Merge branches 'clk-samsung', 'clk-formatting', 'clk-si5341' and 'clk-socfpga' into...
[linux-2.6-microblaze.git] / drivers / gpu / drm / i915 / i915_perf.c
1 /*
2  * Copyright © 2015-2016 Intel Corporation
3  *
4  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a
5  * copy of this software and associated documentation files (the "Software"),
6  * to deal in the Software without restriction, including without limitation
7  * the rights to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense,
8  * and/or sell copies of the Software, and to permit persons to whom the
9  * Software is furnished to do so, subject to the following conditions:
10  *
11  * The above copyright notice and this permission notice (including the next
12  * paragraph) shall be included in all copies or substantial portions of the
13  * Software.
14  *
15  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
16  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
17  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT.  IN NO EVENT SHALL
18  * THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
19  * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING
20  * FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS
21  * IN THE SOFTWARE.
22  *
23  * Authors:
24  *   Robert Bragg <robert@sixbynine.org>
25  */
26
27
28 /**
29  * DOC: i915 Perf Overview
30  *
31  * Gen graphics supports a large number of performance counters that can help
32  * driver and application developers understand and optimize their use of the
33  * GPU.
34  *
35  * This i915 perf interface enables userspace to configure and open a file
36  * descriptor representing a stream of GPU metrics which can then be read() as
37  * a stream of sample records.
38  *
39  * The interface is particularly suited to exposing buffered metrics that are
40  * captured by DMA from the GPU, unsynchronized with and unrelated to the CPU.
41  *
42  * Streams representing a single context are accessible to applications with a
43  * corresponding drm file descriptor, such that OpenGL can use the interface
44  * without special privileges. Access to system-wide metrics requires root
45  * privileges by default, unless changed via the dev.i915.perf_event_paranoid
46  * sysctl option.
47  *
48  */
49
50 /**
51  * DOC: i915 Perf History and Comparison with Core Perf
52  *
53  * The interface was initially inspired by the core Perf infrastructure but
54  * some notable differences are:
55  *
56  * i915 perf file descriptors represent a "stream" instead of an "event"; where
57  * a perf event primarily corresponds to a single 64bit value, while a stream
58  * might sample sets of tightly-coupled counters, depending on the
59  * configuration.  For example the Gen OA unit isn't designed to support
60  * orthogonal configurations of individual counters; it's configured for a set
61  * of related counters. Samples for an i915 perf stream capturing OA metrics
62  * will include a set of counter values packed in a compact HW specific format.
63  * The OA unit supports a number of different packing formats which can be
64  * selected by the user opening the stream. Perf has support for grouping
65  * events, but each event in the group is configured, validated and
66  * authenticated individually with separate system calls.
67  *
68  * i915 perf stream configurations are provided as an array of u64 (key,value)
69  * pairs, instead of a fixed struct with multiple miscellaneous config members,
70  * interleaved with event-type specific members.
71  *
72  * i915 perf doesn't support exposing metrics via an mmap'd circular buffer.
73  * The supported metrics are being written to memory by the GPU unsynchronized
74  * with the CPU, using HW specific packing formats for counter sets. Sometimes
75  * the constraints on HW configuration require reports to be filtered before it
76  * would be acceptable to expose them to unprivileged applications - to hide
77  * the metrics of other processes/contexts. For these use cases a read() based
78  * interface is a good fit, and provides an opportunity to filter data as it
79  * gets copied from the GPU mapped buffers to userspace buffers.
80  *
81  *
82  * Issues hit with first prototype based on Core Perf
83  * ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
84  *
85  * The first prototype of this driver was based on the core perf
86  * infrastructure, and while we did make that mostly work, with some changes to
87  * perf, we found we were breaking or working around too many assumptions baked
88  * into perf's currently cpu centric design.
89  *
90  * In the end we didn't see a clear benefit to making perf's implementation and
91  * interface more complex by changing design assumptions while we knew we still
92  * wouldn't be able to use any existing perf based userspace tools.
93  *
94  * Also considering the Gen specific nature of the Observability hardware and
95  * how userspace will sometimes need to combine i915 perf OA metrics with
96  * side-band OA data captured via MI_REPORT_PERF_COUNT commands; we're
97  * expecting the interface to be used by a platform specific userspace such as
98  * OpenGL or tools. This is to say; we aren't inherently missing out on having
99  * a standard vendor/architecture agnostic interface by not using perf.
100  *
101  *
102  * For posterity, in case we might re-visit trying to adapt core perf to be
103  * better suited to exposing i915 metrics these were the main pain points we
104  * hit:
105  *
106  * - The perf based OA PMU driver broke some significant design assumptions:
107  *
108  *   Existing perf pmus are used for profiling work on a cpu and we were
109  *   introducing the idea of _IS_DEVICE pmus with different security
110  *   implications, the need to fake cpu-related data (such as user/kernel
111  *   registers) to fit with perf's current design, and adding _DEVICE records
112  *   as a way to forward device-specific status records.
113  *
114  *   The OA unit writes reports of counters into a circular buffer, without
115  *   involvement from the CPU, making our PMU driver the first of a kind.
116  *
117  *   Given the way we were periodically forward data from the GPU-mapped, OA
118  *   buffer to perf's buffer, those bursts of sample writes looked to perf like
119  *   we were sampling too fast and so we had to subvert its throttling checks.
120  *
121  *   Perf supports groups of counters and allows those to be read via
122  *   transactions internally but transactions currently seem designed to be
123  *   explicitly initiated from the cpu (say in response to a userspace read())
124  *   and while we could pull a report out of the OA buffer we can't
125  *   trigger a report from the cpu on demand.
126  *
127  *   Related to being report based; the OA counters are configured in HW as a
128  *   set while perf generally expects counter configurations to be orthogonal.
129  *   Although counters can be associated with a group leader as they are
130  *   opened, there's no clear precedent for being able to provide group-wide
131  *   configuration attributes (for example we want to let userspace choose the
132  *   OA unit report format used to capture all counters in a set, or specify a
133  *   GPU context to filter metrics on). We avoided using perf's grouping
134  *   feature and forwarded OA reports to userspace via perf's 'raw' sample
135  *   field. This suited our userspace well considering how coupled the counters
136  *   are when dealing with normalizing. It would be inconvenient to split
137  *   counters up into separate events, only to require userspace to recombine
138  *   them. For Mesa it's also convenient to be forwarded raw, periodic reports
139  *   for combining with the side-band raw reports it captures using
140  *   MI_REPORT_PERF_COUNT commands.
141  *
142  *   - As a side note on perf's grouping feature; there was also some concern
143  *     that using PERF_FORMAT_GROUP as a way to pack together counter values
144  *     would quite drastically inflate our sample sizes, which would likely
145  *     lower the effective sampling resolutions we could use when the available
146  *     memory bandwidth is limited.
147  *
148  *     With the OA unit's report formats, counters are packed together as 32
149  *     or 40bit values, with the largest report size being 256 bytes.
150  *
151  *     PERF_FORMAT_GROUP values are 64bit, but there doesn't appear to be a
152  *     documented ordering to the values, implying PERF_FORMAT_ID must also be
153  *     used to add a 64bit ID before each value; giving 16 bytes per counter.
154  *
155  *   Related to counter orthogonality; we can't time share the OA unit, while
156  *   event scheduling is a central design idea within perf for allowing
157  *   userspace to open + enable more events than can be configured in HW at any
158  *   one time.  The OA unit is not designed to allow re-configuration while in
159  *   use. We can't reconfigure the OA unit without losing internal OA unit
160  *   state which we can't access explicitly to save and restore. Reconfiguring
161  *   the OA unit is also relatively slow, involving ~100 register writes. From
162  *   userspace Mesa also depends on a stable OA configuration when emitting
163  *   MI_REPORT_PERF_COUNT commands and importantly the OA unit can't be
164  *   disabled while there are outstanding MI_RPC commands lest we hang the
165  *   command streamer.
166  *
167  *   The contents of sample records aren't extensible by device drivers (i.e.
168  *   the sample_type bits). As an example; Sourab Gupta had been looking to
169  *   attach GPU timestamps to our OA samples. We were shoehorning OA reports
170  *   into sample records by using the 'raw' field, but it's tricky to pack more
171  *   than one thing into this field because events/core.c currently only lets a
172  *   pmu give a single raw data pointer plus len which will be copied into the
173  *   ring buffer. To include more than the OA report we'd have to copy the
174  *   report into an intermediate larger buffer. I'd been considering allowing a
175  *   vector of data+len values to be specified for copying the raw data, but
176  *   it felt like a kludge to being using the raw field for this purpose.
