than OA_TAKEN()
1096          *   which will start to report a near-empty buffer after an
1097          *   overflow) but it's awkward that we can't clear the status
1098          *   on Haswell, so without a reset we won't be able to catch
1099          *   the state again.
1100          *
1101          * - Since it also implies the HW has started overwriting old
1102          *   reports it may also affect our sanity checks for invalid
1103          *   reports when copying to userspace that assume new reports
1104          *   are being written to cleared memory.
1105          *
1106          * - In the future we may want to introduce a flight recorder
1107          *   mode where the driver will automatically maintain a safe
1108          *   guard band between head/tail, avoiding this overflow
1109          *   condition, but we avoid the added driver complexity for
1110          *   now.
1111          */
1112         if (unlikely(oastatus1 & GEN7_OASTATUS1_OABUFFER_OVERFLOW)) {
1113                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
1114                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_BUFFER_LOST);
1115                 if (ret)
1116                         return ret;
1117
1118                 DRM_DEBUG("OA buffer overflow (exponent = %d): force restart\n",
1119                           stream->period_exponent);
1120
1121                 stream->perf->ops.oa_disable(stream);
1122                 stream->perf->ops.oa_enable(stream);
1123
1124                 oastatus1 = intel_uncore_read(uncore, GEN7_OASTATUS1);
1125         }
1126
1127         if (unlikely(oastatus1 & GEN7_OASTATUS1_REPORT_LOST)) {
1128                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
1129                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_REPORT_LOST);
1130                 if (ret)
1131                         return ret;
1132                 stream->perf->gen7_latched_oastatus1 |=
1133                         GEN7_OASTATUS1_REPORT_LOST;
1134         }
1135
1136         return gen7_append_oa_reports(stream, buf, count, offset);
1137 }
1138
1139 /**
1140  * i915_oa_wait_unlocked - handles blocking IO until OA data available
1141  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1142  *
1143  * Called when userspace tries to read() from a blocking stream FD opened
1144  * for OA metrics. It waits until the hrtimer callback finds a non-empty
1145  * OA buffer and wakes us.
1146  *
1147  * Note: it's acceptable to have this return with some false positives
1148  * since any subsequent read handling will return -EAGAIN if there isn't
1149  * really data ready for userspace yet.
1150  *
1151  * Returns: zero on success or a negative error code
1152  */
1153 static int i915_oa_wait_unlocked(struct i915_perf_stream *stream)
1154 {
1155         /* We would wait indefinitely if periodic sampling is not enabled */
1156         if (!stream->periodic)
1157                 return -EIO;
1158
1159         return wait_event_interruptible(stream->poll_wq,
1160                                         oa_buffer_check_unlocked(stream));
1161 }
1162
1163 /**
1164  * i915_oa_poll_wait - call poll_wait() for an OA stream poll()
1165  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1166  * @file: An i915 perf stream file
1167  * @wait: poll() state table
1168  *
1169  * For handling userspace polling on an i915 perf stream opened for OA metrics,
1170  * this starts a poll_wait with the wait queue that our hrtimer callback wakes
1171  * when it sees data ready to read in the circular OA buffer.
1172  */
1173 static void i915_oa_poll_wait(struct i915_perf_stream *stream,
1174                               struct file *file,
1175                               poll_table *wait)
1176 {
1177         poll_wait(file, &stream->poll_wq, wait);
1178 }
1179
1180 /**
1181  * i915_oa_read - just calls through to &i915_oa_ops->read
1182  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1183  * @buf: destination buffer given by userspace
1184  * @count: the number of bytes userspace wants to read
1185  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
1186  *
1187  * Updates @offset according to the number of bytes successfully copied into
1188  * the userspace buffer.
1189  *
1190  * Returns: zero on success or a negative error code
1191  */
1192 static int i915_oa_read(struct i915_perf_stream *stream,
1193                         char __user *buf,
1194                         size_t count,
1195                         size_t *offset)
1196 {
1197         return stream->perf->ops.read(stream, buf, count, offset);
1198 }
1199
1200 static struct intel_context *oa_pin_context(struct i915_perf_stream *stream)
1201 {
1202         struct i915_gem_engines_iter it;
1203         struct i915_gem_context *ctx = stream->ctx;
1204         struct intel_context *ce;
1205         struct i915_gem_ww_ctx ww;
1206         int err = -ENODEV;
1207
1208         for_each_gem_engine(ce, i915_gem_context_lock_engines(ctx), it) {
1209                 if (ce->engine != stream->engine) /* first match! */
1210                         continue;
1211
1212                 err = 0;
1213                 break;
1214         }
1215         i915_gem_context_unlock_engines(ctx);
1216
1217         if (err)
1218                 return ERR_PTR(err);
1219
1220         i915_gem_ww_ctx_init(&ww, true);
1221 retry:
1222         /*
1223          * As the ID is the gtt offset of the context's vma we
1224          * pin the vma to ensure the ID remains fixed.
1225          */
1226         err = intel_context_pin_ww(ce, &ww);
1227         if (err == -EDEADLK) {
1228                 err = i915_gem_ww_ctx_backoff(&ww);
1229                 if (!err)
1230                         goto retry;
1231         }
1232         i915_gem_ww_ctx_fini(&ww);
1233
1234         if (err)
1235                 return ERR_PTR(err);
1236
1237         stream->pinned_ctx = ce;
1238         return stream->pinned_ctx;
1239 }
1240
1241 /**
1242  * oa_get_render_ctx_id - determine and hold ctx hw id
1243  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1244  *
1245  * Determine the render context hw id, and ensure it remains fixed for the
1246  * lifetime of the stream. This ensures that we don't have to worry about
1247  * updating the context ID in OACONTROL on the fly.
1248  *
1249  * Returns: zero on success or a negative error code
1250  */
1251 static int oa_get_render_ctx_id(struct i915_perf_stream *stream)
1252 {
1253         struct intel_context *ce;
1254
1255         ce = oa_pin_context(stream);
1256         if (IS_ERR(ce))
1257                 return PTR_ERR(ce);
1258
1259         switch (INTEL_GEN(ce->engine->i915)) {
1260         case 7: {
1261                 /*
1262                  * On Haswell we don't do any post processing of the reports
1263                  * and don't need to use the mask.
1264                  */
1265                 stream->specific_ctx_id = i915_ggtt_offset(ce->state);
1266                 stream->specific_ctx_id_mask = 0;
1267                 break;
1268         }
1269
1270         case 8:
1271         case 9:
1272         case 10:
1273                 if (intel_engine_in_execlists_submission_mode(ce->engine)) {
1274                         stream->specific_ctx_id_mask =
1275                                 (1U << GEN8_CTX_ID_WIDTH) - 1;
1276                         stream->specific_ctx_id = stream->specific_ctx_id_mask;
1277                 } else {
1278                         /*
1279                          * When using GuC, the context descriptor we write in
1280                          * i915 is read by GuC and rewritten before it's
1281                          * actually written into the hardware. The LRCA is
1282                          * what is put into the context id field of the
1283                          * context descriptor by GuC. Because it's aligned to
1284                          * a page, the lower 12bits are always at 0 and
1285                          * dropped by GuC. They won't be part of the context
1286                          * ID in the OA reports, so squash those lower bits.
1287                          */
1288                         stream->specific_ctx_id = ce->lrc.lrca >> 12;
1289
1290                         /*
1291                          * GuC uses the top bit to signal proxy submission, so
1292                          * ignore that bit.
1293                          */
1294                         stream->specific_ctx_id_mask =
1295                                 (1U << (GEN8_CTX_ID_WIDTH - 1)) - 1;
1296                 }
1297                 break;
1298
1299         case 11:
1300         case 12: {
1301                 stream->specific_ctx_id_mask =
1302                         ((1U << GEN11_SW_CTX_ID_WIDTH) - 1) << (GEN11_SW_CTX_ID_SHIFT - 32);
1303                 /*
1304                  * Pick an unused context id
1305                  * 0 - BITS_PER_LONG are used by other contexts
1306                  * GEN12_MAX_CONTEXT_HW_ID (0x7ff) is used by idle context
1307                  */
1308                 stream->specific_ctx_id = (GEN12_MAX_CONTEXT_HW_ID - 1) << (GEN11_SW_CTX_ID_SHIFT - 32);
1309                 break;
1310         }
1311
1312         default:
1313                 MISSING_CASE(INTEL_GEN(ce->engine->i915));
1314         }
1315
1316         ce->tag = stream->specific_ctx_id;
1317
1318         drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
1319                 "filtering on ctx_id=0x%x ctx_id_mask=0x%x\n",
1320                 stream->specific_ctx_id,
1321                 stream->specific_ctx_id_mask);
1322
1323         return 0;
1324 }
1325
1326 /**
1327  * oa_put_render_ctx_id - counterpart to oa_get_render_ctx_id releases hold
1328  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1329  *
1330  * In case anything needed doing to ensure the context HW ID would remain valid
1331  * for the lifetime of the stream, then that can be undone here.
1332  */
1333 static void oa_put_render_ctx_id(struct i915_perf_stream *stream)
1334 {
1335         struct intel_context *ce;
1336
1337         ce = fetch_and_zero(&stream->pinned_ctx);
1338         if (ce) {
1339                 ce->tag = 0; /* recomputed on next submission after parking */
1340                 intel_context_unpin(ce);
1341         }
1342
1343         stream->specific_ctx_id = INVALID_CTX_ID;
1344         stream->specific_ctx_id_mask = 0;
1345 }
1346
1347 static void
1348 free_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1349 {
1350         i915_vma_unpin_and_release(&stream->oa_buffer.vma,
1351                                    I915_VMA_RELEASE_MAP);
1352
1353         stream->oa_buffer.vaddr = NULL;
1354 }
1355
1356 static void
1357 free_oa_configs(struct i915_perf_stream *stream)
1358 {
1359         struct i915_oa_config_bo *oa_bo, *tmp;
1360
1361         i915_oa_config_put(stream->oa_config);
1362         llist_for_each_entry_safe(oa_bo, tmp, stream->oa_config_bos.first, node)
1363                 free_oa_config_bo(oa_bo);
1364 }
1365
1366 static void
1367 free_noa_wait(struct i915_perf_stream *stream)
1368 {
1369         i915_vma_unpin_and_release(&stream->noa_wait, 0);
1370 }
1371
1372 static void i915_oa_stream_destroy(struct i915_perf_stream *stream)
1373 {
1374         struct i915_perf *perf = stream->perf;
1375
1376         BUG_ON(stream != perf->exclusive_stream);
1377
1378         /*
1379          * Unset exclusive_stream first, it will be checked while disabling
1380          * the metric set on gen8+.
1381          *
1382          * See i915_oa_init_reg_state() and lrc_configure_all_contexts()
1383          */
1384         WRITE_ONCE(perf->exclusive_stream, NULL);
1385         perf->ops.disable_metric_set(stream);
1386
1387         free_oa_buffer(stream);
1388
1389         intel_uncore_forcewake_put(stream->uncore, FORCEWAKE_ALL);
1390         intel_engine_pm_put(stream->engine);
1391
1392         if (stream->ctx)
1393                 oa_put_render_ctx_id(stream);
1394
1395         free_oa_configs(stream);
1396         free_noa_wait(stream);
1397
1398         if (perf->spurious_report_rs.missed) {
1399                 DRM_NOTE("%d spurious OA report notices suppressed due to ratelimiting\n",
1400                          perf->spurious_report_rs.missed);
1401         }
1402 }
1403
1404 static void gen7_init_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1405 {
1406         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1407         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
1408         unsigned long flags;
1409
1410         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1411
1412         /* Pre-DevBDW: OABUFFER must be set with counters off,
1413          * before OASTATUS1, but after OASTATUS2
1414          */
1415         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OASTATUS2, /* head */
1416                            gtt_offset | GEN7_OASTATUS2_MEM_SELECT_GGTT);
1417         stream->oa_buffer.head = gtt_offset;
1418
1419         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OABUFFER, gtt_offset);
1420
1421         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OASTATUS1, /* tail */
1422                            gtt_offset | OABUFFER_SIZE_16M);
1423
1424         /* Mark that we need updated tail pointers to read from... */
1425         stream->oa_buffer.aging_tail = INVALID_TAIL_PTR;
1426         stream->oa_buffer.tail = gtt_offset;
1427
1428         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1429
1430         /* On Haswell we have to track which OASTATUS1 flags we've
1431          * already seen since they can't be cleared while periodic
1432          * sampling is enabled.
1433          */
1434         stream->perf->gen7_latched_oastatus1 = 0;
1435
1436         /* NB: although the OA buffer will initially be allocated
1437          * zeroed via shmfs (and so this memset is redundant when
1438          * first allocating), we may re-init the OA buffer, either
1439          * when re-enabling a stream or in error/reset paths.
1440          *
1441          * The reason we clear the buffer for each re-init is for the
1442          * sanity check in gen7_append_oa_reports() that looks at the
1443          * report-id field to make sure it's non-zero which relies on
1444          * the assumption that new reports are being written to zeroed
1445          * memory...
1446          */
1447         memset(stream->oa_buffer.vaddr, 0, OA_BUFFER_SIZE);
1448 }
1449
1450 static void gen8_init_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1451 {
1452         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1453         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
1454         unsigned long flags;
1455
1456         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1457
1458         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OASTATUS, 0);
1459         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OAHEADPTR, gtt_offset);
1460         stream->oa_buffer.head = gtt_offset;
1461
1462         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OABUFFER_UDW, 0);
1463
1464         /*
1465          * PRM says:
1466          *
1467          *  "This MMIO must be set before the OATAILPTR
1468          *  register and after the OAHEADPTR register. This is
1469          *  to enable proper functionality of the overflow
1470          *  bit."
1471          */
1472         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OABUFFER, gtt_offset |
1473                    OABUFFER_SIZE_16M | GEN8_OABUFFER_MEM_SELECT_GGTT);
1474         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OATAILPTR, gtt_offset & GEN8_OATAILPTR_MASK);
1475
1476         /* Mark that we need updated tail pointers to read from... */
1477         stream->oa_buffer.aging_tail = INVALID_TAIL_PTR;
1478         stream->oa_buffer.tail = gtt_offset;
1479
1480         /*
1481          * Reset state used to recognise context switches, affecting which
1482          * reports we will forward to userspace while filtering for a single
1483          * context.
1484          */
1485         stream->oa_buffer.last_ctx_id = INVALID_CTX_ID;
1486
1487         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1488
1489         /*
1490          * NB: although the OA buffer will initially be allocated
1491          * zeroed via shmfs (and so this memset is redundant when
1492          * first allocating), we may re-init the OA buffer, either
1493          * when re-enabling a stream or in error/reset paths.
1494          *
1495          * The reason we clear the buffer for each re-init is for the
1496          * sanity check in gen8_append_oa_reports() that looks at the
1497          * reason field to make sure it's non-zero which relies on
1498          * the assumption that new reports are being written to zeroed
1499          * memory...
1500          */
1501         memset(stream->oa_buffer.vaddr, 0, OA_BUFFER_SIZE);
1502 }
1503
1504 static void gen12_init_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1505 {
1506         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1507         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
1508         unsigned long flags;
1509
1510         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1511
1512         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OASTATUS, 0);
1513         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OAHEADPTR,
1514                            gtt_offset & GEN12_OAG_OAHEADPTR_MASK);
1515         stream->oa_buffer.head = gtt_offset;
1516
1517         /*
1518          * PRM says:
1519          *
1520          *  "This MMIO must be set before the OATAILPTR
1521          *  register and after the OAHEADPTR register. This is
1522          *  to enable proper functionality of the overflow
1523          *  bit."
1524          */
1525         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OABUFFER, gtt_offset |
1526                            OABUFFER_SIZE_16M | GEN8_OABUFFER_MEM_SELECT_GGTT);
1527         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OATAILPTR,
1528                            gtt_offset & GEN12_OAG_OATAILPTR_MASK);
1529
1530         /* Mark that we need updated tail pointers to read from... */
1531         stream->oa_buffer.aging_tail = INVALID_TAIL_PTR;
1532         stream->oa_buffer.tail = gtt_offset;
1533
1534         /*
1535          * Reset state used to recognise context switches, affecting which
1536          * reports we will forward to userspace while filtering for a single
1537          * context.