177  *
178  * - It felt like our perf based PMU was making some technical compromises
179  *   just for the sake of using perf:
180  *
181  *   perf_event_open() requires events to either relate to a pid or a specific
182  *   cpu core, while our device pmu related to neither.  Events opened with a
183  *   pid will be automatically enabled/disabled according to the scheduling of
184  *   that process - so not appropriate for us. When an event is related to a
185  *   cpu id, perf ensures pmu methods will be invoked via an inter process
186  *   interrupt on that core. To avoid invasive changes our userspace opened OA
187  *   perf events for a specific cpu. This was workable but it meant the
188  *   majority of the OA driver ran in atomic context, including all OA report
189  *   forwarding, which wasn't really necessary in our case and seems to make
190  *   our locking requirements somewhat complex as we handled the interaction
191  *   with the rest of the i915 driver.
192  */
193
194 #include <linux/anon_inodes.h>
195 #include <linux/sizes.h>
196 #include <linux/uuid.h>
197
198 #include "gem/i915_gem_context.h"
199 #include "gt/intel_engine_pm.h"
200 #include "gt/intel_engine_user.h"
201 #include "gt/intel_gt.h"
202 #include "gt/intel_lrc_reg.h"
203 #include "gt/intel_ring.h"
204
205 #include "i915_drv.h"
206 #include "i915_perf.h"
207 #include "oa/i915_oa_hsw.h"
208 #include "oa/i915_oa_bdw.h"
209 #include "oa/i915_oa_chv.h"
210 #include "oa/i915_oa_sklgt2.h"
211 #include "oa/i915_oa_sklgt3.h"
212 #include "oa/i915_oa_sklgt4.h"
213 #include "oa/i915_oa_bxt.h"
214 #include "oa/i915_oa_kblgt2.h"
215 #include "oa/i915_oa_kblgt3.h"
216 #include "oa/i915_oa_glk.h"
217 #include "oa/i915_oa_cflgt2.h"
218 #include "oa/i915_oa_cflgt3.h"
219 #include "oa/i915_oa_cnl.h"
220 #include "oa/i915_oa_icl.h"
221 #include "oa/i915_oa_tgl.h"
222
223 /* HW requires this to be a power of two, between 128k and 16M, though driver
224  * is currently generally designed assuming the largest 16M size is used such
225  * that the overflow cases are unlikely in normal operation.
226  */
227 #define OA_BUFFER_SIZE          SZ_16M
228
229 #define OA_TAKEN(tail, head)    ((tail - head) & (OA_BUFFER_SIZE - 1))
230
231 /**
232  * DOC: OA Tail Pointer Race
233  *
234  * There's a HW race condition between OA unit tail pointer register updates and
235  * writes to memory whereby the tail pointer can sometimes get ahead of what's
236  * been written out to the OA buffer so far (in terms of what's visible to the
237  * CPU).
238  *
239  * Although this can be observed explicitly while copying reports to userspace
240  * by checking for a zeroed report-id field in tail reports, we want to account
241  * for this earlier, as part of the oa_buffer_check to avoid lots of redundant
242  * read() attempts.
243  *
244  * In effect we define a tail pointer for reading that lags the real tail
245  * pointer by at least %OA_TAIL_MARGIN_NSEC nanoseconds, which gives enough
246  * time for the corresponding reports to become visible to the CPU.
247  *
248  * To manage this we actually track two tail pointers:
249  *  1) An 'aging' tail with an associated timestamp that is tracked until we
250  *     can trust the corresponding data is visible to the CPU; at which point
251  *     it is considered 'aged'.
252  *  2) An 'aged' tail that can be used for read()ing.
253  *
254  * The two separate pointers let us decouple read()s from tail pointer aging.
255  *
256  * The tail pointers are checked and updated at a limited rate within a hrtimer
257  * callback (the same callback that is used for delivering EPOLLIN events)
258  *
259  * Initially the tails are marked invalid with %INVALID_TAIL_PTR which
260  * indicates that an updated tail pointer is needed.
261  *
262  * Most of the implementation details for this workaround are in
263  * oa_buffer_check_unlocked() and _append_oa_reports()
264  *
265  * Note for posterity: previously the driver used to define an effective tail
266  * pointer that lagged the real pointer by a 'tail margin' measured in bytes
267  * derived from %OA_TAIL_MARGIN_NSEC and the configured sampling frequency.
268  * This was flawed considering that the OA unit may also automatically generate
269  * non-periodic reports (such as on context switch) or the OA unit may be
270  * enabled without any periodic sampling.
271  */
272 #define OA_TAIL_MARGIN_NSEC     100000ULL
273 #define INVALID_TAIL_PTR        0xffffffff
274
275 /* frequency for checking whether the OA unit has written new reports to the
276  * circular OA buffer...
277  */
278 #define POLL_FREQUENCY 200
279 #define POLL_PERIOD (NSEC_PER_SEC / POLL_FREQUENCY)
280
281 /* for sysctl proc_dointvec_minmax of dev.i915.perf_stream_paranoid */
282 static u32 i915_perf_stream_paranoid = true;
283
284 /* The maximum exponent the hardware accepts is 63 (essentially it selects one
285  * of the 64bit timestamp bits to trigger reports from) but there's currently
286  * no known use case for sampling as infrequently as once per 47 thousand years.
287  *
288  * Since the timestamps included in OA reports are only 32bits it seems
289  * reasonable to limit the OA exponent where it's still possible to account for
290  * overflow in OA report timestamps.
291  */
292 #define OA_EXPONENT_MAX 31
293
294 #define INVALID_CTX_ID 0xffffffff
295
296 /* On Gen8+ automatically triggered OA reports include a 'reason' field... */
297 #define OAREPORT_REASON_MASK           0x3f
298 #define OAREPORT_REASON_MASK_EXTENDED  0x7f
299 #define OAREPORT_REASON_SHIFT          19
300 #define OAREPORT_REASON_TIMER          (1<<0)
301 #define OAREPORT_REASON_CTX_SWITCH     (1<<3)
302 #define OAREPORT_REASON_CLK_RATIO      (1<<5)
303
304
305 /* For sysctl proc_dointvec_minmax of i915_oa_max_sample_rate
306  *
307  * The highest sampling frequency we can theoretically program the OA unit
308  * with is always half the timestamp frequency: E.g. 6.25Mhz for Haswell.
309  *
310  * Initialized just before we register the sysctl parameter.
311  */
312 static int oa_sample_rate_hard_limit;
313
314 /* Theoretically we can program the OA unit to sample every 160ns but don't
315  * allow that by default unless root...
316  *
317  * The default threshold of 100000Hz is based on perf's similar
318  * kernel.perf_event_max_sample_rate sysctl parameter.
319  */
320 static u32 i915_oa_max_sample_rate = 100000;
321
322 /* XXX: beware if future OA HW adds new report formats that the current
323  * code assumes all reports have a power-of-two size and ~(size - 1) can
324  * be used as a mask to align the OA tail pointer.
325  */
326 static const struct i915_oa_format hsw_oa_formats[I915_OA_FORMAT_MAX] = {
327         [I915_OA_FORMAT_A13]        = { 0, 64 },
328         [I915_OA_FORMAT_A29]        = { 1, 128 },
329         [I915_OA_FORMAT_A13_B8_C8]  = { 2, 128 },
330         /* A29_B8_C8 Disallowed as 192 bytes doesn't factor into buffer size */
331         [I915_OA_FORMAT_B4_C8]      = { 4, 64 },
332         [I915_OA_FORMAT_A45_B8_C8]  = { 5, 256 },
333         [I915_OA_FORMAT_B4_C8_A16]  = { 6, 128 },
334         [I915_OA_FORMAT_C4_B8]      = { 7, 64 },
335 };
336
337 static const struct i915_oa_format gen8_plus_oa_formats[I915_OA_FORMAT_MAX] = {
338         [I915_OA_FORMAT_A12]                = { 0, 64 },
339         [I915_OA_FORMAT_A12_B8_C8]          = { 2, 128 },
340         [I915_OA_FORMAT_A32u40_A4u32_B8_C8] = { 5, 256 },
341         [I915_OA_FORMAT_C4_B8]              = { 7, 64 },
342 };
343
344 static const struct i915_oa_format gen12_oa_formats[I915_OA_FORMAT_MAX] = {
345         [I915_OA_FORMAT_A32u40_A4u32_B8_C8] = { 5, 256 },
346 };
347
348 #define SAMPLE_OA_REPORT      (1<<0)
349
350 /**
351  * struct perf_open_properties - for validated properties given to open a stream
352  * @sample_flags: `DRM_I915_PERF_PROP_SAMPLE_*` properties are tracked as flags
353  * @single_context: Whether a single or all gpu contexts should be monitored
354  * @hold_preemption: Whether the preemption is disabled for the filtered
355  *                   context
356  * @ctx_handle: A gem ctx handle for use with @single_context
357  * @metrics_set: An ID for an OA unit metric set advertised via sysfs
358  * @oa_format: An OA unit HW report format
359  * @oa_periodic: Whether to enable periodic OA unit sampling
360  * @oa_period_exponent: The OA unit sampling period is derived from this
361  * @engine: The engine (typically rcs0) being monitored by the OA unit
362  *
363  * As read_properties_unlocked() enumerates and validates the properties given
364  * to open a stream of metrics the configuration is built up in the structure
365  * which starts out zero initialized.