1538          */
1539         stream->oa_buffer.last_ctx_id = INVALID_CTX_ID;
1540
1541         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1542
1543         /*
1544          * NB: although the OA buffer will initially be allocated
1545          * zeroed via shmfs (and so this memset is redundant when
1546          * first allocating), we may re-init the OA buffer, either
1547          * when re-enabling a stream or in error/reset paths.
1548          *
1549          * The reason we clear the buffer for each re-init is for the
1550          * sanity check in gen8_append_oa_reports() that looks at the
1551          * reason field to make sure it's non-zero which relies on
1552          * the assumption that new reports are being written to zeroed
1553          * memory...
1554          */
1555         memset(stream->oa_buffer.vaddr, 0,
1556                stream->oa_buffer.vma->size);
1557 }
1558
1559 static int alloc_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1560 {
1561         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
1562         struct drm_i915_gem_object *bo;
1563         struct i915_vma *vma;
1564         int ret;
1565
1566         if (drm_WARN_ON(&i915->drm, stream->oa_buffer.vma))
1567                 return -ENODEV;
1568
1569         BUILD_BUG_ON_NOT_POWER_OF_2(OA_BUFFER_SIZE);
1570         BUILD_BUG_ON(OA_BUFFER_SIZE < SZ_128K || OA_BUFFER_SIZE > SZ_16M);
1571
1572         bo = i915_gem_object_create_shmem(stream->perf->i915, OA_BUFFER_SIZE);
1573         if (IS_ERR(bo)) {
1574                 drm_err(&i915->drm, "Failed to allocate OA buffer\n");
1575                 return PTR_ERR(bo);
1576         }
1577
1578         i915_gem_object_set_cache_coherency(bo, I915_CACHE_LLC);
1579
1580         /* PreHSW required 512K alignment, HSW requires 16M */
1581         vma = i915_gem_object_ggtt_pin(bo, NULL, 0, SZ_16M, 0);
1582         if (IS_ERR(vma)) {
1583                 ret = PTR_ERR(vma);
1584                 goto err_unref;
1585         }
1586         stream->oa_buffer.vma = vma;
1587
1588         stream->oa_buffer.vaddr =
1589                 i915_gem_object_pin_map(bo, I915_MAP_WB);
1590         if (IS_ERR(stream->oa_buffer.vaddr)) {
1591                 ret = PTR_ERR(stream->oa_buffer.vaddr);
1592                 goto err_unpin;
1593         }
1594
1595         return 0;
1596
1597 err_unpin:
1598         __i915_vma_unpin(vma);
1599
1600 err_unref:
1601         i915_gem_object_put(bo);
1602
1603         stream->oa_buffer.vaddr = NULL;
1604         stream->oa_buffer.vma = NULL;
1605
1606         return ret;
1607 }
1608
1609 static u32 *save_restore_register(struct i915_perf_stream *stream, u32 *cs,
1610                                   bool save, i915_reg_t reg, u32 offset,
1611                                   u32 dword_count)
1612 {
1613         u32 cmd;
1614         u32 d;
1615
1616         cmd = save ? MI_STORE_REGISTER_MEM : MI_LOAD_REGISTER_MEM;
1617         cmd |= MI_SRM_LRM_GLOBAL_GTT;
1618         if (INTEL_GEN(stream->perf->i915) >= 8)
1619                 cmd++;
1620
1621         for (d = 0; d < dword_count; d++) {
1622                 *cs++ = cmd;
1623                 *cs++ = i915_mmio_reg_offset(reg) + 4 * d;
1624                 *cs++ = intel_gt_scratch_offset(stream->engine->gt,
1625                                                 offset) + 4 * d;
1626                 *cs++ = 0;
1627         }
1628
1629         return cs;
1630 }
1631
1632 static int alloc_noa_wait(struct i915_perf_stream *stream)
1633 {
1634         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
1635         struct drm_i915_gem_object *bo;
1636         struct i915_vma *vma;
1637         const u64 delay_ticks = 0xffffffffffffffff -
1638                 intel_gt_ns_to_clock_interval(stream->perf->i915->ggtt.vm.gt,
1639                                               atomic64_read(&stream->perf->noa_programming_delay));
1640         const u32 base = stream->engine->mmio_base;
1641 #define CS_GPR(x) GEN8_RING_CS_GPR(base, x)
1642         u32 *batch, *ts0, *cs, *jump;
1643         int ret, i;
1644         enum {
1645                 START_TS,
1646                 NOW_TS,
1647                 DELTA_TS,
1648                 JUMP_PREDICATE,
1649                 DELTA_TARGET,
1650                 N_CS_GPR
1651         };
1652
1653         bo = i915_gem_object_create_internal(i915, 4096);
1654         if (IS_ERR(bo)) {
1655                 drm_err(&i915->drm,
1656                         "Failed to allocate NOA wait batchbuffer\n");
1657                 return PTR_ERR(bo);
1658         }
1659
1660         /*
1661          * We pin in GGTT because we jump into this buffer now because
1662          * multiple OA config BOs will have a jump to this address and it
1663          * needs to be fixed during the lifetime of the i915/perf stream.
1664          */
1665         vma = i915_gem_object_ggtt_pin(bo, NULL, 0, 0, PIN_HIGH);
1666         if (IS_ERR(vma)) {
1667                 ret = PTR_ERR(vma);
1668                 goto err_unref;
1669         }
1670
1671         batch = cs = i915_gem_object_pin_map(bo, I915_MAP_WB);
1672         if (IS_ERR(batch)) {
1673                 ret = PTR_ERR(batch);
1674                 goto err_unpin;
1675         }
1676
1677         /* Save registers. */
1678         for (i = 0; i < N_CS_GPR; i++)
1679                 cs = save_restore_register(
1680                         stream, cs, true /* save */, CS_GPR(i),
1681                         INTEL_GT_SCRATCH_FIELD_PERF_CS_GPR + 8 * i, 2);
1682         cs = save_restore_register(
1683                 stream, cs, true /* save */, MI_PREDICATE_RESULT_1,
1684                 INTEL_GT_SCRATCH_FIELD_PERF_PREDICATE_RESULT_1, 1);
1685
1686         /* First timestamp snapshot location. */
1687         ts0 = cs;
1688
1689         /*
1690          * Initial snapshot of the timestamp register to implement the wait.
1691          * We work with 32b values, so clear out the top 32b bits of the
1692          * register because the ALU works 64bits.
1693          */
1694         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(1);
1695         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(START_TS)) + 4;
1696         *cs++ = 0;
1697         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
1698         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(RING_TIMESTAMP(base));
1699         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(START_TS));
1700
1701         /*
1702          * This is the location we're going to jump back into until the
1703          * required amount of time has passed.
1704          */
1705         jump = cs;
1706
1707         /*
1708          * Take another snapshot of the timestamp register. Take care to clear
1709          * up the top 32bits of CS_GPR(1) as we're using it for other
1710          * operations below.
1711          */
1712         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(1);
1713         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(NOW_TS)) + 4;
1714         *cs++ = 0;
1715         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
1716         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(RING_TIMESTAMP(base));
1717         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(NOW_TS));
1718
1719         /*
1720          * Do a diff between the 2 timestamps and store the result back into
1721          * CS_GPR(1).
1722          */
1723         *cs++ = MI_MATH(5);
1724         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCA, MI_MATH_REG(NOW_TS));
1725         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCB, MI_MATH_REG(START_TS));
1726         *cs++ = MI_MATH_SUB;
1727         *cs++ = MI_MATH_STORE(MI_MATH_REG(DELTA_TS), MI_MATH_REG_ACCU);
1728         *cs++ = MI_MATH_STORE(MI_MATH_REG(JUMP_PREDICATE), MI_MATH_REG_CF);
1729
1730         /*
1731          * Transfer the carry flag (set to 1 if ts1 < ts0, meaning the
1732          * timestamp have rolled over the 32bits) into the predicate register
1733          * to be used for the predicated jump.
1734          */
1735         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
1736         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(JUMP_PREDICATE));
1737         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(MI_PREDICATE_RESULT_1);
1738
1739         /* Restart from the beginning if we had timestamps roll over. */
1740         *cs++ = (INTEL_GEN(i915) < 8 ?
1741                  MI_BATCH_BUFFER_START :
1742                  MI_BATCH_BUFFER_START_GEN8) |
1743                 MI_BATCH_PREDICATE;
1744         *cs++ = i915_ggtt_offset(vma) + (ts0 - batch) * 4;
1745         *cs++ = 0;
1746
1747         /*
1748          * Now add the diff between to previous timestamps and add it to :
1749          *      (((1 * << 64) - 1) - delay_ns)
1750          *
1751          * When the Carry Flag contains 1 this means the elapsed time is
1752          * longer than the expected delay, and we can exit the wait loop.
1753          */
1754         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(2);
1755         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(DELTA_TARGET));
1756         *cs++ = lower_32_bits(delay_ticks);
1757         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(DELTA_TARGET)) + 4;
1758         *cs++ = upper_32_bits(delay_ticks);
1759
1760         *cs++ = MI_MATH(4);
1761         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCA, MI_MATH_REG(DELTA_TS));
1762         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCB, MI_MATH_REG(DELTA_TARGET));
1763         *cs++ = MI_MATH_ADD;
1764         *cs++ = MI_MATH_STOREINV(MI_MATH_REG(JUMP_PREDICATE), MI_MATH_REG_CF);
1765
1766         *cs++ = MI_ARB_CHECK;
1767
1768         /*
1769          * Transfer the result into the predicate register to be used for the
1770          * predicated jump.
1771          */
1772         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
1773         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(JUMP_PREDICATE));
1774         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(MI_PREDICATE_RESULT_1);
1775
1776         /* Predicate the jump.  */
1777         *cs++ = (INTEL_GEN(i915) < 8 ?
1778                  MI_BATCH_BUFFER_START :
1779                  MI_BATCH_BUFFER_START_GEN8) |
1780                 MI_BATCH_PREDICATE;
1781         *cs++ = i915_ggtt_offset(vma) + (jump - batch) * 4;
1782         *cs++ = 0;
1783
1784         /* Restore registers. */
1785         for (i = 0; i < N_CS_GPR; i++)
1786                 cs = save_restore_register(
1787                         stream, cs, false /* restore */, CS_GPR(i),
1788                         INTEL_GT_SCRATCH_FIELD_PERF_CS_GPR + 8 * i, 2);
1789         cs = save_restore_register(
1790                 stream, cs, false /* restore */, MI_PREDICATE_RESULT_1,
1791                 INTEL_GT_SCRATCH_FIELD_PERF_PREDICATE_RESULT_1, 1);
1792
1793         /* And return to the ring. */
1794         *cs++ = MI_BATCH_BUFFER_END;
1795
1796         GEM_BUG_ON(cs - batch > PAGE_SIZE / sizeof(*batch));
1797
1798         i915_gem_object_flush_map(bo);
1799         __i915_gem_object_release_map(bo);
1800
1801         stream->noa_wait = vma;
1802         return 0;
1803
1804 err_unpin:
1805         i915_vma_unpin_and_release(&vma, 0);
1806 err_unref:
1807         i915_gem_object_put(bo);
1808         return ret;
1809 }
1810
1811 static u32 *write_cs_mi_lri(u32 *cs,
1812                             const struct i915_oa_reg *reg_data,
1813                             u32 n_regs)
1814 {
1815         u32 i;
1816
1817         for (i = 0; i < n_regs; i++) {
1818                 if ((i % MI_LOAD_REGISTER_IMM_MAX_REGS) == 0) {
1819                         u32 n_lri = min_t(u32,
1820                                           n_regs - i,
1821                                           MI_LOAD_REGISTER_IMM_MAX_REGS);
1822
1823                         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(n_lri);
1824                 }
1825                 *cs++ = i915_mmio_reg_offset(reg_data[i].addr);
1826                 *cs++ = reg_data[i].value;
1827         }
1828
1829         return cs;
1830 }
1831
1832 static int num_lri_dwords(int num_regs)
1833 {
1834         int count = 0;
1835
1836         if (num_regs > 0) {
1837                 count += DIV_ROUND_UP(num_regs, MI_LOAD_REGISTER_IMM_MAX_REGS);
1838                 count += num_regs * 2;
1839         }
1840
1841         return count;
1842 }
1843
1844 static struct i915_oa_config_bo *
1845 alloc_oa_config_buffer(struct i915_perf_stream *stream,
1846                        struct i915_oa_config *oa_config)
1847 {
1848         struct drm_i915_gem_object *obj;
1849         struct i915_oa_config_bo *oa_bo;
1850         size_t config_length = 0;
1851         u32 *cs;
1852         int err;
1853
1854         oa_bo = kzalloc(sizeof(*oa_bo), GFP_KERNEL);
1855         if (!oa_bo)
1856                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1857
1858         config_length += num_lri_dwords(oa_config->mux_regs_len);
1859         config_length += num_lri_dwords(oa_config->b_counter_regs_len);
1860         config_length += num_lri_dwords(oa_config->flex_regs_len);
1861         config_length += 3; /* MI_BATCH_BUFFER_START */
1862         config_length = ALIGN(sizeof(u32) * config_length, I915_GTT_PAGE_SIZE);
1863
1864         obj = i915_gem_object_create_shmem(stream->perf->i915, config_length);
1865         if (IS_ERR(obj)) {
1866                 err = PTR_ERR(obj);
1867                 goto err_free;
1868         }
1869
1870         cs = i915_gem_object_pin_map(obj, I915_MAP_WB);
1871         if (IS_ERR(cs)) {
1872                 err = PTR_ERR(cs);
1873                 goto err_oa_bo;
1874         }
1875
1876         cs = write_cs_mi_lri(cs,
1877                              oa_config->mux_regs,
1878                              oa_config->mux_regs_len);
1879         cs = write_cs_mi_lri(cs,
1880                              oa_config->b_counter_regs,
1881                              oa_config->b_counter_regs_len);
1882         cs = write_cs_mi_lri(cs,
1883                              oa_config->flex_regs,
1884                              oa_config->flex_regs_len);
1885
1886         /* Jump into the active wait. */
1887         *cs++ = (INTEL_GEN(stream->perf->i915) < 8 ?
1888                  MI_BATCH_BUFFER_START :
1889                  MI_BATCH_BUFFER_START_GEN8);
1890         *cs++ = i915_ggtt_offset(stream->noa_wait);
1891         *cs++ = 0;
1892
1893         i915_gem_object_flush_map(obj);
1894         __i915_gem_object_release_map(obj);
1895
1896         oa_bo->vma = i915_vma_instance(obj,
1897                                        &stream->engine->gt->ggtt->vm,
1898                                        NULL);
1899         if (IS_ERR(oa_bo->vma)) {
1900                 err = PTR_ERR(oa_bo->vma);
1901                 goto err_oa_bo;
1902         }
1903
1904         oa_bo->oa_config = i915_oa_config_get(oa_config);
1905         llist_add(&oa_bo->node, &stream->oa_config_bos);
1906
1907         return oa_bo;
1908
1909 err_oa_bo:
1910         i915_gem_object_put(obj);
1911 err_free:
1912         kfree(oa_bo);
1913         return ERR_PTR(err);
1914 }
1915
1916 static struct i915_vma *
1917 get_oa_vma(struct i915_perf_stream *stream, struct i915_oa_config *oa_config)
1918 {
1919         struct i915_oa_config_bo *oa_bo;
1920
1921         /*
1922          * Look for the buffer in the already allocated BOs attached
1923          * to the stream.
1924          */
1925         llist_for_each_entry(oa_bo, stream->oa_config_bos.first, node) {
1926                 if (oa_bo->oa_config == oa_config &&
1927                     memcmp(oa_bo->oa_config->uuid,
1928                            oa_config->uuid,
1929                            sizeof(oa_config->uuid)) == 0)
1930                         goto out;
1931         }
1932
1933         oa_bo = alloc_oa_config_buffer(stream, oa_config);
1934         if (IS_ERR(oa_bo))
1935                 return ERR_CAST(oa_bo);
1936
1937 out:
1938         return i915_vma_get(oa_bo->vma);
1939 }
1940
1941 static int
1942 emit_oa_config(struct i915_perf_stream *stream,
1943                struct i915_oa_config *oa_config,
1944                struct intel_context *ce,
1945                struct i915_active *active)
1946 {
1947         struct i915_request *rq;
1948         struct i915_vma *vma;
1949         struct i915_gem_ww_ctx ww;
1950         int err;
1951
1952         vma = get_oa_vma(stream, oa_config);
1953         if (IS_ERR(vma))
1954                 return PTR_ERR(vma);
1955
1956         i915_gem_ww_ctx_init(&ww, true);
1957 retry:
1958         err = i915_gem_object_lock(vma->obj, &ww);
1959         if (err)
1960                 goto err;
1961
1962         err = i915_vma_pin_ww(vma, &ww, 0, 0, PIN_GLOBAL | PIN_HIGH);
1963         if (err)
1964                 goto err;
1965
1966         intel_engine_pm_get(ce->engine);
1967         rq = i915_request_create(ce);
1968         intel_engine_pm_put(ce->engine);
1969         if (IS_ERR(rq)) {
1970                 err = PTR_ERR(rq);
1971                 goto err_vma_unpin;
1972         }
1973
1974         if (!IS_ERR_OR_NULL(active)) {
1975                 /* After all individual context modifications */
1976                 err = i915_request_await_active(rq, active,
1977                                                 I915_ACTIVE_AWAIT_ACTIVE);
1978                 if (err)
1979                         goto err_add_request;
1980
1981                 err = i915_active_add_request(active, rq);
1982                 if (err)
1983                         goto err_add_request;
1984         }
1985
1986         err = i915_request_await_object(rq, vma->obj, 0);
1987         if (!err)
1988                 err = i915_vma_move_to_active(vma, rq, 0);
1989         if (err)
1990                 goto err_add_request;
1991
1992         err = rq->engine->emit_bb_start(rq,
1993                                         vma->node.start, 0,
1994                                         I915_DISPATCH_SECURE);
1995         if (err)
1996                 goto err_add_request;
1997
1998 err_add_request:
1999         i915_request_add(rq);
2000 err_vma_unpin:
2001         i915_vma_unpin(vma);
2002 err:
2003         if (err == -EDEADLK) {
2004                 err = i915_gem_ww_ctx_backoff(&ww);
2005                 if (!err)
2006                         goto retry;
2007         }
2008
2009         i915_gem_ww_ctx_fini(&ww);
2010         i915_vma_put(vma);
2011         return err;
2012 }
2013
2014 static struct intel_context *oa_context(struct i915_perf_stream *stream)
2015 {
2016         return stream->pinned_ctx ?: stream->engine->kernel_context;
2017 }
2018
2019 static int
2020 hsw_enable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream,
2021                       struct i915_active *active)
2022 {
2023         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2024
2025         /*
2026          * PRM:
2027          *
2028          * OA unit is using “crclk” for its functionality. When trunk
2029          * level clock gating takes place, OA clock would be gated,
2030          * unable to count the events from non-render clock domain.
2031          * Render clock gating must be disabled when OA is enabled to
2032          * count the events from non-render domain. Unit level clock
2033          * gating for RCS should also be disabled.
2034          */
2035         intel_uncore_rmw(uncore, GEN7_MISCCPCTL,
2036                          GEN7_DOP_CLOCK_GATE_ENABLE, 0);
2037         intel_uncore_rmw(uncore, GEN6_UCGCTL1,
2038                          0, GEN6_CSUNIT_CLOCK_GATE_DISABLE);
2039
2040         return emit_oa_config(stream,
2041                               stream->oa_config, oa_context(stream),
2042                               active);
2043 }
2044
2045 static void hsw_disable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2046 {
2047         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2048
2049         intel_uncore_rmw(uncore, GEN6_UCGCTL1,
2050                          GEN6_CSUNIT_CLOCK_GATE_DISABLE, 0);
2051         intel_uncore_rmw(uncore, GEN7_MISCCPCTL,
2052                          0, GEN7_DOP_CLOCK_GATE_ENABLE);
2053
2054         intel_uncore_rmw(uncore, GDT_CHICKEN_BITS, GT_NOA_ENABLE, 0);
2055 }
2056
2057 static u32 oa_config_flex_reg(const struct i915_oa_config *oa_config,
2058                               i915_reg_t reg)
2059 {
2060         u32 mmio = i915_mmio_reg_offset(reg);
2061         int i;
2062
2063         /*
2064          * This arbitrary default will select the 'EU FPU0 Pipeline
2065          * Active' event. In the future it's anticipated that there
2066          * will be an explicit 'No Event' we can select, but not yet...
2067          */
2068         if (!oa_config)
2069                 return 0;
2070
2071         for (i = 0; i < oa_config->flex_regs_len; i++) {
2072                 if (i915_mmio_reg_offset(oa_config->flex_regs[i].addr) == mmio)
2073                         return oa_config->flex_regs[i].value;
2074         }
2075
2076         return 0;
2077 }
2078 /*
2079  * NB: It must always remain pointer safe to run this even if the OA unit
2080  * has been disabled.
2081  *
2082  * It's fine to put out-of-date values into these per-context registers
2083  * in the case that the OA unit has been disabled.
2084  */
2085 static void
2086 gen8_update_reg_state_unlocked(const struct intel_context *ce,
2087                                const struct i915_perf_stream *stream)
2088 {
2089         u32 ctx_oactxctrl = stream->perf->ctx_oactxctrl_offset;
2090         u32 ctx_flexeu0 = stream->perf->ctx_flexeu0_offset;
2091         /* The MMIO offsets for Flex EU registers aren't contiguous */
2092         i915_reg_t flex_regs[] = {
2093                 EU_PERF_CNTL0,
2094                 EU_PERF_CNTL1,
2095                 EU_PERF_CNTL2,
2096                 EU_PERF_CNTL3,
2097                 EU_PERF_CNTL4,
2098                 EU_PERF_CNTL5,
2099                 EU_PERF_CNTL6,
2100         };
2101         u32 *reg_state = ce->lrc_reg_state;
2102         int i;
2103
2104         reg_state[ctx_oactxctrl + 1] =
2105                 (stream->period_exponent << GEN8_OA_TIMER_PERIOD_SHIFT) |
2106                 (stream->periodic ? GEN8_OA_TIMER_ENABLE : 0) |
2107                 GEN8_OA_COUNTER_RESUME;
2108
2109         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(flex_regs); i++)
2110                 reg_state[ctx_flexeu0 + i * 2 + 1] =
2111                         oa_config_flex_reg(stream->oa_config, flex_regs[i]);
2112 }
2113
2114 struct flex {
2115         i915_reg_t reg;
2116         u32 offset;
2117         u32 value;
2118 };
2119
2120 static int
2121 gen8_store_flex(struct i915_request *rq,
2122                 struct intel_context *ce,
2123                 const struct flex *flex, unsigned int count)
2124 {
2125         u32 offset;
2126         u32 *cs;
2127
2128         cs = intel_ring_begin(rq, 4 * count);
2129         if (IS_ERR(cs))
2130                 return PTR_ERR(cs);
2131
2132         offset = i915_ggtt_offset(ce->state) + LRC_STATE_OFFSET;
2133         do {
2134                 *cs++ = MI_STORE_DWORD_IMM_GEN4 | MI_USE_GGTT;
2135                 *cs++ = offset + flex->offset * sizeof(u32);
2136                 *cs++ = 0;
2137                 *cs++ = flex->value;
2138         } while (flex++, --count);
2139
2140         intel_ring_advance(rq, cs);
2141
2142         return 0;
2143 }
2144
2145 static int
2146 gen8_load_flex(struct i915_request *rq,
2147                struct intel_context *ce,
2148                const struct flex *flex, unsigned int count)
2149 {
2150         u32 *cs;
2151
2152         GEM_BUG_ON(!count || count > 63);
2153
2154         cs = intel_ring_begin(rq, 2 * count + 2);
2155         if (IS_ERR(cs))
2156                 return PTR_ERR(cs);
2157
2158         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(count);
2159         do {
2160                 *cs++ = i915_mmio_reg_offset(flex->reg);
2161                 *cs++ = flex->value;
2162         } while (flex++, --count);
2163         *cs++ = MI_NOOP;
2164
2165         intel_ring_advance(rq, cs);
2166
2167         return 0;
2168 }
2169
2170 static int gen8_modify_context(struct intel_context *ce,
2171                                const struct flex *flex, unsigned int count)
2172 {
2173         struct i915_request *rq;
2174         int err;
2175
2176         rq = intel_engine_create_kernel_request(ce->engine);
2177         if (IS_ERR(rq))
2178                 return PTR_ERR(rq);
2179
2180         /* Serialise with the remote context */
2181         err = intel_context_prepare_remote_request(ce, rq);
2182         if (err == 0)
2183                 err = gen8_store_flex(rq, ce, flex, count);
2184
2185         i915_request_add(rq);
2186         return err;
2187 }
2188
2189 static int
2190 gen8_modify_self(struct intel_context *ce,
2191                  const struct flex *flex, unsigned int count,
2192                  struct i915_active *active)
2193 {
2194         struct i915_request *rq;
2195         int err;
2196
2197         intel_engine_pm_get(ce->engine);
2198         rq = i915_request_create(ce);
2199         intel_engine_pm_put(ce->engine);
2200         if (IS_ERR(rq))
2201                 return PTR_ERR(rq);
2202
2203         if (!IS_ERR_OR_NULL(active)) {
2204                 err = i915_active_add_request(active, rq);
2205                 if (err)
2206                         goto err_add_request;
2207         }
2208
2209         err = gen8_load_flex(rq, ce, flex, count);
2210         if (err)
2211                 goto err_add_request;
2212
2213 err_add_request:
2214         i915_request_add(rq);
2215         return err;
2216 }
2217
2218 static int gen8_configure_context(struct i915_gem_context *ctx,
2219                                   struct flex *flex, unsigned int count)
2220 {
2221         struct i915_gem_engines_iter it;
2222         struct intel_context *ce;
2223         int err = 0;
2224
2225         for_each_gem_engine(ce, i915_gem_context_lock_engines(ctx), it) {
2226                 GEM_BUG_ON(ce == ce->engine->kernel_context);
2227
2228                 if (ce->engine->class != RENDER_CLASS)
2229                         continue;
2230
2231                 /* Otherwise OA settings will be set upon first use */
2232                 if (!intel_context_pin_if_active(ce))
2233                         continue;
2234
2235                 flex->value = intel_sseu_make_rpcs(ce->engine->gt, &ce->sseu);
2236                 err = gen8_modify_context(ce, flex, count);
2237
2238                 intel_context_unpin(ce);
2239                 if (err)
2240                         break;
2241         }
2242         i915_gem_context_unlock_engines(ctx);
2243
2244         return err;
2245 }
2246
2247 static int gen12_configure_oar_context(struct i915_perf_stream *stream,
2248                                        struct i915_active *active)
2249 {
2250         int err;
2251         struct intel_context *ce = stream->pinned_ctx;
2252         u32 format = stream->oa_buffer.format;
2253         struct flex regs_context[] = {
2254                 {
2255                         GEN8_OACTXCONTROL,
2256                         stream->perf->ctx_oactxctrl_offset + 1,
2257                         active ? GEN8_OA_COUNTER_RESUME : 0,
2258                 },
2259         };
2260         /* Offsets in regs_lri are not used since this configuration is only
2261          * applied using LRI. Initialize the correct offsets for posterity.
2262          */
2263 #define GEN12_OAR_OACONTROL_OFFSET 0x5B0
2264         struct flex regs_lri[] = {
2265                 {
2266                         GEN12_OAR_OACONTROL,
2267                         GEN12_OAR_OACONTROL_OFFSET + 1,
2268                         (format << GEN12_OAR_OACONTROL_COUNTER_FORMAT_SHIFT) |
2269                         (active ? GEN12_OAR_OACONTROL_COUNTER_ENABLE : 0)
2270                 },
2271                 {
2272                         RING_CONTEXT_CONTROL(ce->engine->mmio_base),
2273                         CTX_CONTEXT_CONTROL,
2274                         _MASKED_FIELD(GEN12_CTX_CTRL_OAR_CONTEXT_ENABLE,
2275                                       active ?
2276                                       GEN12_CTX_CTRL_OAR_CONTEXT_ENABLE :
2277                                       0)
2278                 },
2279         };
2280
2281         /* Modify the context image of pinned context with regs_context*/
2282         err = intel_context_lock_pinned(ce);
2283         if (err)
2284                 return err;
2285
2286         err = gen8_modify_context(ce, regs_context, ARRAY_SIZE(regs_context));
2287         intel_context_unlock_pinned(ce);
2288         if (err)
2289                 return err;
2290
2291         /* Apply regs_lri using LRI with pinned context */
2292         return gen8_modify_self(ce, regs_lri, ARRAY_SIZE(regs_lri), active);
2293 }
2294
2295 /*
2296  * Manages updating the per-context aspects of the OA stream
2297  * configuration across all contexts.
2298  *
2299  * The awkward consideration here is that OACTXCONTROL controls the
2300  * exponent for periodic sampling which is primarily used for system
2301  * wide profiling where we'd like a consistent sampling period even in
2302  * the face of context switches.
2303  *
2304  * Our approach of updating the register state context (as opposed to
2305  * say using a workaround batch buffer) ensures that the hardware
2306  * won't automatically reload an out-of-date timer exponent even
2307  * transiently before a WA BB could be parsed.
2308  *
2309  * This function needs to:
2310  * - Ensure the currently running context's per-context OA state is
2311  *   updated
2312  * - Ensure that all existing contexts will have the correct per-context
2313  *   OA state if they are scheduled for use.
2314  * - Ensure any new contexts will be initialized with the correct
2315  *   per-context OA state.
2316  *
2317  * Note: it's only the RCS/Render context that has any OA state.
2318  * Note: the first flex register passed must always be R_PWR_CLK_STATE
2319  */
2320 static int
2321 oa_configure_all_contexts(struct i915_perf_stream *stream,
2322                           struct flex *regs,
2323                           size_t num_regs,
2324                           struct i915_active *active)
2325 {
2326         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
2327         struct intel_engine_cs *engine;
2328         struct i915_gem_context *ctx, *cn;
2329         int err;
2330
2331         lockdep_assert_held(&stream->perf->lock);
2332
2333         /*
2334          * The OA register config is setup through the context image. This image
2335          * might be written to by the GPU on context switch (in particular on
2336          * lite-restore). This means we can't safely update a context's image,
2337          * if this context is scheduled/submitted to run on the GPU.
2338          *
2339          * We could emit the OA register config through the batch buffer but
2340          * this might leave small interval of time where the OA unit is
2341          * configured at an invalid sampling period.
2342          *
2343          * Note that since we emit all requests from a single ring, there
2344          * is still an implicit global barrier here that may cause a high
2345          * priority context to wait for an otherwise independent low priority
2346          * context. Contexts idle at the time of reconfiguration are not
2347          * trapped behind the barrier.