366  */
367 struct perf_open_properties {
368         u32 sample_flags;
369
370         u64 single_context:1;
371         u64 hold_preemption:1;
372         u64 ctx_handle;
373
374         /* OA sampling state */
375         int metrics_set;
376         int oa_format;
377         bool oa_periodic;
378         int oa_period_exponent;
379
380         struct intel_engine_cs *engine;
381 };
382
383 struct i915_oa_config_bo {
384         struct llist_node node;
385
386         struct i915_oa_config *oa_config;
387         struct i915_vma *vma;
388 };
389
390 static struct ctl_table_header *sysctl_header;
391
392 static enum hrtimer_restart oa_poll_check_timer_cb(struct hrtimer *hrtimer);
393
394 void i915_oa_config_release(struct kref *ref)
395 {
396         struct i915_oa_config *oa_config =
397                 container_of(ref, typeof(*oa_config), ref);
398
399         kfree(oa_config->flex_regs);
400         kfree(oa_config->b_counter_regs);
401         kfree(oa_config->mux_regs);
402
403         kfree_rcu(oa_config, rcu);
404 }
405
406 struct i915_oa_config *
407 i915_perf_get_oa_config(struct i915_perf *perf, int metrics_set)
408 {
409         struct i915_oa_config *oa_config;
410
411         rcu_read_lock();
412         if (metrics_set == 1)
413                 oa_config = &perf->test_config;
414         else
415                 oa_config = idr_find(&perf->metrics_idr, metrics_set);
416         if (oa_config)
417                 oa_config = i915_oa_config_get(oa_config);
418         rcu_read_unlock();
419
420         return oa_config;
421 }
422
423 static void free_oa_config_bo(struct i915_oa_config_bo *oa_bo)
424 {
425         i915_oa_config_put(oa_bo->oa_config);
426         i915_vma_put(oa_bo->vma);
427         kfree(oa_bo);
428 }
429
430 static u32 gen12_oa_hw_tail_read(struct i915_perf_stream *stream)
431 {
432         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
433
434         return intel_uncore_read(uncore, GEN12_OAG_OATAILPTR) &
435                GEN12_OAG_OATAILPTR_MASK;
436 }
437
438 static u32 gen8_oa_hw_tail_read(struct i915_perf_stream *stream)
439 {
440         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
441
442         return intel_uncore_read(uncore, GEN8_OATAILPTR) & GEN8_OATAILPTR_MASK;
443 }
444
445 static u32 gen7_oa_hw_tail_read(struct i915_perf_stream *stream)
446 {
447         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
448         u32 oastatus1 = intel_uncore_read(uncore, GEN7_OASTATUS1);
449
450         return oastatus1 & GEN7_OASTATUS1_TAIL_MASK;
451 }
452
453 /**
454  * oa_buffer_check_unlocked - check for data and update tail ptr state
455  * @stream: i915 stream instance
456  *
457  * This is either called via fops (for blocking reads in user ctx) or the poll
458  * check hrtimer (atomic ctx) to check the OA buffer tail pointer and check
459  * if there is data available for userspace to read.
460  *
461  * This function is central to providing a workaround for the OA unit tail
462  * pointer having a race with respect to what data is visible to the CPU.
463  * It is responsible for reading tail pointers from the hardware and giving
464  * the pointers time to 'age' before they are made available for reading.
465  * (See description of OA_TAIL_MARGIN_NSEC above for further details.)
466  *
467  * Besides returning true when there is data available to read() this function
468  * also has the side effect of updating the oa_buffer.tails[], .aging_timestamp
469  * and .aged_tail_idx state used for reading.
470  *
471  * Note: It's safe to read OA config state here unlocked, assuming that this is
472  * only called while the stream is enabled, while the global OA configuration
473  * can't be modified.
474  *
475  * Returns: %true if the OA buffer contains data, else %false
476  */
477 static bool oa_buffer_check_unlocked(struct i915_perf_stream *stream)
478 {
479         int report_size = stream->oa_buffer.format_size;
480         unsigned long flags;
481         unsigned int aged_idx;
482         u32 head, hw_tail, aged_tail, aging_tail;
483         u64 now;
484
485         /* We have to consider the (unlikely) possibility that read() errors
486          * could result in an OA buffer reset which might reset the head,
487          * tails[] and aged_tail state.
488          */
489         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
490
491         /* NB: The head we observe here might effectively be a little out of
492          * date (between head and tails[aged_idx].offset if there is currently
493          * a read() in progress.
494          */
495         head = stream->oa_buffer.head;
496
497         aged_idx = stream->oa_buffer.aged_tail_idx;
498         aged_tail = stream->oa_buffer.tails[aged_idx].offset;
499         aging_tail = stream->oa_buffer.tails[!aged_idx].offset;
500
501         hw_tail = stream->perf->ops.oa_hw_tail_read(stream);
502
503         /* The tail pointer increases in 64 byte increments,
504          * not in report_size steps...
505          */
506         hw_tail &= ~(report_size - 1);
507
508         now = ktime_get_mono_fast_ns();
509
510         /* Update the aged tail
511          *
512          * Flip the tail pointer available for read()s once the aging tail is
513          * old enough to trust that the corresponding data will be visible to
514          * the CPU...
515          *
516          * Do this before updating the aging pointer in case we may be able to
517          * immediately start aging a new pointer too (if new data has become
518          * available) without needing to wait for a later hrtimer callback.
519          */
520         if (aging_tail != INVALID_TAIL_PTR &&
521             ((now - stream->oa_buffer.aging_timestamp) >
522              OA_TAIL_MARGIN_NSEC)) {
523
524                 aged_idx ^= 1;
525                 stream->oa_buffer.aged_tail_idx = aged_idx;
526
527                 aged_tail = aging_tail;
528
529                 /* Mark that we need a new pointer to start aging... */
530                 stream->oa_buffer.tails[!aged_idx].offset = INVALID_TAIL_PTR;
531                 aging_tail = INVALID_TAIL_PTR;
532         }
533
534         /* Update the aging tail
535          *
536          * We throttle aging tail updates until we have a new tail that
537          * represents >= one report more data than is already available for
538          * reading. This ensures there will be enough data for a successful
539          * read once this new pointer has aged and ensures we will give the new
540          * pointer time to age.
541          */
542         if (aging_tail == INVALID_TAIL_PTR &&
543             (aged_tail == INVALID_TAIL_PTR ||
544              OA_TAKEN(hw_tail, aged_tail) >= report_size)) {
545                 struct i915_vma *vma = stream->oa_buffer.vma;
546                 u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(vma);
547
548                 /* Be paranoid and do a bounds check on the pointer read back
549                  * from hardware, just in case some spurious hardware condition
550                  * could put the tail out of bounds...
551                  */
552                 if (hw_tail >= gtt_offset &&
553                     hw_tail < (gtt_offset + OA_BUFFER_SIZE)) {
554                         stream->oa_buffer.tails[!aged_idx].offset =
555                                 aging_tail = hw_tail;
556                         stream->oa_buffer.aging_timestamp = now;
557                 } else {
558                         DRM_ERROR("Ignoring spurious out of range OA buffer tail pointer = %x\n",
559                                   hw_tail);
560                 }
561         }
562
563         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
564
565         return aged_tail == INVALID_TAIL_PTR ?
566                 false : OA_TAKEN(aged_tail, head) >= report_size;
567 }
568
569 /**
570  * append_oa_status - Appends a status record to a userspace read() buffer.
571  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
572  * @buf: destination buffer given by userspace
573  * @count: the number of bytes userspace wants to read
574  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
575  * @type: The kind of status to report to userspace
576  *
577  * Writes a status record (such as `DRM_I915_PERF_RECORD_OA_REPORT_LOST`)
578  * into the userspace read() buffer.
579  *
580  * The @buf @offset will only be updated on success.