2348          */
2349         spin_lock(&i915->gem.contexts.lock);
2350         list_for_each_entry_safe(ctx, cn, &i915->gem.contexts.list, link) {
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, num_regs);
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(engine->gt, &ce->sseu);
2380
2381                 err = gen8_modify_self(ce, regs, num_regs, active);
2382                 if (err)
2383                         return err;
2384         }
2385
2386         return 0;
2387 }
2388
2389 static int
2390 gen12_configure_all_contexts(struct i915_perf_stream *stream,
2391                              const struct i915_oa_config *oa_config,
2392                              struct i915_active *active)
2393 {
2394         struct flex regs[] = {
2395                 {
2396                         GEN8_R_PWR_CLK_STATE,
2397                         CTX_R_PWR_CLK_STATE,
2398                 },
2399         };
2400
2401         return oa_configure_all_contexts(stream,
2402                                          regs, ARRAY_SIZE(regs),
2403                                          active);
2404 }
2405
2406 static int
2407 lrc_configure_all_contexts(struct i915_perf_stream *stream,
2408                            const struct i915_oa_config *oa_config,
2409                            struct i915_active *active)
2410 {
2411         /* The MMIO offsets for Flex EU registers aren't contiguous */
2412         const u32 ctx_flexeu0 = stream->perf->ctx_flexeu0_offset;
2413 #define ctx_flexeuN(N) (ctx_flexeu0 + 2 * (N) + 1)
2414         struct flex regs[] = {
2415                 {
2416                         GEN8_R_PWR_CLK_STATE,
2417                         CTX_R_PWR_CLK_STATE,
2418                 },
2419                 {
2420                         GEN8_OACTXCONTROL,
2421                         stream->perf->ctx_oactxctrl_offset + 1,
2422                 },
2423                 { EU_PERF_CNTL0, ctx_flexeuN(0) },
2424                 { EU_PERF_CNTL1, ctx_flexeuN(1) },
2425                 { EU_PERF_CNTL2, ctx_flexeuN(2) },
2426                 { EU_PERF_CNTL3, ctx_flexeuN(3) },
2427                 { EU_PERF_CNTL4, ctx_flexeuN(4) },
2428                 { EU_PERF_CNTL5, ctx_flexeuN(5) },
2429                 { EU_PERF_CNTL6, ctx_flexeuN(6) },
2430         };
2431 #undef ctx_flexeuN
2432         int i;
2433
2434         regs[1].value =
2435                 (stream->period_exponent << GEN8_OA_TIMER_PERIOD_SHIFT) |
2436                 (stream->periodic ? GEN8_OA_TIMER_ENABLE : 0) |
2437                 GEN8_OA_COUNTER_RESUME;
2438
2439         for (i = 2; i < ARRAY_SIZE(regs); i++)
2440                 regs[i].value = oa_config_flex_reg(oa_config, regs[i].reg);
2441
2442         return oa_configure_all_contexts(stream,
2443                                          regs, ARRAY_SIZE(regs),
2444                                          active);
2445 }
2446
2447 static int
2448 gen8_enable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream,
2449                        struct i915_active *active)
2450 {
2451         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2452         struct i915_oa_config *oa_config = stream->oa_config;
2453         int ret;
2454
2455         /*
2456          * We disable slice/unslice clock ratio change reports on SKL since
2457          * they are too noisy. The HW generates a lot of redundant reports
2458          * where the ratio hasn't really changed causing a lot of redundant
2459          * work to processes and increasing the chances we'll hit buffer
2460          * overruns.
2461          *
2462          * Although we don't currently use the 'disable overrun' OABUFFER
2463          * feature it's worth noting that clock ratio reports have to be
2464          * disabled before considering to use that feature since the HW doesn't
2465          * correctly block these reports.
2466          *
2467          * Currently none of the high-level metrics we have depend on knowing
2468          * this ratio to normalize.
2469          *
2470          * Note: This register is not power context saved and restored, but
2471          * that's OK considering that we disable RC6 while the OA unit is
2472          * enabled.
2473          *
2474          * The _INCLUDE_CLK_RATIO bit allows the slice/unslice frequency to
2475          * be read back from automatically triggered reports, as part of the
2476          * RPT_ID field.
2477          */
2478         if (IS_GEN_RANGE(stream->perf->i915, 9, 11)) {
2479                 intel_uncore_write(uncore, GEN8_OA_DEBUG,
2480                                    _MASKED_BIT_ENABLE(GEN9_OA_DEBUG_DISABLE_CLK_RATIO_REPORTS |
2481                                                       GEN9_OA_DEBUG_INCLUDE_CLK_RATIO));
2482         }
2483
2484         /*
2485          * Update all contexts prior writing the mux configurations as we need
2486          * to make sure all slices/subslices are ON before writing to NOA
2487          * registers.
2488          */
2489         ret = lrc_configure_all_contexts(stream, oa_config, active);
2490         if (ret)
2491                 return ret;
2492
2493         return emit_oa_config(stream,
2494                               stream->oa_config, oa_context(stream),
2495                               active);
2496 }
2497
2498 static u32 oag_report_ctx_switches(const struct i915_perf_stream *stream)
2499 {
2500         return _MASKED_FIELD(GEN12_OAG_OA_DEBUG_DISABLE_CTX_SWITCH_REPORTS,
2501                              (stream->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT) ?
2502                              0 : GEN12_OAG_OA_DEBUG_DISABLE_CTX_SWITCH_REPORTS);
2503 }
2504
2505 static int
2506 gen12_enable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream,
2507                         struct i915_active *active)
2508 {
2509         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2510         struct i915_oa_config *oa_config = stream->oa_config;
2511         bool periodic = stream->periodic;
2512         u32 period_exponent = stream->period_exponent;
2513         int ret;
2514
2515         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OA_DEBUG,
2516                            /* Disable clk ratio reports, like previous Gens. */
2517                            _MASKED_BIT_ENABLE(GEN12_OAG_OA_DEBUG_DISABLE_CLK_RATIO_REPORTS |
2518                                               GEN12_OAG_OA_DEBUG_INCLUDE_CLK_RATIO) |
2519                            /*
2520                             * If the user didn't require OA reports, instruct
2521                             * the hardware not to emit ctx switch reports.
2522                             */
2523                            oag_report_ctx_switches(stream));
2524
2525         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL, periodic ?
2526                            (GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL_COUNTER_RESUME |
2527                             GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL_TIMER_ENABLE |
2528                             (period_exponent << GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL_TIMER_PERIOD_SHIFT))
2529                             : 0);
2530
2531         /*
2532          * Update all contexts prior writing the mux configurations as we need
2533          * to make sure all slices/subslices are ON before writing to NOA
2534          * registers.
2535          */
2536         ret = gen12_configure_all_contexts(stream, oa_config, active);
2537         if (ret)
2538                 return ret;
2539
2540         /*
2541          * For Gen12, performance counters are context
2542          * saved/restored. Only enable it for the context that
2543          * requested this.
2544          */
2545         if (stream->ctx) {
2546                 ret = gen12_configure_oar_context(stream, active);
2547                 if (ret)
2548                         return ret;
2549         }
2550
2551         return emit_oa_config(stream,
2552                               stream->oa_config, oa_context(stream),
2553                               active);
2554 }
2555
2556 static void gen8_disable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2557 {
2558         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2559
2560         /* Reset all contexts' slices/subslices configurations. */
2561         lrc_configure_all_contexts(stream, NULL, NULL);
2562
2563         intel_uncore_rmw(uncore, GDT_CHICKEN_BITS, GT_NOA_ENABLE, 0);
2564 }
2565
2566 static void gen10_disable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2567 {
2568         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2569
2570         /* Reset all contexts' slices/subslices configurations. */
2571         lrc_configure_all_contexts(stream, NULL, NULL);
2572
2573         /* Make sure we disable noa to save power. */
2574         intel_uncore_rmw(uncore, RPM_CONFIG1, GEN10_GT_NOA_ENABLE, 0);
2575 }
2576
2577 static void gen12_disable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2578 {
2579         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2580
2581         /* Reset all contexts' slices/subslices configurations. */
2582         gen12_configure_all_contexts(stream, NULL, NULL);
2583
2584         /* disable the context save/restore or OAR counters */
2585         if (stream->ctx)
2586                 gen12_configure_oar_context(stream, NULL);
2587
2588         /* Make sure we disable noa to save power. */
2589         intel_uncore_rmw(uncore, RPM_CONFIG1, GEN10_GT_NOA_ENABLE, 0);
2590 }
2591
2592 static void gen7_oa_enable(struct i915_perf_stream *stream)
2593 {
2594         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2595         struct i915_gem_context *ctx = stream->ctx;
2596         u32 ctx_id = stream->specific_ctx_id;
2597         bool periodic = stream->periodic;
2598         u32 period_exponent = stream->period_exponent;
2599         u32 report_format = stream->oa_buffer.format;
2600
2601         /*
2602          * Reset buf pointers so we don't forward reports from before now.
2603          *
2604          * Think carefully if considering trying to avoid this, since it
2605          * also ensures status flags and the buffer itself are cleared
2606          * in error paths, and we have checks for invalid reports based
2607          * on the assumption that certain fields are written to zeroed
2608          * memory which this helps maintains.
2609          */
2610         gen7_init_oa_buffer(stream);
2611
2612         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OACONTROL,
2613                            (ctx_id & GEN7_OACONTROL_CTX_MASK) |
2614                            (period_exponent <<
2615                             GEN7_OACONTROL_TIMER_PERIOD_SHIFT) |
2616                            (periodic ? GEN7_OACONTROL_TIMER_ENABLE : 0) |
2617                            (report_format << GEN7_OACONTROL_FORMAT_SHIFT) |
2618                            (ctx ? GEN7_OACONTROL_PER_CTX_ENABLE : 0) |
2619                            GEN7_OACONTROL_ENABLE);
2620 }
2621
2622 static void gen8_oa_enable(struct i915_perf_stream *stream)
2623 {
2624         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2625         u32 report_format = stream->oa_buffer.format;
2626
2627         /*
2628          * Reset buf pointers so we don't forward reports from before now.
2629          *
2630          * Think carefully if considering trying to avoid this, since it
2631          * also ensures status flags and the buffer itself are cleared
2632          * in error paths, and we have checks for invalid reports based
2633          * on the assumption that certain fields are written to zeroed
2634          * memory which this helps maintains.
2635          */
2636         gen8_init_oa_buffer(stream);
2637
2638         /*
2639          * Note: we don't rely on the hardware to perform single context
2640          * filtering and instead filter on the cpu based on the context-id
2641          * field of reports
2642          */
2643         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OACONTROL,
2644                            (report_format << GEN8_OA_REPORT_FORMAT_SHIFT) |
2645                            GEN8_OA_COUNTER_ENABLE);
2646 }
2647
2648 static void gen12_oa_enable(struct i915_perf_stream *stream)
2649 {
2650         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2651         u32 report_format = stream->oa_buffer.format;
2652
2653         /*
2654          * If we don't want OA reports from the OA buffer, then we don't even
2655          * need to program the OAG unit.
2656          */
2657         if (!(stream->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT))
2658                 return;
2659
2660         gen12_init_oa_buffer(stream);
2661
2662         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OACONTROL,
2663                            (report_format << GEN12_OAG_OACONTROL_OA_COUNTER_FORMAT_SHIFT) |
2664                            GEN12_OAG_OACONTROL_OA_COUNTER_ENABLE);
2665 }
2666
2667 /**
2668  * i915_oa_stream_enable - handle `I915_PERF_IOCTL_ENABLE` for OA stream
2669  * @stream: An i915 perf stream opened for OA metrics
2670  *
2671  * [Re]enables hardware periodic sampling according to the period configured
2672  * when opening the stream. This also starts a hrtimer that will periodically
2673  * check for data in the circular OA buffer for notifying userspace (e.g.
2674  * during a read() or poll()).
2675  */
2676 static void i915_oa_stream_enable(struct i915_perf_stream *stream)
2677 {
2678         stream->pollin = false;
2679
2680         stream->perf->ops.oa_enable(stream);
2681
2682         if (stream->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT)
2683                 hrtimer_start(&stream->poll_check_timer,
2684                               ns_to_ktime(stream->poll_oa_period),
2685                               HRTIMER_MODE_REL_PINNED);
2686 }
2687
2688 static void gen7_oa_disable(struct i915_perf_stream *stream)
2689 {
2690         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2691
2692         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OACONTROL, 0);
2693         if (intel_wait_for_register(uncore,
2694                                     GEN7_OACONTROL, GEN7_OACONTROL_ENABLE, 0,
2695                                     50))
2696                 drm_err(&stream->perf->i915->drm,
2697                         "wait for OA to be disabled timed out\n");
2698 }
2699
2700 static void gen8_oa_disable(struct i915_perf_stream *stream)
2701 {
2702         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2703
2704         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OACONTROL, 0);
2705         if (intel_wait_for_register(uncore,
2706                                     GEN8_OACONTROL, GEN8_OA_COUNTER_ENABLE, 0,
2707                                     50))
2708                 drm_err(&stream->perf->i915->drm,
2709                         "wait for OA to be disabled timed out\n");
2710 }
2711
2712 static void gen12_oa_disable(struct i915_perf_stream *stream)
2713 {
2714         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2715
2716         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OACONTROL, 0);
2717         if (intel_wait_for_register(uncore,
2718                                     GEN12_OAG_OACONTROL,
2719                                     GEN12_OAG_OACONTROL_OA_COUNTER_ENABLE, 0,
2720                                     50))
2721                 drm_err(&stream->perf->i915->drm,
2722                         "wait for OA to be disabled timed out\n");
2723
2724         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OA_TLB_INV_CR, 1);
2725         if (intel_wait_for_register(uncore,
2726                                     GEN12_OA_TLB_INV_CR,
2727                                     1, 0,
2728                                     50))
2729                 drm_err(&stream->perf->i915->drm,
2730                         "wait for OA tlb invalidate timed out\n");
2731 }
2732
2733 /**
2734  * i915_oa_stream_disable - handle `I915_PERF_IOCTL_DISABLE` for OA stream
2735  * @stream: An i915 perf stream opened for OA metrics
2736  *
2737  * Stops the OA unit from periodically writing counter reports into the
2738  * circular OA buffer. This also stops the hrtimer that periodically checks for
2739  * data in the circular OA buffer, for notifying userspace.
2740  */
2741 static void i915_oa_stream_disable(struct i915_perf_stream *stream)
2742 {
2743         stream->perf->ops.oa_disable(stream);
2744
2745         if (stream->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT)
2746                 hrtimer_cancel(&stream->poll_check_timer);
2747 }
2748
2749 static const struct i915_perf_stream_ops i915_oa_stream_ops = {
2750         .destroy = i915_oa_stream_destroy,
2751         .enable = i915_oa_stream_enable,
2752         .disable = i915_oa_stream_disable,
2753         .wait_unlocked = i915_oa_wait_unlocked,
2754         .poll_wait = i915_oa_poll_wait,
2755         .read = i915_oa_read,
2756 };
2757
2758 static int i915_perf_stream_enable_sync(struct i915_perf_stream *stream)
2759 {
2760         struct i915_active *active;
2761         int err;
2762
2763         active = i915_active_create();
2764         if (!active)
2765                 return -ENOMEM;
2766
2767         err = stream->perf->ops.enable_metric_set(stream, active);
2768         if (err == 0)
2769                 __i915_active_wait(active, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
2770
2771         i915_active_put(active);
2772         return err;
2773 }
2774
2775 static void
2776 get_default_sseu_config(struct intel_sseu *out_sseu,
2777                         struct intel_engine_cs *engine)
2778 {
2779         const struct sseu_dev_info *devinfo_sseu = &engine->gt->info.sseu;
2780
2781         *out_sseu = intel_sseu_from_device_info(devinfo_sseu);
2782
2783         if (IS_GEN(engine->i915, 11)) {
2784                 /*
2785                  * We only need subslice count so it doesn't matter which ones
2786                  * we select - just turn off low bits in the amount of half of
2787                  * all available subslices per slice.
2788                  */
2789                 out_sseu->subslice_mask =
2790                         ~(~0 << (hweight8(out_sseu->subslice_mask) / 2));
2791                 out_sseu->slice_mask = 0x1;
2792         }
2793 }
2794
2795 static int
2796 get_sseu_config(struct intel_sseu *out_sseu,
2797                 struct intel_engine_cs *engine,
2798                 const struct drm_i915_gem_context_param_sseu *drm_sseu)
2799 {
2800         if (drm_sseu->engine.engine_class != engine->uabi_class ||
2801             drm_sseu->engine.engine_instance != engine->uabi_instance)
2802                 return -EINVAL;
2803
2804         return i915_gem_user_to_context_sseu(engine->gt, drm_sseu, out_sseu);
2805 }
2806
2807 /**
2808  * i915_oa_stream_init - validate combined props for OA stream and init
2809  * @stream: An i915 perf stream
2810  * @param: The open parameters passed to `DRM_I915_PERF_OPEN`
2811  * @props: The property state that configures stream (individually validated)
2812  *
2813  * While read_properties_unlocked() validates properties in isolation it
2814  * doesn't ensure that the combination necessarily makes sense.