581  *
582  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
583  */
584 static int append_oa_status(struct i915_perf_stream *stream,
585                             char __user *buf,
586                             size_t count,
587                             size_t *offset,
588                             enum drm_i915_perf_record_type type)
589 {
590         struct drm_i915_perf_record_header header = { type, 0, sizeof(header) };
591
592         if ((count - *offset) < header.size)
593                 return -ENOSPC;
594
595         if (copy_to_user(buf + *offset, &header, sizeof(header)))
596                 return -EFAULT;
597
598         (*offset) += header.size;
599
600         return 0;
601 }
602
603 /**
604  * append_oa_sample - Copies single OA report into userspace read() buffer.
605  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
606  * @buf: destination buffer given by userspace
607  * @count: the number of bytes userspace wants to read
608  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
609  * @report: A single OA report to (optionally) include as part of the sample
610  *
611  * The contents of a sample are configured through `DRM_I915_PERF_PROP_SAMPLE_*`
612  * properties when opening a stream, tracked as `stream->sample_flags`. This
613  * function copies the requested components of a single sample to the given
614  * read() @buf.
615  *
616  * The @buf @offset will only be updated on success.
617  *
618  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
619  */
620 static int append_oa_sample(struct i915_perf_stream *stream,
621                             char __user *buf,
622                             size_t count,
623                             size_t *offset,
624                             const u8 *report)
625 {
626         int report_size = stream->oa_buffer.format_size;
627         struct drm_i915_perf_record_header header;
628         u32 sample_flags = stream->sample_flags;
629
630         header.type = DRM_I915_PERF_RECORD_SAMPLE;
631         header.pad = 0;
632         header.size = stream->sample_size;
633
634         if ((count - *offset) < header.size)
635                 return -ENOSPC;
636
637         buf += *offset;
638         if (copy_to_user(buf, &header, sizeof(header)))
639                 return -EFAULT;
640         buf += sizeof(header);
641
642         if (sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT) {
643                 if (copy_to_user(buf, report, report_size))
644                         return -EFAULT;
645         }
646
647         (*offset) += header.size;
648
649         return 0;
650 }
651
652 /**
653  * Copies all buffered OA reports into userspace read() buffer.
654  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
655  * @buf: destination buffer given by userspace
656  * @count: the number of bytes userspace wants to read
657  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
658  *
659  * Notably any error condition resulting in a short read (-%ENOSPC or
660  * -%EFAULT) will be returned even though one or more records may
661  * have been successfully copied. In this case it's up to the caller
662  * to decide if the error should be squashed before returning to
663  * userspace.
664  *
665  * Note: reports are consumed from the head, and appended to the
666  * tail, so the tail chases the head?... If you think that's mad
667  * and back-to-front you're not alone, but this follows the
668  * Gen PRM naming convention.
669  *
670  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
671  */
672 static int gen8_append_oa_reports(struct i915_perf_stream *stream,
673                                   char __user *buf,
674                                   size_t count,
675                                   size_t *offset)
676 {
677         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
678         int report_size = stream->oa_buffer.format_size;
679         u8 *oa_buf_base = stream->oa_buffer.vaddr;
680         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
681         u32 mask = (OA_BUFFER_SIZE - 1);
682         size_t start_offset = *offset;
683         unsigned long flags;
684         unsigned int aged_tail_idx;
685         u32 head, tail;
686         u32 taken;
687         int ret = 0;
688
689         if (WARN_ON(!stream->enabled))
690                 return -EIO;
691
692         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
693
694         head = stream->oa_buffer.head;
695         aged_tail_idx = stream->oa_buffer.aged_tail_idx;
696         tail = stream->oa_buffer.tails[aged_tail_idx].offset;
697
698         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
699
700         /*
701          * An invalid tail pointer here means we're still waiting for the poll
702          * hrtimer callback to give us a pointer
703          */
704         if (tail == INVALID_TAIL_PTR)
705                 return -EAGAIN;
706
707         /*
708          * NB: oa_buffer.head/tail include the gtt_offset which we don't want
709          * while indexing relative to oa_buf_base.
710          */
711         head -= gtt_offset;
712         tail -= gtt_offset;
713
714         /*
715          * An out of bounds or misaligned head or tail pointer implies a driver
716          * bug since we validate + align the tail pointers we read from the
717          * hardware and we are in full control of the head pointer which should
718          * only be incremented by multiples of the report size (notably also
719          * all a power of two).
720          */
721         if (WARN_ONCE(head > OA_BUFFER_SIZE || head % report_size ||
722                       tail > OA_BUFFER_SIZE || tail % report_size,
723                       "Inconsistent OA buffer pointers: head = %u, tail = %u\n",
724                       head, tail))
725                 return -EIO;
726
727
728         for (/* none */;
729              (taken = OA_TAKEN(tail, head));
730              head = (head + report_size) & mask) {
731                 u8 *report = oa_buf_base + head;
732                 u32 *report32 = (void *)report;
733                 u32 ctx_id;
734                 u32 reason;
735
736                 /*
737                  * All the report sizes factor neatly into the buffer
738                  * size so we never expect to see a report split
739                  * between the beginning and end of the buffer.
740                  *
741                  * Given the initial alignment check a misalignment
742                  * here would imply a driver bug that would result
743                  * in an overrun.
744                  */
745                 if (WARN_ON((OA_BUFFER_SIZE - head) < report_size)) {
746                         DRM_ERROR("Spurious OA head ptr: non-integral report offset\n");
747                         break;
748                 }
749
750                 /*
751                  * The reason field includes flags identifying what
752                  * triggered this specific report (mostly timer
753                  * triggered or e.g. due to a context switch).
754                  *
755                  * This field is never expected to be zero so we can
756                  * check that the report isn't invalid before copying
757                  * it to userspace...
758                  */
759                 reason = ((report32[0] >> OAREPORT_REASON_SHIFT) &
760                           (IS_GEN(stream->perf->i915, 12) ?
761                            OAREPORT_REASON_MASK_EXTENDED :
762                            OAREPORT_REASON_MASK));
763                 if (reason == 0) {
764                         if (__ratelimit(&stream->perf->spurious_report_rs))
765                                 DRM_NOTE("Skipping spurious, invalid OA report\n");
766                         continue;
767                 }
768
769                 ctx_id = report32[2] & stream->specific_ctx_id_mask;
770
771                 /*
772                  * Squash whatever is in the CTX_ID field if it's marked as
773                  * invalid to be sure we avoid false-positive, single-context
774                  * filtering below...
775                  *
776                  * Note: that we don't clear the valid_ctx_bit so userspace can
777                  * understand that the ID has been squashed by the kernel.
778                  */
779                 if (!(report32[0] & stream->perf->gen8_valid_ctx_bit) &&
780                     INTEL_GEN(stream->perf->i915) <= 11)
781                         ctx_id = report32[2] = INVALID_CTX_ID;
782
783                 /*
784                  * NB: For Gen 8 the OA unit no longer supports clock gating
785                  * off for a specific context and the kernel can't securely
786                  * stop the counters from updating as system-wide / global
787                  * values.
788                  *
789                  * Automatic reports now include a context ID so reports can be
790                  * filtered on the cpu but it's not worth trying to
791                  * automatically subtract/hide counter progress for other
792                  * contexts while filtering since we can't stop userspace
793                  * issuing MI_REPORT_PERF_COUNT commands which would still
794                  * provide a side-band view of the real values.
795                  *
796                  * To allow userspace (such as Mesa/GL_INTEL_performance_query)
797                  * to normalize counters for a single filtered context then it
798                  * needs be forwarded bookend context-switch reports so that it
799                  * can track switches in between MI_REPORT_PERF_COUNT commands
800                  * and can itself subtract/ignore the progress of counters
801                  * associated with other contexts. Note that the hardware
802                  * automatically triggers reports when switching to a new
803                  * context which are tagged with the ID of the newly active
804                  * context. To avoid the complexity (and likely fragility) of
805                  * reading ahead while parsing reports to try and minimize
806                  * forwarding redundant context switch reports (i.e. between
807                  * other, unrelated contexts) we simply elect to forward them
808                  * all.
809                  *
810                  * We don't rely solely on the reason field to identify context
811                  * switches since it's not-uncommon for periodic samples to
812                  * identify a switch before any 'context switch' report.
813                  */
814                 if (!stream->perf->exclusive_stream->ctx ||
815                     stream->specific_ctx_id == ctx_id ||
816                     stream->oa_buffer.last_ctx_id == stream->specific_ctx_id ||
817                     reason & OAREPORT_REASON_CTX_SWITCH) {
818
819                         /*
820                          * While filtering for a single context we avoid
821                          * leaking the IDs of other contexts.