2815  *
2816  * At this point it has been determined that userspace wants a stream of
2817  * OA metrics, but still we need to further validate the combined
2818  * properties are OK.
2819  *
2820  * If the configuration makes sense then we can allocate memory for
2821  * a circular OA buffer and apply the requested metric set configuration.
2822  *
2823  * Returns: zero on success or a negative error code.
2824  */
2825 static int i915_oa_stream_init(struct i915_perf_stream *stream,
2826                                struct drm_i915_perf_open_param *param,
2827                                struct perf_open_properties *props)
2828 {
2829         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
2830         struct i915_perf *perf = stream->perf;
2831         int format_size;
2832         int ret;
2833
2834         if (!props->engine) {
2835                 DRM_DEBUG("OA engine not specified\n");
2836                 return -EINVAL;
2837         }
2838
2839         /*
2840          * If the sysfs metrics/ directory wasn't registered for some
2841          * reason then don't let userspace try their luck with config
2842          * IDs
2843          */
2844         if (!perf->metrics_kobj) {
2845                 DRM_DEBUG("OA metrics weren't advertised via sysfs\n");
2846                 return -EINVAL;
2847         }
2848
2849         if (!(props->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT) &&
2850             (INTEL_GEN(perf->i915) < 12 || !stream->ctx)) {
2851                 DRM_DEBUG("Only OA report sampling supported\n");
2852                 return -EINVAL;
2853         }
2854
2855         if (!perf->ops.enable_metric_set) {
2856                 DRM_DEBUG("OA unit not supported\n");
2857                 return -ENODEV;
2858         }
2859
2860         /*
2861          * To avoid the complexity of having to accurately filter
2862          * counter reports and marshal to the appropriate client
2863          * we currently only allow exclusive access
2864          */
2865         if (perf->exclusive_stream) {
2866                 DRM_DEBUG("OA unit already in use\n");
2867                 return -EBUSY;
2868         }
2869
2870         if (!props->oa_format) {
2871                 DRM_DEBUG("OA report format not specified\n");
2872                 return -EINVAL;
2873         }
2874
2875         stream->engine = props->engine;
2876         stream->uncore = stream->engine->gt->uncore;
2877
2878         stream->sample_size = sizeof(struct drm_i915_perf_record_header);
2879
2880         format_size = perf->oa_formats[props->oa_format].size;
2881
2882         stream->sample_flags = props->sample_flags;
2883         stream->sample_size += format_size;
2884
2885         stream->oa_buffer.format_size = format_size;
2886         if (drm_WARN_ON(&i915->drm, stream->oa_buffer.format_size == 0))
2887                 return -EINVAL;
2888
2889         stream->hold_preemption = props->hold_preemption;
2890
2891         stream->oa_buffer.format =
2892                 perf->oa_formats[props->oa_format].format;
2893
2894         stream->periodic = props->oa_periodic;
2895         if (stream->periodic)
2896                 stream->period_exponent = props->oa_period_exponent;
2897
2898         if (stream->ctx) {
2899                 ret = oa_get_render_ctx_id(stream);
2900                 if (ret) {
2901                         DRM_DEBUG("Invalid context id to filter with\n");
2902                         return ret;
2903                 }
2904         }
2905
2906         ret = alloc_noa_wait(stream);
2907         if (ret) {
2908                 DRM_DEBUG("Unable to allocate NOA wait batch buffer\n");
2909                 goto err_noa_wait_alloc;
2910         }
2911
2912         stream->oa_config = i915_perf_get_oa_config(perf, props->metrics_set);
2913         if (!stream->oa_config) {
2914                 DRM_DEBUG("Invalid OA config id=%i\n", props->metrics_set);
2915                 ret = -EINVAL;
2916                 goto err_config;
2917         }
2918
2919         /* PRM - observability performance counters:
2920          *
2921          *   OACONTROL, performance counter enable, note:
2922          *
2923          *   "When this bit is set, in order to have coherent counts,
2924          *   RC6 power state and trunk clock gating must be disabled.
2925          *   This can be achieved by programming MMIO registers as
2926          *   0xA094=0 and 0xA090[31]=1"
2927          *
2928          *   In our case we are expecting that taking pm + FORCEWAKE
2929          *   references will effectively disable RC6.
2930          */
2931         intel_engine_pm_get(stream->engine);
2932         intel_uncore_forcewake_get(stream->uncore, FORCEWAKE_ALL);
2933
2934         ret = alloc_oa_buffer(stream);
2935         if (ret)
2936                 goto err_oa_buf_alloc;
2937
2938         stream->ops = &i915_oa_stream_ops;
2939
2940         perf->sseu = props->sseu;
2941         WRITE_ONCE(perf->exclusive_stream, stream);
2942
2943         ret = i915_perf_stream_enable_sync(stream);
2944         if (ret) {
2945                 DRM_DEBUG("Unable to enable metric set\n");
2946                 goto err_enable;
2947         }
2948
2949         DRM_DEBUG("opening stream oa config uuid=%s\n",
2950                   stream->oa_config->uuid);
2951
2952         hrtimer_init(&stream->poll_check_timer,
2953                      CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
2954         stream->poll_check_timer.function = oa_poll_check_timer_cb;
2955         init_waitqueue_head(&stream->poll_wq);
2956         spin_lock_init(&stream->oa_buffer.ptr_lock);
2957
2958         return 0;
2959
2960 err_enable:
2961         WRITE_ONCE(perf->exclusive_stream, NULL);
2962         perf->ops.disable_metric_set(stream);
2963
2964         free_oa_buffer(stream);
2965
2966 err_oa_buf_alloc:
2967         free_oa_configs(stream);
2968
2969         intel_uncore_forcewake_put(stream->uncore, FORCEWAKE_ALL);
2970         intel_engine_pm_put(stream->engine);
2971
2972 err_config:
2973         free_noa_wait(stream);
2974
2975 err_noa_wait_alloc:
2976         if (stream->ctx)
2977                 oa_put_render_ctx_id(stream);
2978
2979         return ret;
2980 }
2981
2982 void i915_oa_init_reg_state(const struct intel_context *ce,
2983                             const struct intel_engine_cs *engine)
2984 {
2985         struct i915_perf_stream *stream;
2986
2987         if (engine->class != RENDER_CLASS)
2988                 return;
2989
2990         /* perf.exclusive_stream serialised by lrc_configure_all_contexts() */
2991         stream = READ_ONCE(engine->i915->perf.exclusive_stream);
2992         if (stream && INTEL_GEN(stream->perf->i915) < 12)
2993                 gen8_update_reg_state_unlocked(ce, stream);
2994 }
2995
2996 /**
2997  * i915_perf_read - handles read() FOP for i915 perf stream FDs
2998  * @file: An i915 perf stream file
2999  * @buf: destination buffer given by userspace
3000  * @count: the number of bytes userspace wants to read
3001  * @ppos: (inout) file seek position (unused)
3002  *
3003  * The entry point for handling a read() on a stream file descriptor from
3004  * userspace. Most of the work is left to the i915_perf_read_locked() and
3005  * &i915_perf_stream_ops->read but to save having stream implementations (of
3006  * which we might have multiple later) we handle blocking read here.
3007  *
3008  * We can also consistently treat trying to read from a disabled stream
3009  * as an IO error so implementations can assume the stream is enabled
3010  * while reading.
3011  *
3012  * Returns: The number of bytes copied or a negative error code on failure.
3013  */
3014 static ssize_t i915_perf_read(struct file *file,
3015                               char __user *buf,
3016                               size_t count,
3017                               loff_t *ppos)
3018 {
3019         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
3020         struct i915_perf *perf = stream->perf;
3021         size_t offset = 0;
3022         int ret;
3023
3024         /* To ensure it's handled consistently we simply treat all reads of a
3025          * disabled stream as an error. In particular it might otherwise lead
3026          * to a deadlock for blocking file descriptors...
3027          */
3028         if (!stream->enabled || !(stream->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT))
3029                 return -EIO;
3030
3031         if (!(file->f_flags & O_NONBLOCK)) {
3032                 /* There's the small chance of false positives from
3033                  * stream->ops->wait_unlocked.
3034                  *
3035                  * E.g. with single context filtering since we only wait until
3036                  * oabuffer has >= 1 report we don't immediately know whether
3037                  * any reports really belong to the current context
3038                  */
3039                 do {
3040                         ret = stream->ops->wait_unlocked(stream);
3041                         if (ret)
3042                                 return ret;
3043
3044                         mutex_lock(&perf->lock);
3045                         ret = stream->ops->read(stream, buf, count, &offset);
3046                         mutex_unlock(&perf->lock);
3047                 } while (!offset && !ret);
3048         } else {
3049                 mutex_lock(&perf->lock);
3050                 ret = stream->ops->read(stream, buf, count, &offset);
3051                 mutex_unlock(&perf->lock);
3052         }
3053
3054         /* We allow the poll checking to sometimes report false positive EPOLLIN
3055          * events where we might actually report EAGAIN on read() if there's
3056          * not really any data available. In this situation though we don't
3057          * want to enter a busy loop between poll() reporting a EPOLLIN event
3058          * and read() returning -EAGAIN. Clearing the oa.pollin state here
3059          * effectively ensures we back off until the next hrtimer callback
3060          * before reporting another EPOLLIN event.
3061          * The exception to this is if ops->read() returned -ENOSPC which means
3062          * that more OA data is available than could fit in the user provided
3063          * buffer. In this case we want the next poll() call to not block.
3064          */
3065         if (ret != -ENOSPC)
3066                 stream->pollin = false;
3067
3068         /* Possible values for ret are 0, -EFAULT, -ENOSPC, -EIO, ... */
3069         return offset ?: (ret ?: -EAGAIN);
3070 }
3071
3072 static enum hrtimer_restart oa_poll_check_timer_cb(struct hrtimer *hrtimer)
3073 {
3074         struct i915_perf_stream *stream =
3075                 container_of(hrtimer, typeof(*stream), poll_check_timer);
3076
3077         if (oa_buffer_check_unlocked(stream)) {
3078                 stream->pollin = true;
3079                 wake_up(&stream->poll_wq);
3080         }
3081
3082         hrtimer_forward_now(hrtimer,
3083                             ns_to_ktime(stream->poll_oa_period));
3084
3085         return HRTIMER_RESTART;
3086 }
3087
3088 /**
3089  * i915_perf_poll_locked - poll_wait() with a suitable wait queue for stream
3090  * @stream: An i915 perf stream
3091  * @file: An i915 perf stream file
3092  * @wait: poll() state table
3093  *
3094  * For handling userspace polling on an i915 perf stream, this calls through to
3095  * &i915_perf_stream_ops->poll_wait to call poll_wait() with a wait queue that
3096  * will be woken for new stream data.
3097  *
3098  * Note: The &perf->lock mutex has been taken to serialize
3099  * with any non-file-operation driver hooks.
3100  *
3101  * Returns: any poll events that are ready without sleeping
3102  */
3103 static __poll_t i915_perf_poll_locked(struct i915_perf_stream *stream,
3104                                       struct file *file,
3105                                       poll_table *wait)
3106 {
3107         __poll_t events = 0;
3108
3109         stream->ops->poll_wait(stream, file, wait);
3110
3111         /* Note: we don't explicitly check whether there's something to read
3112          * here since this path may be very hot depending on what else
3113          * userspace is polling, or on the timeout in use. We rely solely on
3114          * the hrtimer/oa_poll_check_timer_cb to notify us when there are
3115          * samples to read.
3116          */
3117         if (stream->pollin)
3118                 events |= EPOLLIN;
3119
3120         return events;
3121 }
3122
3123 /**
3124  * i915_perf_poll - call poll_wait() with a suitable wait queue for stream
3125  * @file: An i915 perf stream file
3126  * @wait: poll() state table
3127  *
3128  * For handling userspace polling on an i915 perf stream, this ensures
3129  * poll_wait() gets called with a wait queue that will be woken for new stream
3130  * data.
3131  *
3132  * Note: Implementation deferred to i915_perf_poll_locked()
3133  *
3134  * Returns: any poll events that are ready without sleeping
3135  */
3136 static __poll_t i915_perf_poll(struct file *file, poll_table *wait)
3137 {
3138         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
3139         struct i915_perf *perf = stream->perf;
3140         __poll_t ret;
3141
3142         mutex_lock(&perf->lock);
3143         ret = i915_perf_poll_locked(stream, file, wait);
3144         mutex_unlock(&perf->lock);
3145
3146         return ret;
3147 }
3148
3149 /**
3150  * i915_perf_enable_locked - handle `I915_PERF_IOCTL_ENABLE` ioctl
3151  * @stream: A disabled i915 perf stream
3152  *
3153  * [Re]enables the associated capture of data for this stream.
3154  *
3155  * If a stream was previously enabled then there's currently no intention
3156  * to provide userspace any guarantee about the preservation of previously
3157  * buffered data.
3158  */
3159 static void i915_perf_enable_locked(struct i915_perf_stream *stream)
3160 {
3161         if (stream->enabled)
3162                 return;
3163
3164         /* Allow stream->ops->enable() to refer to this */
3165         stream->enabled = true;
3166
3167         if (stream->ops->enable)
3168                 stream->ops->enable(stream);
3169
3170         if (stream->hold_preemption)
3171                 intel_context_set_nopreempt(stream->pinned_ctx);
3172 }
3173
3174 /**
3175  * i915_perf_disable_locked - handle `I915_PERF_IOCTL_DISABLE` ioctl
3176  * @stream: An enabled i915 perf stream
3177  *
3178  * Disables the associated capture of data for this stream.
3179  *
3180  * The intention is that disabling an re-enabling a stream will ideally be
3181  * cheaper than destroying and re-opening a stream with the same configuration,
3182  * though there are no formal guarantees about what state or buffered data
3183  * must be retained between disabling and re-enabling a stream.
3184  *
3185  * Note: while a stream is disabled it's considered an error for userspace
3186  * to attempt to read from the stream (-EIO).
3187  */
3188 static void i915_perf_disable_locked(struct i915_perf_stream *stream)
3189 {
3190         if (!stream->enabled)
3191                 return;
3192
3193         /* Allow stream->ops->disable() to refer to this */
3194         stream->enabled = false;
3195
3196         if (stream->hold_preemption)
3197                 intel_context_clear_nopreempt(stream->pinned_ctx);
3198
3199         if (stream->ops->disable)
3200                 stream->ops->disable(stream);
3201 }
3202
3203 static long i915_perf_config_locked(struct i915_perf_stream *stream,
3204                                     unsigned long metrics_set)
3205 {
3206         struct i915_oa_config *config;
3207         long ret = stream->oa_config->id;
3208
3209         config = i915_perf_get_oa_config(stream->perf, metrics_set);
3210         if (!config)
3211                 return -EINVAL;
3212
3213         if (config != stream->oa_config) {
3214                 int err;
3215
3216                 /*
3217                  * If OA is bound to a specific context, emit the
3218                  * reconfiguration inline from that context. The update
3219                  * will then be ordered with respect to submission on that
3220                  * context.
3221                  *
3222                  * When set globally, we use a low priority kernel context,
3223                  * so it will effectively take effect when idle.
3224                  */
3225                 err = emit_oa_config(stream, config, oa_context(stream), NULL);
3226                 if (!err)
3227                         config = xchg(&stream->oa_config, config);
3228                 else
3229                         ret = err;
3230         }
3231
3232         i915_oa_config_put(config);
3233
3234         return ret;
3235 }
3236
3237 /**
3238  * i915_perf_ioctl_locked - support ioctl() usage with i915 perf stream FDs
3239  * @stream: An i915 perf stream
3240  * @cmd: the ioctl request
3241  * @arg: the ioctl data
3242  *
3243  * Note: The &perf->lock mutex has been taken to serialize
3244  * with any non-file-operation driver hooks.
3245  *
3246  * Returns: zero on success or a negative error code. Returns -EINVAL for
3247  * an unknown ioctl request.