822                          */
823                         if (stream->perf->exclusive_stream->ctx &&
824                             stream->specific_ctx_id != ctx_id) {
825                                 report32[2] = INVALID_CTX_ID;
826                         }
827
828                         ret = append_oa_sample(stream, buf, count, offset,
829                                                report);
830                         if (ret)
831                                 break;
832
833                         stream->oa_buffer.last_ctx_id = ctx_id;
834                 }
835
836                 /*
837                  * The above reason field sanity check is based on
838                  * the assumption that the OA buffer is initially
839                  * zeroed and we reset the field after copying so the
840                  * check is still meaningful once old reports start
841                  * being overwritten.
842                  */
843                 report32[0] = 0;
844         }
845
846         if (start_offset != *offset) {
847                 i915_reg_t oaheadptr;
848
849                 oaheadptr = IS_GEN(stream->perf->i915, 12) ?
850                             GEN12_OAG_OAHEADPTR : GEN8_OAHEADPTR;
851
852                 spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
853
854                 /*
855                  * We removed the gtt_offset for the copy loop above, indexing
856                  * relative to oa_buf_base so put back here...
857                  */
858                 head += gtt_offset;
859                 intel_uncore_write(uncore, oaheadptr,
860                                    head & GEN12_OAG_OAHEADPTR_MASK);
861                 stream->oa_buffer.head = head;
862
863                 spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
864         }
865
866         return ret;
867 }
868
869 /**
870  * gen8_oa_read - copy status records then buffered OA reports
871  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
872  * @buf: destination buffer given by userspace
873  * @count: the number of bytes userspace wants to read
874  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
875  *
876  * Checks OA unit status registers and if necessary appends corresponding
877  * status records for userspace (such as for a buffer full condition) and then
878  * initiate appending any buffered OA reports.
879  *
880  * Updates @offset according to the number of bytes successfully copied into
881  * the userspace buffer.
882  *
883  * NB: some data may be successfully copied to the userspace buffer
884  * even if an error is returned, and this is reflected in the
885  * updated @offset.
886  *
887  * Returns: zero on success or a negative error code
888  */
889 static int gen8_oa_read(struct i915_perf_stream *stream,
890                         char __user *buf,
891                         size_t count,
892                         size_t *offset)
893 {
894         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
895         u32 oastatus;
896         i915_reg_t oastatus_reg;
897         int ret;
898
899         if (WARN_ON(!stream->oa_buffer.vaddr))
900                 return -EIO;
901
902         oastatus_reg = IS_GEN(stream->perf->i915, 12) ?
903                        GEN12_OAG_OASTATUS : GEN8_OASTATUS;
904
905         oastatus = intel_uncore_read(uncore, oastatus_reg);
906
907         /*
908          * We treat OABUFFER_OVERFLOW as a significant error:
909          *
910          * Although theoretically we could handle this more gracefully
911          * sometimes, some Gens don't correctly suppress certain
912          * automatically triggered reports in this condition and so we
913          * have to assume that old reports are now being trampled
914          * over.
915          *
916          * Considering how we don't currently give userspace control
917          * over the OA buffer size and always configure a large 16MB
918          * buffer, then a buffer overflow does anyway likely indicate
919          * that something has gone quite badly wrong.
920          */
921         if (oastatus & GEN8_OASTATUS_OABUFFER_OVERFLOW) {
922                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
923                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_BUFFER_LOST);
924                 if (ret)
925                         return ret;
926
927                 DRM_DEBUG("OA buffer overflow (exponent = %d): force restart\n",
928                           stream->period_exponent);
929
930                 stream->perf->ops.oa_disable(stream);
931                 stream->perf->ops.oa_enable(stream);
932
933                 /*
934                  * Note: .oa_enable() is expected to re-init the oabuffer and
935                  * reset GEN8_OASTATUS for us
936                  */
937                 oastatus = intel_uncore_read(uncore, oastatus_reg);
938         }
939
940         if (oastatus & GEN8_OASTATUS_REPORT_LOST) {
941                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
942                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_REPORT_LOST);
943                 if (ret)
944                         return ret;
945                 intel_uncore_write(uncore, oastatus_reg,
946                                    oastatus & ~GEN8_OASTATUS_REPORT_LOST);
947         }
948
949         return gen8_append_oa_reports(stream, buf, count, offset);
950 }
951
952 /**
953  * Copies all buffered OA reports into userspace read() buffer.
954  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
955  * @buf: destination buffer given by userspace
956  * @count: the number of bytes userspace wants to read
957  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
958  *
959  * Notably any error condition resulting in a short read (-%ENOSPC or
960  * -%EFAULT) will be returned even though one or more records may
961  * have been successfully copied. In this case it's up to the caller
962  * to decide if the error should be squashed before returning to
963  * userspace.
964  *
965  * Note: reports are consumed from the head, and appended to the
966  * tail, so the tail chases the head?... If you think that's mad
967  * and back-to-front you're not alone, but this follows the
968  * Gen PRM naming convention.
969  *
970  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
971  */
972 static int gen7_append_oa_reports(struct i915_perf_stream *stream,
973                                   char __user *buf,
974                                   size_t count,
975                                   size_t *offset)
976 {
977         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
978         int report_size = stream->oa_buffer.format_size;
979         u8 *oa_buf_base = stream->oa_buffer.vaddr;
980         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
981         u32 mask = (OA_BUFFER_SIZE - 1);
982         size_t start_offset = *offset;
983         unsigned long flags;
984         unsigned int aged_tail_idx;
985         u32 head, tail;
986         u32 taken;
987         int ret = 0;
988
989         if (WARN_ON(!stream->enabled))
990                 return -EIO;
991
992         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
993
994         head = stream->oa_buffer.head;
995         aged_tail_idx = stream->oa_buffer.aged_tail_idx;
996         tail = stream->oa_buffer.tails[aged_tail_idx].offset;
997
998         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
999
1000         /* An invalid tail pointer here means we're still waiting for the poll
1001          * hrtimer callback to give us a pointer
1002          */
1003         if (tail == INVALID_TAIL_PTR)
1004                 return -EAGAIN;
1005
1006         /* NB: oa_buffer.head/tail include the gtt_offset which we don't want
1007          * while indexing relative to oa_buf_base.
1008          */
1009         head -= gtt_offset;
1010         tail -= gtt_offset;
1011
1012         /* An out of bounds or misaligned head or tail pointer implies a driver
1013          * bug since we validate + align the tail pointers we read from the
1014          * hardware and we are in full control of the head pointer which should
1015          * only be incremented by multiples of the report size (notably also
1016          * all a power of two).
1017          */
1018         if (WARN_ONCE(head > OA_BUFFER_SIZE || head % report_size ||
1019                       tail > OA_BUFFER_SIZE || tail % report_size,
1020                       "Inconsistent OA buffer pointers: head = %u, tail = %u\n",
1021                       head, tail))
1022                 return -EIO;
1023
1024
1025         for (/* none */;
1026              (taken = OA_TAKEN(tail, head));
1027              head = (head + report_size) & mask) {
1028                 u8 *report = oa_buf_base + head;
1029                 u32 *report32 = (void *)report;
1030
1031                 /* All the report sizes factor neatly into the buffer
1032                  * size so we never expect to see a report split
1033                  * between the beginning and end of the buffer.
1034                  *
1035                  * Given the initial alignment check a misalignment
1036                  * here would imply a driver bug that would result
1037                  * in an overrun.
1038                  */
1039                 if (WARN_ON((OA_BUFFER_SIZE - head) < report_size)) {
1040                         DRM_ERROR("Spurious OA head ptr: non-integral report offset\n");
1041                         break;
1042                 }
1043
1044                 /* The report-ID field for periodic samples includes
1045                  * some undocumented flags related to what triggered
1046                  * the report and is never expected to be zero so we
1047                  * can check that the report isn't invalid before
1048                  * copying it to userspace...
1049                  */
1050                 if (report32[0] == 0) {
1051                         if (__ratelimit(&stream->perf->spurious_report_rs))
1052                                 DRM_NOTE("Skipping spurious, invalid OA report\n");
1053                         continue;
1054                 }
1055
1056                 ret = append_oa_sample(stream, buf, count, offset, report);
1057                 if (ret)
1058                         break;
1059
1060                 /* The above report-id field sanity check is based on
1061                  * the assumption that the OA buffer is initially
1062                  * zeroed and we reset the field after copying so the
1063                  * check is still meaningful once old reports start
1064                  * being overwritten.
1065                  */
1066                 report32[0] = 0;
1067         }
1068
1069         if (start_offset != *offset) {
1070                 spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1071
1072                 /* We removed the gtt_offset for the copy loop above, indexing
1073                  * relative to oa_buf_base so put back here...