3248  */
3249 static long i915_perf_ioctl_locked(struct i915_perf_stream *stream,
3250                                    unsigned int cmd,
3251                                    unsigned long arg)
3252 {
3253         switch (cmd) {
3254         case I915_PERF_IOCTL_ENABLE:
3255                 i915_perf_enable_locked(stream);
3256                 return 0;
3257         case I915_PERF_IOCTL_DISABLE:
3258                 i915_perf_disable_locked(stream);
3259                 return 0;
3260         case I915_PERF_IOCTL_CONFIG:
3261                 return i915_perf_config_locked(stream, arg);
3262         }
3263
3264         return -EINVAL;
3265 }
3266
3267 /**
3268  * i915_perf_ioctl - support ioctl() usage with i915 perf stream FDs
3269  * @file: An i915 perf stream file
3270  * @cmd: the ioctl request
3271  * @arg: the ioctl data
3272  *
3273  * Implementation deferred to i915_perf_ioctl_locked().
3274  *
3275  * Returns: zero on success or a negative error code. Returns -EINVAL for
3276  * an unknown ioctl request.
3277  */
3278 static long i915_perf_ioctl(struct file *file,
3279                             unsigned int cmd,
3280                             unsigned long arg)
3281 {
3282         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
3283         struct i915_perf *perf = stream->perf;
3284         long ret;
3285
3286         mutex_lock(&perf->lock);
3287         ret = i915_perf_ioctl_locked(stream, cmd, arg);
3288         mutex_unlock(&perf->lock);
3289
3290         return ret;
3291 }
3292
3293 /**
3294  * i915_perf_destroy_locked - destroy an i915 perf stream
3295  * @stream: An i915 perf stream
3296  *
3297  * Frees all resources associated with the given i915 perf @stream, disabling
3298  * any associated data capture in the process.
3299  *
3300  * Note: The &perf->lock mutex has been taken to serialize
3301  * with any non-file-operation driver hooks.
3302  */
3303 static void i915_perf_destroy_locked(struct i915_perf_stream *stream)
3304 {
3305         if (stream->enabled)
3306                 i915_perf_disable_locked(stream);
3307
3308         if (stream->ops->destroy)
3309                 stream->ops->destroy(stream);
3310
3311         if (stream->ctx)
3312                 i915_gem_context_put(stream->ctx);
3313
3314         kfree(stream);
3315 }
3316
3317 /**
3318  * i915_perf_release - handles userspace close() of a stream file
3319  * @inode: anonymous inode associated with file
3320  * @file: An i915 perf stream file
3321  *
3322  * Cleans up any resources associated with an open i915 perf stream file.
3323  *
3324  * NB: close() can't really fail from the userspace point of view.
3325  *
3326  * Returns: zero on success or a negative error code.
3327  */
3328 static int i915_perf_release(struct inode *inode, struct file *file)
3329 {
3330         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
3331         struct i915_perf *perf = stream->perf;
3332
3333         mutex_lock(&perf->lock);
3334         i915_perf_destroy_locked(stream);
3335         mutex_unlock(&perf->lock);
3336
3337         /* Release the reference the perf stream kept on the driver. */
3338         drm_dev_put(&perf->i915->drm);
3339
3340         return 0;
3341 }
3342
3343
3344 static const struct file_operations fops = {
3345         .owner          = THIS_MODULE,
3346         .llseek         = no_llseek,
3347         .release        = i915_perf_release,
3348         .poll           = i915_perf_poll,
3349         .read           = i915_perf_read,
3350         .unlocked_ioctl = i915_perf_ioctl,
3351         /* Our ioctl have no arguments, so it's safe to use the same function
3352          * to handle 32bits compatibility.
3353          */
3354         .compat_ioctl   = i915_perf_ioctl,
3355 };
3356
3357
3358 /**
3359  * i915_perf_open_ioctl_locked - DRM ioctl() for userspace to open a stream FD
3360  * @perf: i915 perf instance
3361  * @param: The open parameters passed to 'DRM_I915_PERF_OPEN`
3362  * @props: individually validated u64 property value pairs
3363  * @file: drm file
3364  *
3365  * See i915_perf_ioctl_open() for interface details.
3366  *
3367  * Implements further stream config validation and stream initialization on
3368  * behalf of i915_perf_open_ioctl() with the &perf->lock mutex
3369  * taken to serialize with any non-file-operation driver hooks.
3370  *
3371  * Note: at this point the @props have only been validated in isolation and
3372  * it's still necessary to validate that the combination of properties makes
3373  * sense.
3374  *
3375  * In the case where userspace is interested in OA unit metrics then further
3376  * config validation and stream initialization details will be handled by
3377  * i915_oa_stream_init(). The code here should only validate config state that
3378  * will be relevant to all stream types / backends.
3379  *
3380  * Returns: zero on success or a negative error code.
3381  */
3382 static int
3383 i915_perf_open_ioctl_locked(struct i915_perf *perf,
3384                             struct drm_i915_perf_open_param *param,
3385                             struct perf_open_properties *props,
3386                             struct drm_file *file)
3387 {
3388         struct i915_gem_context *specific_ctx = NULL;
3389         struct i915_perf_stream *stream = NULL;
3390         unsigned long f_flags = 0;
3391         bool privileged_op = true;
3392         int stream_fd;
3393         int ret;
3394
3395         if (props->single_context) {
3396                 u32 ctx_handle = props->ctx_handle;
3397                 struct drm_i915_file_private *file_priv = file->driver_priv;
3398
3399                 specific_ctx = i915_gem_context_lookup(file_priv, ctx_handle);
3400                 if (!specific_ctx) {
3401                         DRM_DEBUG("Failed to look up context with ID %u for opening perf stream\n",
3402                                   ctx_handle);
3403                         ret = -ENOENT;
3404                         goto err;
3405                 }
3406         }
3407
3408         /*
3409          * On Haswell the OA unit supports clock gating off for a specific
3410          * context and in this mode there's no visibility of metrics for the
3411          * rest of the system, which we consider acceptable for a
3412          * non-privileged client.
3413          *
3414          * For Gen8->11 the OA unit no longer supports clock gating off for a
3415          * specific context and the kernel can't securely stop the counters
3416          * from updating as system-wide / global values. Even though we can
3417          * filter reports based on the included context ID we can't block
3418          * clients from seeing the raw / global counter values via
3419          * MI_REPORT_PERF_COUNT commands and so consider it a privileged op to
3420          * enable the OA unit by default.
3421          *
3422          * For Gen12+ we gain a new OAR unit that only monitors the RCS on a
3423          * per context basis. So we can relax requirements there if the user
3424          * doesn't request global stream access (i.e. query based sampling
3425          * using MI_RECORD_PERF_COUNT.
3426          */
3427         if (IS_HASWELL(perf->i915) && specific_ctx)
3428                 privileged_op = false;
3429         else if (IS_GEN(perf->i915, 12) && specific_ctx &&
3430                  (props->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT) == 0)
3431                 privileged_op = false;
3432
3433         if (props->hold_preemption) {
3434                 if (!props->single_context) {
3435                         DRM_DEBUG("preemption disable with no context\n");
3436                         ret = -EINVAL;
3437                         goto err;
3438                 }
3439                 privileged_op = true;
3440         }
3441
3442         /*
3443          * Asking for SSEU configuration is a priviliged operation.
3444          */
3445         if (props->has_sseu)
3446                 privileged_op = true;
3447         else
3448                 get_default_sseu_config(&props->sseu, props->engine);
3449
3450         /* Similar to perf's kernel.perf_paranoid_cpu sysctl option
3451          * we check a dev.i915.perf_stream_paranoid sysctl option
3452          * to determine if it's ok to access system wide OA counters
3453          * without CAP_PERFMON or CAP_SYS_ADMIN privileges.
3454          */
3455         if (privileged_op &&
3456             i915_perf_stream_paranoid && !perfmon_capable()) {
3457                 DRM_DEBUG("Insufficient privileges to open i915 perf stream\n");
3458                 ret = -EACCES;
3459                 goto err_ctx;
3460         }
3461
3462         stream = kzalloc(sizeof(*stream), GFP_KERNEL);
3463         if (!stream) {
3464                 ret = -ENOMEM;
3465                 goto err_ctx;
3466         }
3467
3468         stream->perf = perf;
3469         stream->ctx = specific_ctx;
3470         stream->poll_oa_period = props->poll_oa_period;
3471
3472         ret = i915_oa_stream_init(stream, param, props);
3473         if (ret)
3474                 goto err_alloc;
3475
3476         /* we avoid simply assigning stream->sample_flags = props->sample_flags
3477          * to have _stream_init check the combination of sample flags more
3478          * thoroughly, but still this is the expected result at this point.
3479          */
3480         if (WARN_ON(stream->sample_flags != props->sample_flags)) {
3481                 ret = -ENODEV;
3482                 goto err_flags;
3483         }
3484
3485         if (param->flags & I915_PERF_FLAG_FD_CLOEXEC)
3486                 f_flags |= O_CLOEXEC;
3487         if (param->flags & I915_PERF_FLAG_FD_NONBLOCK)
3488                 f_flags |= O_NONBLOCK;
3489
3490         stream_fd = anon_inode_getfd("[i915_perf]", &fops, stream, f_flags);
3491         if (stream_fd < 0) {
3492                 ret = stream_fd;
3493                 goto err_flags;
3494         }
3495
3496         if (!(param->flags & I915_PERF_FLAG_DISABLED))
3497                 i915_perf_enable_locked(stream);
3498
3499         /* Take a reference on the driver that will be kept with stream_fd
3500          * until its release.
3501          */
3502         drm_dev_get(&perf->i915->drm);
3503
3504         return stream_fd;
3505
3506 err_flags:
3507         if (stream->ops->destroy)
3508                 stream->ops->destroy(stream);
3509 err_alloc:
3510         kfree(stream);
3511 err_ctx:
3512         if (specific_ctx)
3513                 i915_gem_context_put(specific_ctx);
3514 err:
3515         return ret;
3516 }
3517
3518 static u64 oa_exponent_to_ns(struct i915_perf *perf, int exponent)
3519 {
3520         return intel_gt_clock_interval_to_ns(perf->i915->ggtt.vm.gt,
3521                                              2ULL << exponent);
3522 }
3523
3524 /**
3525  * read_properties_unlocked - validate + copy userspace stream open properties
3526  * @perf: i915 perf instance
3527  * @uprops: The array of u64 key value pairs given by userspace
3528  * @n_props: The number of key value pairs expected in @uprops
3529  * @props: The stream configuration built up while validating properties
3530  *
3531  * Note this function only validates properties in isolation it doesn't
3532  * validate that the combination of properties makes sense or that all
3533  * properties necessary for a particular kind of stream have been set.
3534  *
3535  * Note that there currently aren't any ordering requirements for properties so
3536  * we shouldn't validate or assume anything about ordering here. This doesn't
3537  * rule out defining new properties with ordering requirements in the future.
3538  */
3539 static int read_properties_unlocked(struct i915_perf *perf,
3540                                     u64 __user *uprops,
3541                                     u32 n_props,
3542                                     struct perf_open_properties *props)
3543 {
3544         u64 __user *uprop = uprops;
3545         u32 i;
3546         int ret;
3547
3548         memset(props, 0, sizeof(struct perf_open_properties));
3549         props->poll_oa_period = DEFAULT_POLL_PERIOD_NS;
3550
3551         if (!n_props) {
3552                 DRM_DEBUG("No i915 perf properties given\n");
3553                 return -EINVAL;
3554         }
3555
3556         /* At the moment we only support using i915-perf on the RCS. */
3557         props->engine = intel_engine_lookup_user(perf->i915,
3558                                                  I915_ENGINE_CLASS_RENDER,
3559                                                  0);
3560         if (!props->engine) {
3561                 DRM_DEBUG("No RENDER-capable engines\n");
3562                 return -EINVAL;
3563         }
3564
3565         /* Considering that ID = 0 is reserved and assuming that we don't
3566          * (currently) expect any configurations to ever specify duplicate
3567          * values for a particular property ID then the last _PROP_MAX value is
3568          * one greater than the maximum number of properties we expect to get
3569          * from userspace.
3570          */
3571         if (n_props >= DRM_I915_PERF_PROP_MAX) {
3572                 DRM_DEBUG("More i915 perf properties specified than exist\n");
3573                 return -EINVAL;
3574         }
3575
3576         for (i = 0; i < n_props; i++) {
3577                 u64 oa_period, oa_freq_hz;
3578                 u64 id, value;
3579
3580                 ret = get_user(id, uprop);
3581                 if (ret)
3582                         return ret;
3583
3584                 ret = get_user(value, uprop + 1);
3585                 if (ret)
3586                         return ret;
3587
3588                 if (id == 0 || id >= DRM_I915_PERF_PROP_MAX) {
3589                         DRM_DEBUG("Unknown i915 perf property ID\n");
3590                         return -EINVAL;
3591                 }
3592
3593                 switch ((enum drm_i915_perf_property_id)id) {
3594                 case DRM_I915_PERF_PROP_CTX_HANDLE:
3595                         props->single_context = 1;
3596                         props->ctx_handle = value;
3597                         break;
3598                 case DRM_I915_PERF_PROP_SAMPLE_OA:
3599                         if (value)
3600                                 props->sample_flags |= SAMPLE_OA_REPORT;
3601                         break;
3602                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_METRICS_SET:
3603                         if (value == 0) {
3604                                 DRM_DEBUG("Unknown OA metric set ID\n");
3605                                 return -EINVAL;
3606                         }
3607                         props->metrics_set = value;
3608                         break;
3609                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_FORMAT:
3610                         if (value == 0 || value >= I915_OA_FORMAT_MAX) {
3611                                 DRM_DEBUG("Out-of-range OA report format %llu\n",
3612                                           value);
3613                                 return -EINVAL;
3614                         }
3615                         if (!perf->oa_formats[value].size) {
3616                                 DRM_DEBUG("Unsupported OA report format %llu\n",
3617                                           value);
3618                                 return -EINVAL;
3619                         }
3620                         props->oa_format = value;
3621                         break;
3622                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_EXPONENT:
3623                         if (value > OA_EXPONENT_MAX) {
3624                                 DRM_DEBUG("OA timer exponent too high (> %u)\n",
3625                                          OA_EXPONENT_MAX);
3626                                 return -EINVAL;
3627                         }
3628
3629                         /* Theoretically we can program the OA unit to sample
3630                          * e.g. every 160ns for HSW, 167ns for BDW/SKL or 104ns
3631                          * for BXT. We don't allow such high sampling
3632                          * frequencies by default unless root.
3633                          */
3634
3635                         BUILD_BUG_ON(sizeof(oa_period) != 8);
3636                         oa_period = oa_exponent_to_ns(perf, value);
3637
3638                         /* This check is primarily to ensure that oa_period <=
3639                          * UINT32_MAX (before passing to do_div which only
3640                          * accepts a u32 denominator), but we can also skip
3641                          * checking anything < 1Hz which implicitly can't be
3642                          * limited via an integer oa_max_sample_rate.
3643                          */
3644                         if (oa_period <= NSEC_PER_SEC) {
3645                                 u64 tmp = NSEC_PER_SEC;
3646                                 do_div(tmp, oa_period);
3647                                 oa_freq_hz = tmp;
3648                         } else
3649                                 oa_freq_hz = 0;
3650
3651                         if (oa_freq_hz > i915_oa_max_sample_rate && !perfmon_capable()) {
3652                                 DRM_DEBUG("OA exponent would exceed the max sampling frequency (sysctl dev.i915.oa_max_sample_rate) %uHz without CAP_PERFMON or CAP_SYS_ADMIN privileges\n",
3653                                           i915_oa_max_sample_rate);
3654                                 return -EACCES;
3655                         }
3656
3657                         props->oa_periodic = true;
3658                         props->oa_period_exponent = value;
3659                         break;
3660                 case DRM_I915_PERF_PROP_HOLD_PREEMPTION:
3661                         props->hold_preemption = !!value;
3662                         break;
3663                 case DRM_I915_PERF_PROP_GLOBAL_SSEU: {
3664                         struct drm_i915_gem_context_param_sseu user_sseu;
3665
3666                         if (copy_from_user(&user_sseu,
3667                                            u64_to_user_ptr(value),
3668                                            sizeof(user_sseu))) {
3669                                 DRM_DEBUG("Unable to copy global sseu parameter\n");
3670                                 return -EFAULT;
3671                         }
3672
3673                         ret = get_sseu_config(&props->sseu, props->engine, &user_sseu);
3674                         if (ret) {
3675                                 DRM_DEBUG("Invalid SSEU configuration\n");
3676                                 return ret;
3677                         }
3678                         props->has_sseu = true;
3679                         break;
3680                 }
3681                 case DRM_I915_PERF_PROP_POLL_OA_PERIOD:
3682                         if (value < 100000 /* 100us */) {
3683                                 DRM_DEBUG("OA availability timer too small (%lluns < 100us)\n",
3684                                           value);
3685                                 return -EINVAL;
3686                         }
3687                         props->poll_oa_period = value;
3688                         break;
3689                 case DRM_I915_PERF_PROP_MAX:
3690                         MISSING_CASE(id);
3691                         return -EINVAL;
3692                 }
3693
3694                 uprop += 2;
3695         }
3696
3697         return 0;
3698 }
3699
3700 /**
3701  * i915_perf_open_ioctl - DRM ioctl() for userspace to open a stream FD
3702  * @dev: drm device
3703  * @data: ioctl data copied from userspace (unvalidated)
3704  * @file: drm file
3705  *
3706  * Validates the stream open parameters given by userspace including flags
3707  * and an array of u64 key, value pair properties.
3708  *
3709  * Very little is assumed up front about the nature of the stream being
3710  * opened (for instance we don't assume it's for periodic OA unit metrics). An
3711  * i915-perf stream is expected to be a suitable interface for other forms of
3712  * buffered data written by the GPU besides periodic OA metrics.
3713  *
3714  * Note we copy the properties from userspace outside of the i915 perf
3715  * mutex to avoid an awkward lockdep with mmap_lock.
3716  *
3717  * Most of the implementation details are handled by
3718  * i915_perf_open_ioctl_locked() after taking the &perf->lock
3719  * mutex for serializing with any non-file-operation driver hooks.
3720  *
3721  * Return: A newly opened i915 Perf stream file descriptor or negative
3722  * error code on failure.
3723  */
3724 int i915_perf_open_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
3725                          struct drm_file *file)
3726 {
3727         struct i915_perf *perf = &to_i915(dev)->perf;
3728         struct drm_i915_perf_open_param *param = data;
3729         struct perf_open_properties props;
3730         u32 known_open_flags;
3731         int ret;
3732
3733         if (!perf->i915) {
3734                 DRM_DEBUG("i915 perf interface not available for this system\n");
3735                 return -ENOTSUPP;
3736         }
3737
3738         known_open_flags = I915_PERF_FLAG_FD_CLOEXEC |
3739                            I915_PERF_FLAG_FD_NONBLOCK |
3740                            I915_PERF_FLAG_DISABLED;
3741         if (param->flags & ~known_open_flags) {
3742                 DRM_DEBUG("Unknown drm_i915_perf_open_param flag\n");
3743                 return -EINVAL;
3744         }
3745
3746         ret = read_properties_unlocked(perf,
3747                                        u64_to_user_ptr(param->properties_ptr),
3748                                        param->num_properties,
3749                                        &props);
3750         if (ret)
3751                 return ret;
3752
3753         mutex_lock(&perf->lock);
3754         ret = i915_perf_open_ioctl_locked(perf, param, &props, file);
3755         mutex_unlock(&perf->lock);
3756
3757         return ret;
3758 }
3759
3760 /**
3761  * i915_perf_register - exposes i915-perf to userspace
3762  * @i915: i915 device instance
3763  *
3764  * In particular OA metric sets are advertised under a sysfs metrics/
3765  * directory allowing userspace to enumerate valid IDs that can be
3766  * used to open an i915-perf stream.
3767  */
3768 void i915_perf_register(struct drm_i915_private *i915)
3769 {
3770         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
3771
3772         if (!perf->i915)
3773                 return;
3774
3775         /* To be sure we're synchronized with an attempted
3776          * i915_perf_open_ioctl(); considering that we register after
3777          * being exposed to userspace.
3778          */
3779         mutex_lock(&perf->lock);
3780
3781         perf->metrics_kobj =
3782                 kobject_create_and_add("metrics",
3783                                        &i915->drm.primary->kdev->kobj);
3784
3785         mutex_unlock(&perf->lock);
3786 }
3787
3788 /**
3789  * i915_perf_unregister - hide i915-perf from userspace
3790  * @i915: i915 device instance
3791  *
3792  * i915-perf state cleanup is split up into an 'unregister' and
3793  * 'deinit' phase where the interface is first hidden from
3794  * userspace by i915_perf_unregister() before cleaning up
3795  * remaining state in i915_perf_fini().
3796  */
3797 void i915_perf_unregister(struct drm_i915_private *i915)
3798 {
3799         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
3800
3801         if (!perf->metrics_kobj)
3802                 return;
3803
3804         kobject_put(perf->metrics_kobj);
3805         perf->metrics_kobj = NULL;
3806 }
3807
3808 static bool gen8_is_valid_flex_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3809 {
3810         static const i915_reg_t flex_eu_regs[] = {
3811                 EU_PERF_CNTL0,
3812                 EU_PERF_CNTL1,
3813                 EU_PERF_CNTL2,
3814                 EU_PERF_CNTL3,
3815                 EU_PERF_CNTL4,
3816                 EU_PERF_CNTL5,
3817                 EU_PERF_CNTL6,
3818         };
3819         int i;
3820
3821         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(flex_eu_regs); i++) {
3822                 if (i915_mmio_reg_offset(flex_eu_regs[i]) == addr)
3823                         return true;
3824         }
3825         return false;
3826 }
3827
3828 #define ADDR_IN_RANGE(addr, start, end) \
3829         ((addr) >= (start) && \
3830          (addr) <= (end))
3831
3832 #define REG_IN_RANGE(addr, start, end) \
3833         ((addr) >= i915_mmio_reg_offset(start) && \
3834          (addr) <= i915_mmio_reg_offset(end))
3835
3836 #define REG_EQUAL(addr, mmio) \
3837         ((addr) == i915_mmio_reg_offset(mmio))
3838
3839 static bool gen7_is_valid_b_counter_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3840 {
3841         return REG_IN_RANGE(addr, OASTARTTRIG1, OASTARTTRIG8) ||
3842                REG_IN_RANGE(addr, OAREPORTTRIG1, OAREPORTTRIG8) ||
3843                REG_IN_RANGE(addr, OACEC0_0, OACEC7_1);
3844 }
3845
3846 static bool gen7_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3847 {
3848         return REG_EQUAL(addr, HALF_SLICE_CHICKEN2) ||
3849                REG_IN_RANGE(addr, MICRO_BP0_0, NOA_WRITE) ||
3850                REG_IN_RANGE(addr, OA_PERFCNT1_LO, OA_PERFCNT2_HI) ||
3851                REG_IN_RANGE(addr, OA_PERFMATRIX_LO, OA_PERFMATRIX_HI);
3852 }
3853
3854 static bool gen8_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3855 {
3856         return gen7_is_valid_mux_addr(perf, addr) ||
3857                REG_EQUAL(addr, WAIT_FOR_RC6_EXIT) ||
3858                REG_IN_RANGE(addr, RPM_CONFIG0, NOA_CONFIG(8));
3859 }
3860
3861 static bool gen10_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3862 {
3863         return gen8_is_valid_mux_addr(perf, addr) ||
3864                REG_EQUAL(addr, GEN10_NOA_WRITE_HIGH) ||
3865                REG_IN_RANGE(addr, OA_PERFCNT3_LO, OA_PERFCNT4_HI);
3866 }
3867
3868 static bool hsw_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3869 {
3870         return gen7_is_valid_mux_addr(perf, addr) ||
3871                ADDR_IN_RANGE(addr, 0x25100, 0x2FF90) ||
3872                REG_IN_RANGE(addr, HSW_MBVID2_NOA0, HSW_MBVID2_NOA9) ||
3873                REG_EQUAL(addr, HSW_MBVID2_MISR0);
3874 }
3875
3876 static bool chv_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3877 {
3878         return gen7_is_valid_mux_addr(perf, addr) ||
3879                ADDR_IN_RANGE(addr, 0x182300, 0x1823A4);
3880 }
3881
3882 static bool gen12_is_valid_b_counter_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3883 {
3884         return REG_IN_RANGE(addr, GEN12_OAG_OASTARTTRIG1, GEN12_OAG_OASTARTTRIG8) ||
3885                REG_IN_RANGE(addr, GEN12_OAG_OAREPORTTRIG1, GEN12_OAG_OAREPORTTRIG8) ||
3886                REG_IN_RANGE(addr, GEN12_OAG_CEC0_0, GEN12_OAG_CEC7_1) ||
3887                REG_IN_RANGE(addr, GEN12_OAG_SCEC0_0, GEN12_OAG_SCEC7_1) ||
3888                REG_EQUAL(addr, GEN12_OAA_DBG_REG) ||
3889                REG_EQUAL(addr, GEN12_OAG_OA_PESS) ||
3890                REG_EQUAL(addr, GEN12_OAG_SPCTR_CNF);
3891 }
3892
3893 static bool gen12_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3894 {
3895         return REG_EQUAL(addr, NOA_WRITE) ||
3896                REG_EQUAL(addr, GEN10_NOA_WRITE_HIGH) ||
3897                REG_EQUAL(addr, GDT_CHICKEN_BITS) ||
3898                REG_EQUAL(addr, WAIT_FOR_RC6_EXIT) ||
3899                REG_EQUAL(addr, RPM_CONFIG0) ||
3900                REG_EQUAL(addr, RPM_CONFIG1) ||
3901                REG_IN_RANGE(addr, NOA_CONFIG(0), NOA_CONFIG(8));
3902 }
3903
3904 static u32 mask_reg_value(u32 reg, u32 val)
3905 {
3906         /* HALF_SLICE_CHICKEN2 is programmed with a the
3907          * WaDisableSTUnitPowerOptimization workaround. Make sure the value
3908          * programmed by userspace doesn't change this.
3909          */
3910         if (REG_EQUAL(reg, HALF_SLICE_CHICKEN2))
3911                 val = val & ~_MASKED_BIT_ENABLE(GEN8_ST_PO_DISABLE);
3912
3913         /* WAIT_FOR_RC6_EXIT has only one bit fullfilling the function
3914          * indicated by its name and a bunch of selection fields used by OA
3915          * configs.
3916          */
3917         if (REG_EQUAL(reg, WAIT_FOR_RC6_EXIT))
3918                 val = val & ~_MASKED_BIT_ENABLE(HSW_WAIT_FOR_RC6_EXIT_ENABLE);
3919
3920         return val;
3921 }
3922
3923 static struct i915_oa_reg *alloc_oa_regs(struct i915_perf *perf,
3924                                          bool (*is_valid)(struct i915_perf *perf, u32 addr),
3925                                          u32 __user *regs,
3926                                          u32 n_regs)
3927 {
3928         struct i915_oa_reg *oa_regs;
3929         int err;
3930         u32 i;
3931
3932         if (!n_regs)
3933                 return NULL;
3934
3935         /* No is_valid function means we're not allowing any register to be programmed. */
3936         GEM_BUG_ON(!is_valid);
3937         if (!is_valid)
3938                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3939
3940         oa_regs = kmalloc_array(n_regs, sizeof(*oa_regs), GFP_KERNEL);
3941         if (!oa_regs)
3942                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
3943
3944         for (i = 0; i < n_regs; i++) {
3945                 u32 addr, value;
3946
3947                 err = get_user(addr, regs);
3948                 if (err)
3949                         goto addr_err;
3950
3951                 if (!is_valid(perf, addr)) {
3952                         DRM_DEBUG("Invalid oa_reg address: %X\n", addr);
3953                         err = -EINVAL;
3954                         goto addr_err;
3955                 }
3956
3957                 err = get_user(value, regs + 1);
3958                 if (err)
3959                         goto addr_err;
3960
3961                 oa_regs[i].addr = _MMIO(addr);
3962                 oa_regs[i].value = mask_reg_value(addr, value);
3963
3964                 regs += 2;
3965         }
3966
3967         return oa_regs;
3968
3969 addr_err:
3970         kfree(oa_regs);
3971         return ERR_PTR(err);
3972 }
3973
3974 static ssize_t show_dynamic_id(struct device *dev,
3975                                struct device_attribute *attr,
3976                                char *buf)
3977 {
3978         struct i915_oa_config *oa_config =
3979                 container_of(attr, typeof(*oa_config), sysfs_metric_id);
3980
3981         return sprintf(buf, "%d\n", oa_config->id);
3982 }
3983
3984 static int create_dynamic_oa_sysfs_entry(struct i915_perf *perf,
3985                                          struct i915_oa_config *oa_config)
3986 {
3987         sysfs_attr_init(&oa_config->sysfs_metric_id.attr);
3988         oa_config->sysfs_metric_id.attr.name = "id";
3989         oa_config->sysfs_metric_id.attr.mode = S_IRUGO;
3990         oa_config->sysfs_metric_id.show = show_dynamic_id;
3991         oa_config->sysfs_metric_id.store = NULL;
3992
3993         oa_config->attrs[0] = &oa_config->sysfs_metric_id.attr;
3994         oa_config->attrs[1] = NULL;
3995
3996         oa_config->sysfs_metric.name = oa_config->uuid;
3997         oa_config->sysfs_metric.attrs = oa_config->attrs;
3998
3999         return sysfs_create_group(perf->metrics_kobj,
4000                                   &oa_config->sysfs_metric);
4001 }
4002
4003 /**
4004  * i915_perf_add_config_ioctl - DRM ioctl() for userspace to add a new OA config
4005  * @dev: drm device
4006  * @data: ioctl data (pointer to struct drm_i915_perf_oa_config) copied from
4007  *        userspace (unvalidated)
4008  * @file: drm file
4009  *
4010  * Validates the submitted OA register to be saved into a new OA config that
4011  * can then be used for programming the OA unit and its NOA network.
4012  *
4013  * Returns: A new allocated config number to be used with the perf open ioctl
4014  * or a negative error code on failure.
4015  */
4016 int i915_perf_add_config_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
4017                                struct drm_file *file)
4018 {
4019         struct i915_perf *perf = &to_i915(dev)->perf;
4020         struct drm_i915_perf_oa_config *args = data;
4021         struct i915_oa_config *oa_config, *tmp;
4022         struct i915_oa_reg *regs;
4023         int err, id;
4024
4025         if (!perf->i915) {
4026                 DRM_DEBUG("i915 perf interface not available for this system\n");
4027                 return -ENOTSUPP;
4028         }
4029
4030         if (!perf->metrics_kobj) {
4031                 DRM_DEBUG("OA metrics weren't advertised via sysfs\n");
4032                 return -EINVAL;
4033         }
4034
4035         if (i915_perf_stream_paranoid && !perfmon_capable()) {
4036                 DRM_DEBUG("Insufficient privileges to add i915 OA config\n");
4037                 return -EACCES;
4038         }
4039
4040         if ((!args->mux_regs_ptr || !args->n_mux_regs) &&
4041             (!args->boolean_regs_ptr || !args->n_boolean_regs) &&
4042             (!args->flex_regs_ptr || !args->n_flex_regs)) {
4043                 DRM_DEBUG("No OA registers given\n");
4044                 return -EINVAL;
4045         }
4046
4047         oa_config = kzalloc(sizeof(*oa_config), GFP_KERNEL);
4048         if (!oa_config) {
4049                 DRM_DEBUG("Failed to allocate memory for the OA config\n");
4050                 return -ENOMEM;
4051         }
4052
4053         oa_config->perf = perf;
4054         kref_init(&oa_config->ref);
4055
4056         if (!uuid_is_valid(args->uuid)) {
4057                 DRM_DEBUG("Invalid uuid format for OA config\n");
4058                 err = -EINVAL;
4059                 goto reg_err;
4060         }
4061
4062         /* Last character in oa_config->uuid will be 0 because oa_config is
4063          * kzalloc.