1074                  */
1075                 head += gtt_offset;
1076
1077                 intel_uncore_write(uncore, GEN7_OASTATUS2,
1078                                    (head & GEN7_OASTATUS2_HEAD_MASK) |
1079                                    GEN7_OASTATUS2_MEM_SELECT_GGTT);
1080                 stream->oa_buffer.head = head;
1081
1082                 spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1083         }
1084
1085         return ret;
1086 }
1087
1088 /**
1089  * gen7_oa_read - copy status records then buffered OA reports
1090  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1091  * @buf: destination buffer given by userspace
1092  * @count: the number of bytes userspace wants to read
1093  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
1094  *
1095  * Checks Gen 7 specific OA unit status registers and if necessary appends
1096  * corresponding status records for userspace (such as for a buffer full
1097  * condition) and then initiate appending any buffered OA reports.
1098  *
1099  * Updates @offset according to the number of bytes successfully copied into
1100  * the userspace buffer.
1101  *
1102  * Returns: zero on success or a negative error code
1103  */
1104 static int gen7_oa_read(struct i915_perf_stream *stream,
1105                         char __user *buf,
1106                         size_t count,
1107                         size_t *offset)
1108 {
1109         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1110         u32 oastatus1;
1111         int ret;
1112
1113         if (WARN_ON(!stream->oa_buffer.vaddr))
1114                 return -EIO;
1115
1116         oastatus1 = intel_uncore_read(uncore, GEN7_OASTATUS1);
1117
1118         /* XXX: On Haswell we don't have a safe way to clear oastatus1
1119          * bits while the OA unit is enabled (while the tail pointer
1120          * may be updated asynchronously) so we ignore status bits
1121          * that have already been reported to userspace.
1122          */
1123         oastatus1 &= ~stream->perf->gen7_latched_oastatus1;
1124
1125         /* We treat OABUFFER_OVERFLOW as a significant error:
1126          *
1127          * - The status can be interpreted to mean that the buffer is
1128          *   currently full (with a higher precedence than OA_TAKEN()
1129          *   which will start to report a near-empty buffer after an
1130          *   overflow) but it's awkward that we can't clear the status
1131          *   on Haswell, so without a reset we won't be able to catch
1132          *   the state again.
1133          *
1134          * - Since it also implies the HW has started overwriting old
1135          *   reports it may also affect our sanity checks for invalid
1136          *   reports when copying to userspace that assume new reports
1137          *   are being written to cleared memory.
1138          *
1139          * - In the future we may want to introduce a flight recorder
1140          *   mode where the driver will automatically maintain a safe
1141          *   guard band between head/tail, avoiding this overflow
1142          *   condition, but we avoid the added driver complexity for
1143          *   now.
1144          */
1145         if (unlikely(oastatus1 & GEN7_OASTATUS1_OABUFFER_OVERFLOW)) {
1146                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
1147                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_BUFFER_LOST);
1148                 if (ret)
1149                         return ret;
1150
1151                 DRM_DEBUG("OA buffer overflow (exponent = %d): force restart\n",
1152                           stream->period_exponent);
1153
1154                 stream->perf->ops.oa_disable(stream);
1155                 stream->perf->ops.oa_enable(stream);
1156
1157                 oastatus1 = intel_uncore_read(uncore, GEN7_OASTATUS1);
1158         }
1159
1160         if (unlikely(oastatus1 & GEN7_OASTATUS1_REPORT_LOST)) {
1161                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
1162                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_REPORT_LOST);
1163                 if (ret)
1164                         return ret;
1165                 stream->perf->gen7_latched_oastatus1 |=
1166                         GEN7_OASTATUS1_REPORT_LOST;
1167         }
1168
1169         return gen7_append_oa_reports(stream, buf, count, offset);
1170 }
1171
1172 /**
1173  * i915_oa_wait_unlocked - handles blocking IO until OA data available
1174  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1175  *
1176  * Called when userspace tries to read() from a blocking stream FD opened
1177  * for OA metrics. It waits until the hrtimer callback finds a non-empty
1178  * OA buffer and wakes us.
1179  *
1180  * Note: it's acceptable to have this return with some false positives
1181  * since any subsequent read handling will return -EAGAIN if there isn't
1182  * really data ready for userspace yet.
1183  *
1184  * Returns: zero on success or a negative error code
1185  */
1186 static int i915_oa_wait_unlocked(struct i915_perf_stream *stream)
1187 {
1188         /* We would wait indefinitely if periodic sampling is not enabled */
1189         if (!stream->periodic)
1190                 return -EIO;
1191
1192         return wait_event_interruptible(stream->poll_wq,
1193                                         oa_buffer_check_unlocked(stream));
1194 }
1195
1196 /**
1197  * i915_oa_poll_wait - call poll_wait() for an OA stream poll()
1198  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1199  * @file: An i915 perf stream file
1200  * @wait: poll() state table
1201  *
1202  * For handling userspace polling on an i915 perf stream opened for OA metrics,
1203  * this starts a poll_wait with the wait queue that our hrtimer callback wakes
1204  * when it sees data ready to read in the circular OA buffer.
1205  */
1206 static void i915_oa_poll_wait(struct i915_perf_stream *stream,
1207                               struct file *file,
1208                               poll_table *wait)
1209 {
1210         poll_wait(file, &stream->poll_wq, wait);
1211 }
1212
1213 /**
1214  * i915_oa_read - just calls through to &i915_oa_ops->read
1215  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1216  * @buf: destination buffer given by userspace
1217  * @count: the number of bytes userspace wants to read
1218  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
1219  *
1220  * Updates @offset according to the number of bytes successfully copied into
1221  * the userspace buffer.
1222  *
1223  * Returns: zero on success or a negative error code
1224  */
1225 static int i915_oa_read(struct i915_perf_stream *stream,
1226                         char __user *buf,
1227                         size_t count,
1228                         size_t *offset)
1229 {
1230         return stream->perf->ops.read(stream, buf, count, offset);
1231 }
1232
1233 static struct intel_context *oa_pin_context(struct i915_perf_stream *stream)
1234 {
1235         struct i915_gem_engines_iter it;
1236         struct i915_gem_context *ctx = stream->ctx;
1237         struct intel_context *ce;
1238         int err;
1239
1240         for_each_gem_engine(ce, i915_gem_context_lock_engines(ctx), it) {
1241                 if (ce->engine != stream->engine) /* first match! */
1242                         continue;
1243
1244                 /*
1245                  * As the ID is the gtt offset of the context's vma we
1246                  * pin the vma to ensure the ID remains fixed.
1247                  */
1248                 err = intel_context_pin(ce);
1249                 if (err == 0) {
1250                         stream->pinned_ctx = ce;
1251                         break;
1252                 }
1253         }
1254         i915_gem_context_unlock_engines(ctx);
1255
1256         return stream->pinned_ctx;
1257 }
1258
1259 /**
1260  * oa_get_render_ctx_id - determine and hold ctx hw id
1261  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1262  *
1263  * Determine the render context hw id, and ensure it remains fixed for the
1264  * lifetime of the stream. This ensures that we don't have to worry about
1265  * updating the context ID in OACONTROL on the fly.
1266  *
1267  * Returns: zero on success or a negative error code
1268  */
1269 static int oa_get_render_ctx_id(struct i915_perf_stream *stream)
1270 {
1271         struct intel_context *ce;
1272
1273         ce = oa_pin_context(stream);
1274         if (IS_ERR(ce))
1275                 return PTR_ERR(ce);
1276
1277         switch (INTEL_GEN(ce->engine->i915)) {
1278         case 7: {
1279                 /*
1280                  * On Haswell we don't do any post processing of the reports
1281                  * and don't need to use the mask.
1282                  */
1283                 stream->specific_ctx_id = i915_ggtt_offset(ce->state);
1284                 stream->specific_ctx_id_mask = 0;
1285                 break;
1286         }
1287
1288         case 8:
1289         case 9:
1290         case 10:
1291                 if (intel_engine_in_execlists_submission_mode(ce->engine)) {
1292                         stream->specific_ctx_id_mask =
1293                                 (1U << GEN8_CTX_ID_WIDTH) - 1;
1294                         stream->specific_ctx_id = stream->specific_ctx_id_mask;
1295                 } else {
1296                         /*
1297                          * When using GuC, the context descriptor we write in
1298                          * i915 is read by GuC and rewritten before it's
1299                          * actually written into the hardware. The LRCA is
1300                          * what is put into the context id field of the
1301                          * context descriptor by GuC. Because it's aligned to
1302                          * a page, the lower 12bits are always at 0 and
1303                          * dropped by GuC. They won't be part of the context
1304                          * ID in the OA reports, so squash those lower bits.
1305                          */
1306                         stream->specific_ctx_id =
1307                                 lower_32_bits(ce->lrc_desc) >> 12;
1308
1309                         /*
1310                          * GuC uses the top bit to signal proxy submission, so
1311                          * ignore that bit.
1312                          */
1313                         stream->specific_ctx_id_mask =
1314                                 (1U << (GEN8_CTX_ID_WIDTH - 1)) - 1;
1315                 }
1316                 break;
1317
1318         case 11:
1319         case 12: {
1320                 stream->specific_ctx_id_mask =
1321                         ((1U << GEN11_SW_CTX_ID_WIDTH) - 1) << (GEN11_SW_CTX_ID_SHIFT - 32);
1322                 stream->specific_ctx_id = stream->specific_ctx_id_mask;
1323                 break;
1324         }
1325
1326         default:
1327                 MISSING_CASE(INTEL_GEN(ce->engine->i915));
1328         }
1329
1330         ce->tag = stream->specific_ctx_id_mask;
1331
1332         DRM_DEBUG_DRIVER("filtering on ctx_id=0x%x ctx_id_mask=0x%x\n",
1333                          stream->specific_ctx_id,
1334                          stream->specific_ctx_id_mask);
1335
1336         return 0;
1337 }
1338
1339 /**
1340  * oa_put_render_ctx_id - counterpart to oa_get_render_ctx_id releases hold
1341  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1342  *
1343  * In case anything needed doing to ensure the context HW ID would remain valid
1344  * for the lifetime of the stream, then that can be undone here.
1345  */
1346 static void oa_put_render_ctx_id(struct i915_perf_stream *stream)
1347 {
1348         struct intel_context *ce;
1349
1350         ce = fetch_and_zero(&stream->pinned_ctx);
1351         if (ce) {
1352                 ce->tag = 0; /* recomputed on next submission after parking */
1353                 intel_context_unpin(ce);
1354         }
1355
1356         stream->specific_ctx_id = INVALID_CTX_ID;
1357         stream->specific_ctx_id_mask = 0;
1358 }
1359
1360 static void
1361 free_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1362 {
1363         i915_vma_unpin_and_release(&stream->oa_buffer.vma,
1364                                    I915_VMA_RELEASE_MAP);
1365
1366         stream->oa_buffer.vaddr = NULL;
1367 }
1368
1369 static void
1370 free_oa_configs(struct i915_perf_stream *stream)
1371 {
1372         struct i915_oa_config_bo *oa_bo, *tmp;
1373
1374         i915_oa_config_put(stream->oa_config);
1375         llist_for_each_entry_safe(oa_bo, tmp, stream->oa_config_bos.first, node)
1376                 free_oa_config_bo(oa_bo);
1377 }
1378
1379 static void
1380 free_noa_wait(struct i915_perf_stream *stream)
1381 {
1382         i915_vma_unpin_and_release(&stream->noa_wait, 0);
1383 }
1384
1385 static void i915_oa_stream_destroy(struct i915_perf_stream *stream)
1386 {
1387         struct i915_perf *perf = stream->perf;
1388
1389         BUG_ON(stream != perf->exclusive_stream);
1390
1391         /*
1392          * Unset exclusive_stream first, it will be checked while disabling
1393          * the metric set on gen8+.
1394          */
1395         perf->exclusive_stream = NULL;
1396         perf->ops.disable_metric_set(stream);
1397
1398         free_oa_buffer(stream);
1399
1400         intel_uncore_forcewake_put(stream->uncore, FORCEWAKE_ALL);
1401         intel_engine_pm_put(stream->engine);
1402
1403         if (stream->ctx)
1404                 oa_put_render_ctx_id(stream);
1405
1406         free_oa_configs(stream);
1407         free_noa_wait(stream);
1408
1409         if (perf->spurious_report_rs.missed) {
1410                 DRM_NOTE("%d spurious OA report notices suppressed due to ratelimiting\n",
1411                          perf->spurious_report_rs.missed);
1412         }
1413 }
1414
1415 static void gen7_init_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1416 {
1417         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1418         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
1419         unsigned long flags;
1420
1421         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1422
1423         /* Pre-DevBDW: OABUFFER must be set with counters off,
1424          * before OASTATUS1, but after OASTATUS2
1425          */
1426         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OASTATUS2, /* head */
1427                            gtt_offset | GEN7_OASTATUS2_MEM_SELECT_GGTT);
1428         stream->oa_buffer.head = gtt_offset;
1429
1430         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OABUFFER, gtt_offset);
1431
1432         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OASTATUS1, /* tail */
1433                            gtt_offset | OABUFFER_SIZE_16M);
1434
1435         /* Mark that we need updated tail pointers to read from... */
1436         stream->oa_buffer.tails[0].offset = INVALID_TAIL_PTR;
1437         stream->oa_buffer.tails[1].offset = INVALID_TAIL_PTR;
1438
1439         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1440
1441         /* On Haswell we have to track which OASTATUS1 flags we've
1442          * already seen since they can't be cleared while periodic
1443          * sampling is enabled.
1444          */
1445         stream->perf->gen7_latched_oastatus1 = 0;
1446
1447         /* NB: although the OA buffer will initially be allocated
1448          * zeroed via shmfs (and so this memset is redundant when
1449          * first allocating), we may re-init the OA buffer, either
1450          * when re-enabling a stream or in error/reset paths.
1451          *
1452          * The reason we clear the buffer for each re-init is for the
1453          * sanity check in gen7_append_oa_reports() that looks at the
1454          * report-id field to make sure it's non-zero which relies on
1455          * the assumption that new reports are being written to zeroed
1456          * memory...
1457          */
1458         memset(stream->oa_buffer.vaddr, 0, OA_BUFFER_SIZE);
1459
1460         stream->pollin = false;
1461 }
1462
1463 static void gen8_init_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1464 {
1465         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1466         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
1467         unsigned long flags;
1468
1469         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1470
1471         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OASTATUS, 0);
1472         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OAHEADPTR, gtt_offset);
1473         stream->oa_buffer.head = gtt_offset;
1474
1475         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OABUFFER_UDW, 0);
1476
1477         /*
1478          * PRM says:
1479          *
1480          *  "This MMIO must be set before the OATAILPTR
1481          *  register and after the OAHEADPTR register. This is
1482          *  to enable proper functionality of the overflow
1483          *  bit."
1484          */
1485         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OABUFFER, gtt_offset |
1486                    OABUFFER_SIZE_16M | GEN8_OABUFFER_MEM_SELECT_GGTT);
1487         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OATAILPTR, gtt_offset & GEN8_OATAILPTR_MASK);
1488
1489         /* Mark that we need updated tail pointers to read from... */
1490         stream->oa_buffer.tails[0].offset = INVALID_TAIL_PTR;
1491         stream->oa_buffer.tails[1].offset = INVALID_TAIL_PTR;
1492
1493         /*
1494          * Reset state used to recognise context switches, affecting which
1495          * reports we will forward to userspace while filtering for a single
1496          * context.
1497          */
1498         stream->oa_buffer.last_ctx_id = INVALID_CTX_ID;
1499
1500         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1501
1502         /*
1503          * NB: although the OA buffer will initially be allocated
1504          * zeroed via shmfs (and so this memset is redundant when
1505          * first allocating), we may re-init the OA buffer, either
1506          * when re-enabling a stream or in error/reset paths.
1507          *
1508          * The reason we clear the buffer for each re-init is for the
1509          * sanity check in gen8_append_oa_reports() that looks at the
1510          * reason field to make sure it's non-zero which relies on
1511          * the assumption that new reports are being written to zeroed
1512          * memory...
1513          */
1514         memset(stream->oa_buffer.vaddr, 0, OA_BUFFER_SIZE);
1515
1516         stream->pollin = false;
1517 }
1518
1519 static void gen12_init_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1520 {
1521         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1522         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
1523         unsigned long flags;
1524
1525         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1526
1527         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OASTATUS, 0);
1528         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OAHEADPTR,
1529                            gtt_offset & GEN12_OAG_OAHEADPTR_MASK);
1530         stream->oa_buffer.head = gtt_offset;
1531
1532         /*
1533          * PRM says:
1534          *
1535          *  "This MMIO must be set before the OATAILPTR
1536          *  register and after the OAHEADPTR register. This is
1537          *  to enable proper functionality of the overflow
1538          *  bit."