4064          */
4065         memcpy(oa_config->uuid, args->uuid, sizeof(args->uuid));
4066
4067         oa_config->mux_regs_len = args->n_mux_regs;
4068         regs = alloc_oa_regs(perf,
4069                              perf->ops.is_valid_mux_reg,
4070                              u64_to_user_ptr(args->mux_regs_ptr),
4071                              args->n_mux_regs);
4072
4073         if (IS_ERR(regs)) {
4074                 DRM_DEBUG("Failed to create OA config for mux_regs\n");
4075                 err = PTR_ERR(regs);
4076                 goto reg_err;
4077         }
4078         oa_config->mux_regs = regs;
4079
4080         oa_config->b_counter_regs_len = args->n_boolean_regs;
4081         regs = alloc_oa_regs(perf,
4082                              perf->ops.is_valid_b_counter_reg,
4083                              u64_to_user_ptr(args->boolean_regs_ptr),
4084                              args->n_boolean_regs);
4085
4086         if (IS_ERR(regs)) {
4087                 DRM_DEBUG("Failed to create OA config for b_counter_regs\n");
4088                 err = PTR_ERR(regs);
4089                 goto reg_err;
4090         }
4091         oa_config->b_counter_regs = regs;
4092
4093         if (INTEL_GEN(perf->i915) < 8) {
4094                 if (args->n_flex_regs != 0) {
4095                         err = -EINVAL;
4096                         goto reg_err;
4097                 }
4098         } else {
4099                 oa_config->flex_regs_len = args->n_flex_regs;
4100                 regs = alloc_oa_regs(perf,
4101                                      perf->ops.is_valid_flex_reg,
4102                                      u64_to_user_ptr(args->flex_regs_ptr),
4103                                      args->n_flex_regs);
4104
4105                 if (IS_ERR(regs)) {
4106                         DRM_DEBUG("Failed to create OA config for flex_regs\n");
4107                         err = PTR_ERR(regs);
4108                         goto reg_err;
4109                 }
4110                 oa_config->flex_regs = regs;
4111         }
4112
4113         err = mutex_lock_interruptible(&perf->metrics_lock);
4114         if (err)
4115                 goto reg_err;
4116
4117         /* We shouldn't have too many configs, so this iteration shouldn't be
4118          * too costly.
4119          */
4120         idr_for_each_entry(&perf->metrics_idr, tmp, id) {
4121                 if (!strcmp(tmp->uuid, oa_config->uuid)) {
4122                         DRM_DEBUG("OA config already exists with this uuid\n");
4123                         err = -EADDRINUSE;
4124                         goto sysfs_err;
4125                 }
4126         }
4127
4128         err = create_dynamic_oa_sysfs_entry(perf, oa_config);
4129         if (err) {
4130                 DRM_DEBUG("Failed to create sysfs entry for OA config\n");
4131                 goto sysfs_err;
4132         }
4133
4134         /* Config id 0 is invalid, id 1 for kernel stored test config. */
4135         oa_config->id = idr_alloc(&perf->metrics_idr,
4136                                   oa_config, 2,
4137                                   0, GFP_KERNEL);
4138         if (oa_config->id < 0) {
4139                 DRM_DEBUG("Failed to create sysfs entry for OA config\n");
4140                 err = oa_config->id;
4141                 goto sysfs_err;
4142         }
4143
4144         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4145
4146         DRM_DEBUG("Added config %s id=%i\n", oa_config->uuid, oa_config->id);
4147
4148         return oa_config->id;
4149
4150 sysfs_err:
4151         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4152 reg_err:
4153         i915_oa_config_put(oa_config);
4154         DRM_DEBUG("Failed to add new OA config\n");
4155         return err;
4156 }
4157
4158 /**
4159  * i915_perf_remove_config_ioctl - DRM ioctl() for userspace to remove an OA config
4160  * @dev: drm device
4161  * @data: ioctl data (pointer to u64 integer) copied from userspace
4162  * @file: drm file
4163  *
4164  * Configs can be removed while being used, the will stop appearing in sysfs
4165  * and their content will be freed when the stream using the config is closed.
4166  *
4167  * Returns: 0 on success or a negative error code on failure.
4168  */
4169 int i915_perf_remove_config_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
4170                                   struct drm_file *file)
4171 {
4172         struct i915_perf *perf = &to_i915(dev)->perf;
4173         u64 *arg = data;
4174         struct i915_oa_config *oa_config;
4175         int ret;
4176
4177         if (!perf->i915) {
4178                 DRM_DEBUG("i915 perf interface not available for this system\n");
4179                 return -ENOTSUPP;
4180         }
4181
4182         if (i915_perf_stream_paranoid && !perfmon_capable()) {
4183                 DRM_DEBUG("Insufficient privileges to remove i915 OA config\n");
4184                 return -EACCES;
4185         }
4186
4187         ret = mutex_lock_interruptible(&perf->metrics_lock);
4188         if (ret)
4189                 return ret;
4190
4191         oa_config = idr_find(&perf->metrics_idr, *arg);
4192         if (!oa_config) {
4193                 DRM_DEBUG("Failed to remove unknown OA config\n");
4194                 ret = -ENOENT;
4195                 goto err_unlock;
4196         }
4197
4198         GEM_BUG_ON(*arg != oa_config->id);
4199
4200         sysfs_remove_group(perf->metrics_kobj, &oa_config->sysfs_metric);
4201
4202         idr_remove(&perf->metrics_idr, *arg);
4203
4204         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4205
4206         DRM_DEBUG("Removed config %s id=%i\n", oa_config->uuid, oa_config->id);
4207
4208         i915_oa_config_put(oa_config);
4209
4210         return 0;
4211
4212 err_unlock:
4213         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4214         return ret;
4215 }
4216
4217 static struct ctl_table oa_table[] = {
4218         {
4219          .procname = "perf_stream_paranoid",
4220          .data = &i915_perf_stream_paranoid,
4221          .maxlen = sizeof(i915_perf_stream_paranoid),
4222          .mode = 0644,
4223          .proc_handler = proc_dointvec_minmax,
4224          .extra1 = SYSCTL_ZERO,
4225          .extra2 = SYSCTL_ONE,
4226          },
4227         {
4228          .procname = "oa_max_sample_rate",
4229          .data = &i915_oa_max_sample_rate,
4230          .maxlen = sizeof(i915_oa_max_sample_rate),
4231          .mode = 0644,
4232          .proc_handler = proc_dointvec_minmax,
4233          .extra1 = SYSCTL_ZERO,
4234          .extra2 = &oa_sample_rate_hard_limit,
4235          },
4236         {}
4237 };
4238
4239 static struct ctl_table i915_root[] = {
4240         {
4241          .procname = "i915",
4242          .maxlen = 0,
4243          .mode = 0555,
4244          .child = oa_table,
4245          },
4246         {}
4247 };
4248
4249 static struct ctl_table dev_root[] = {
4250         {
4251          .procname = "dev",
4252          .maxlen = 0,
4253          .mode = 0555,
4254          .child = i915_root,
4255          },
4256         {}
4257 };
4258
4259 /**
4260  * i915_perf_init - initialize i915-perf state on module bind
4261  * @i915: i915 device instance
4262  *
4263  * Initializes i915-perf state without exposing anything to userspace.
4264  *
4265  * Note: i915-perf initialization is split into an 'init' and 'register'
4266  * phase with the i915_perf_register() exposing state to userspace.
4267  */
4268 void i915_perf_init(struct drm_i915_private *i915)
4269 {
4270         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
4271
4272         /* XXX const struct i915_perf_ops! */
4273
4274         if (IS_HASWELL(i915)) {
4275                 perf->ops.is_valid_b_counter_reg = gen7_is_valid_b_counter_addr;
4276                 perf->ops.is_valid_mux_reg = hsw_is_valid_mux_addr;
4277                 perf->ops.is_valid_flex_reg = NULL;
4278                 perf->ops.enable_metric_set = hsw_enable_metric_set;
4279                 perf->ops.disable_metric_set = hsw_disable_metric_set;
4280                 perf->ops.oa_enable = gen7_oa_enable;
4281                 perf->ops.oa_disable = gen7_oa_disable;
4282                 perf->ops.read = gen7_oa_read;
4283                 perf->ops.oa_hw_tail_read = gen7_oa_hw_tail_read;
4284
4285                 perf->oa_formats = hsw_oa_formats;
4286         } else if (HAS_LOGICAL_RING_CONTEXTS(i915)) {
4287                 /* Note: that although we could theoretically also support the
4288                  * legacy ringbuffer mode on BDW (and earlier iterations of
4289                  * this driver, before upstreaming did this) it didn't seem
4290                  * worth the complexity to maintain now that BDW+ enable
4291                  * execlist mode by default.
4292                  */
4293                 perf->ops.read = gen8_oa_read;
4294
4295                 if (IS_GEN_RANGE(i915, 8, 9)) {
4296                         perf->oa_formats = gen8_plus_oa_formats;
4297
4298                         perf->ops.is_valid_b_counter_reg =
4299                                 gen7_is_valid_b_counter_addr;
4300                         perf->ops.is_valid_mux_reg =
4301                                 gen8_is_valid_mux_addr;
4302                         perf->ops.is_valid_flex_reg =
4303                                 gen8_is_valid_flex_addr;
4304
4305                         if (IS_CHERRYVIEW(i915)) {
4306                                 perf->ops.is_valid_mux_reg =
4307                                         chv_is_valid_mux_addr;
4308                         }
4309
4310                         perf->ops.oa_enable = gen8_oa_enable;
4311                         perf->ops.oa_disable = gen8_oa_disable;
4312                         perf->ops.enable_metric_set = gen8_enable_metric_set;
4313                         perf->ops.disable_metric_set = gen8_disable_metric_set;
4314                         perf->ops.oa_hw_tail_read = gen8_oa_hw_tail_read;
4315
4316                         if (IS_GEN(i915, 8)) {
4317                                 perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x120;
4318                                 perf->ctx_flexeu0_offset = 0x2ce;
4319
4320                                 perf->gen8_valid_ctx_bit = BIT(25);
4321                         } else {
4322                                 perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x128;
4323                                 perf->ctx_flexeu0_offset = 0x3de;
4324
4325                                 perf->gen8_valid_ctx_bit = BIT(16);
4326                         }
4327                 } else if (IS_GEN_RANGE(i915, 10, 11)) {
4328                         perf->oa_formats = gen8_plus_oa_formats;
4329
4330                         perf->ops.is_valid_b_counter_reg =
4331                                 gen7_is_valid_b_counter_addr;
4332                         perf->ops.is_valid_mux_reg =
4333                                 gen10_is_valid_mux_addr;
4334                         perf->ops.is_valid_flex_reg =
4335                                 gen8_is_valid_flex_addr;
4336
4337                         perf->ops.oa_enable = gen8_oa_enable;
4338                         perf->ops.oa_disable = gen8_oa_disable;
4339                         perf->ops.enable_metric_set = gen8_enable_metric_set;
4340                         perf->ops.disable_metric_set = gen10_disable_metric_set;
4341                         perf->ops.oa_hw_tail_read = gen8_oa_hw_tail_read;
4342
4343                         if (IS_GEN(i915, 10)) {
4344                                 perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x128;
4345                                 perf->ctx_flexeu0_offset = 0x3de;
4346                         } else {
4347                                 perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x124;
4348                                 perf->ctx_flexeu0_offset = 0x78e;
4349                         }
4350                         perf->gen8_valid_ctx_bit = BIT(16);
4351                 } else if (IS_GEN(i915, 12)) {
4352                         perf->oa_formats = gen12_oa_formats;
4353
4354                         perf->ops.is_valid_b_counter_reg =
4355                                 gen12_is_valid_b_counter_addr;
4356                         perf->ops.is_valid_mux_reg =
4357                                 gen12_is_valid_mux_addr;
4358                         perf->ops.is_valid_flex_reg =
4359                                 gen8_is_valid_flex_addr;
4360
4361                         perf->ops.oa_enable = gen12_oa_enable;
4362                         perf->ops.oa_disable = gen12_oa_disable;
4363                         perf->ops.enable_metric_set = gen12_enable_metric_set;
4364                         perf->ops.disable_metric_set = gen12_disable_metric_set;
4365                         perf->ops.oa_hw_tail_read = gen12_oa_hw_tail_read;
4366
4367                         perf->ctx_flexeu0_offset = 0;
4368                         perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x144;
4369                 }
4370         }
4371
4372         if (perf->ops.enable_metric_set) {
4373                 mutex_init(&perf->lock);
4374
4375                 /* Choose a representative limit */
4376                 oa_sample_rate_hard_limit = i915->gt.clock_frequency / 2;
4377
4378                 mutex_init(&perf->metrics_lock);
4379                 idr_init_base(&perf->metrics_idr, 1);
4380
4381                 /* We set up some ratelimit state to potentially throttle any
4382                  * _NOTES about spurious, invalid OA reports which we don't
4383                  * forward to userspace.
4384                  *
4385                  * We print a _NOTE about any throttling when closing the
4386                  * stream instead of waiting until driver _fini which no one
4387                  * would ever see.
4388                  *
4389                  * Using the same limiting factors as printk_ratelimit()
4390                  */
4391                 ratelimit_state_init(&perf->spurious_report_rs, 5 * HZ, 10);
4392                 /* Since we use a DRM_NOTE for spurious reports it would be
4393                  * inconsistent to let __ratelimit() automatically print a
4394                  * warning for throttling.
4395                  */
4396                 ratelimit_set_flags(&perf->spurious_report_rs,
4397                                     RATELIMIT_MSG_ON_RELEASE);
4398
4399                 ratelimit_state_init(&perf->tail_pointer_race,
4400                                      5 * HZ, 10);
4401                 ratelimit_set_flags(&perf->tail_pointer_race,
4402                                     RATELIMIT_MSG_ON_RELEASE);
4403
4404                 atomic64_set(&perf->noa_programming_delay,
4405                              500 * 1000 /* 500us */);
4406
4407                 perf->i915 = i915;
4408         }
4409 }
4410
4411 static int destroy_config(int id, void *p, void *data)
4412 {
4413         i915_oa_config_put(p);
4414         return 0;
4415 }
4416
4417 void i915_perf_sysctl_register(void)
4418 {
4419         sysctl_header = register_sysctl_table(dev_root);
4420 }
4421
4422 void i915_perf_sysctl_unregister(void)
4423 {
4424         unregister_sysctl_table(sysctl_header);
4425 }
4426
4427 /**
4428  * i915_perf_fini - Counter part to i915_perf_init()
4429  * @i915: i915 device instance
4430  */
4431 void i915_perf_fini(struct drm_i915_private *i915)
4432 {
4433         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
4434
4435         if (!perf->i915)
4436                 return;
4437
4438         idr_for_each(&perf->metrics_idr, destroy_config, perf);
4439         idr_destroy(&perf->metrics_idr);
4440
4441         memset(&perf->ops, 0, sizeof(perf->ops));
4442         perf->i915 = NULL;
4443 }
4444
4445 /**
4446  * i915_perf_ioctl_version - Version of the i915-perf subsystem
4447  *
4448  * This version number is used by userspace to detect available features.
4449  */
4450 int i915_perf_ioctl_version(void)
4451 {
4452         /*
4453          * 1: Initial version
4454          *   I915_PERF_IOCTL_ENABLE
4455          *   I915_PERF_IOCTL_DISABLE
4456          *
4457          * 2: Added runtime modification of OA config.
4458          *   I915_PERF_IOCTL_CONFIG
4459          *
4460          * 3: Add DRM_I915_PERF_PROP_HOLD_PREEMPTION parameter to hold
4461          *    preemption on a particular context so that performance data is
4462          *    accessible from a delta of MI_RPC reports without looking at the
4463          *    OA buffer.
4464          *
4465          * 4: Add DRM_I915_PERF_PROP_ALLOWED_SSEU to limit what contexts can
4466          *    be run for the duration of the performance recording based on
4467          *    their SSEU configuration.
4468          *
4469          * 5: Add DRM_I915_PERF_PROP_POLL_OA_PERIOD parameter that controls the
4470          *    interval for the hrtimer used to check for OA data.
4471          */
4472         return 5;
4473 }
4474
4475 #if IS_ENABLED(CONFIG_DRM_I915_SELFTEST)
4476 #include "selftests/i915_perf.c"
4477 #endif