1539          */
1540         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OABUFFER, gtt_offset |
1541                            OABUFFER_SIZE_16M | GEN8_OABUFFER_MEM_SELECT_GGTT);
1542         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OATAILPTR,
1543                            gtt_offset & GEN12_OAG_OATAILPTR_MASK);
1544
1545         /* Mark that we need updated tail pointers to read from... */
1546         stream->oa_buffer.tails[0].offset = INVALID_TAIL_PTR;
1547         stream->oa_buffer.tails[1].offset = INVALID_TAIL_PTR;
1548
1549         /*
1550          * Reset state used to recognise context switches, affecting which
1551          * reports we will forward to userspace while filtering for a single
1552          * context.
1553          */
1554         stream->oa_buffer.last_ctx_id = INVALID_CTX_ID;
1555
1556         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1557
1558         /*
1559          * NB: although the OA buffer will initially be allocated
1560          * zeroed via shmfs (and so this memset is redundant when
1561          * first allocating), we may re-init the OA buffer, either
1562          * when re-enabling a stream or in error/reset paths.
1563          *
1564          * The reason we clear the buffer for each re-init is for the
1565          * sanity check in gen8_append_oa_reports() that looks at the
1566          * reason field to make sure it's non-zero which relies on
1567          * the assumption that new reports are being written to zeroed
1568          * memory...
1569          */
1570         memset(stream->oa_buffer.vaddr, 0,
1571                stream->oa_buffer.vma->size);
1572
1573         stream->pollin = false;
1574 }
1575
1576 static int alloc_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1577 {
1578         struct drm_i915_gem_object *bo;
1579         struct i915_vma *vma;
1580         int ret;
1581
1582         if (WARN_ON(stream->oa_buffer.vma))
1583                 return -ENODEV;
1584
1585         BUILD_BUG_ON_NOT_POWER_OF_2(OA_BUFFER_SIZE);
1586         BUILD_BUG_ON(OA_BUFFER_SIZE < SZ_128K || OA_BUFFER_SIZE > SZ_16M);
1587
1588         bo = i915_gem_object_create_shmem(stream->perf->i915, OA_BUFFER_SIZE);
1589         if (IS_ERR(bo)) {
1590                 DRM_ERROR("Failed to allocate OA buffer\n");
1591                 return PTR_ERR(bo);
1592         }
1593
1594         i915_gem_object_set_cache_coherency(bo, I915_CACHE_LLC);
1595
1596         /* PreHSW required 512K alignment, HSW requires 16M */
1597         vma = i915_gem_object_ggtt_pin(bo, NULL, 0, SZ_16M, 0);
1598         if (IS_ERR(vma)) {
1599                 ret = PTR_ERR(vma);
1600                 goto err_unref;
1601         }
1602         stream->oa_buffer.vma = vma;
1603
1604         stream->oa_buffer.vaddr =
1605                 i915_gem_object_pin_map(bo, I915_MAP_WB);
1606         if (IS_ERR(stream->oa_buffer.vaddr)) {
1607                 ret = PTR_ERR(stream->oa_buffer.vaddr);
1608                 goto err_unpin;
1609         }
1610
1611         return 0;
1612
1613 err_unpin:
1614         __i915_vma_unpin(vma);
1615
1616 err_unref:
1617         i915_gem_object_put(bo);
1618
1619         stream->oa_buffer.vaddr = NULL;
1620         stream->oa_buffer.vma = NULL;
1621
1622         return ret;
1623 }
1624
1625 static u32 *save_restore_register(struct i915_perf_stream *stream, u32 *cs,
1626                                   bool save, i915_reg_t reg, u32 offset,
1627                                   u32 dword_count)
1628 {
1629         u32 cmd;
1630         u32 d;
1631
1632         cmd = save ? MI_STORE_REGISTER_MEM : MI_LOAD_REGISTER_MEM;
1633         if (INTEL_GEN(stream->perf->i915) >= 8)
1634                 cmd++;
1635
1636         for (d = 0; d < dword_count; d++) {
1637                 *cs++ = cmd;
1638                 *cs++ = i915_mmio_reg_offset(reg) + 4 * d;
1639                 *cs++ = intel_gt_scratch_offset(stream->engine->gt,
1640                                                 offset) + 4 * d;
1641                 *cs++ = 0;
1642         }
1643
1644         return cs;
1645 }
1646
1647 static int alloc_noa_wait(struct i915_perf_stream *stream)
1648 {
1649         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
1650         struct drm_i915_gem_object *bo;
1651         struct i915_vma *vma;
1652         const u64 delay_ticks = 0xffffffffffffffff -
1653                 DIV64_U64_ROUND_UP(
1654                         atomic64_read(&stream->perf->noa_programming_delay) *
1655                         RUNTIME_INFO(i915)->cs_timestamp_frequency_khz,
1656                         1000000ull);
1657         const u32 base = stream->engine->mmio_base;
1658 #define CS_GPR(x) GEN8_RING_CS_GPR(base, x)
1659         u32 *batch, *ts0, *cs, *jump;
1660         int ret, i;
1661         enum {
1662                 START_TS,
1663                 NOW_TS,
1664                 DELTA_TS,
1665                 JUMP_PREDICATE,
1666                 DELTA_TARGET,
1667                 N_CS_GPR
1668         };
1669
1670         bo = i915_gem_object_create_internal(i915, 4096);
1671         if (IS_ERR(bo)) {
1672                 DRM_ERROR("Failed to allocate NOA wait batchbuffer\n");
1673                 return PTR_ERR(bo);
1674         }
1675
1676         /*
1677          * We pin in GGTT because we jump into this buffer now because
1678          * multiple OA config BOs will have a jump to this address and it
1679          * needs to be fixed during the lifetime of the i915/perf stream.
1680          */
1681         vma = i915_gem_object_ggtt_pin(bo, NULL, 0, 0, PIN_HIGH);
1682         if (IS_ERR(vma)) {
1683                 ret = PTR_ERR(vma);
1684                 goto err_unref;
1685         }
1686
1687         batch = cs = i915_gem_object_pin_map(bo, I915_MAP_WB);
1688         if (IS_ERR(batch)) {
1689                 ret = PTR_ERR(batch);
1690                 goto err_unpin;
1691         }
1692
1693         /* Save registers. */
1694         for (i = 0; i < N_CS_GPR; i++)
1695                 cs = save_restore_register(
1696                         stream, cs, true /* save */, CS_GPR(i),
1697                         INTEL_GT_SCRATCH_FIELD_PERF_CS_GPR + 8 * i, 2);
1698         cs = save_restore_register(
1699                 stream, cs, true /* save */, MI_PREDICATE_RESULT_1,
1700                 INTEL_GT_SCRATCH_FIELD_PERF_PREDICATE_RESULT_1, 1);
1701
1702         /* First timestamp snapshot location. */
1703         ts0 = cs;
1704
1705         /*
1706          * Initial snapshot of the timestamp register to implement the wait.
1707          * We work with 32b values, so clear out the top 32b bits of the
1708          * register because the ALU works 64bits.
1709          */
1710         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(1);
1711         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(START_TS)) + 4;
1712         *cs++ = 0;
1713         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
1714         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(RING_TIMESTAMP(base));
1715         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(START_TS));
1716
1717         /*
1718          * This is the location we're going to jump back into until the
1719          * required amount of time has passed.
1720          */
1721         jump = cs;
1722
1723         /*
1724          * Take another snapshot of the timestamp register. Take care to clear
1725          * up the top 32bits of CS_GPR(1) as we're using it for other
1726          * operations below.
1727          */
1728         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(1);
1729         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(NOW_TS)) + 4;
1730         *cs++ = 0;
1731         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
1732         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(RING_TIMESTAMP(base));
1733         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(NOW_TS));
1734
1735         /*
1736          * Do a diff between the 2 timestamps and store the result back into
1737          * CS_GPR(1).
1738          */
1739         *cs++ = MI_MATH(5);
1740         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCA, MI_MATH_REG(NOW_TS));
1741         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCB, MI_MATH_REG(START_TS));
1742         *cs++ = MI_MATH_SUB;
1743         *cs++ = MI_MATH_STORE(MI_MATH_REG(DELTA_TS), MI_MATH_REG_ACCU);
1744         *cs++ = MI_MATH_STORE(MI_MATH_REG(JUMP_PREDICATE), MI_MATH_REG_CF);
1745
1746         /*
1747          * Transfer the carry flag (set to 1 if ts1 < ts0, meaning the
1748          * timestamp have rolled over the 32bits) into the predicate register
1749          * to be used for the predicated jump.
1750          */
1751         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
1752         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(JUMP_PREDICATE));
1753         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(MI_PREDICATE_RESULT_1);
1754
1755         /* Restart from the beginning if we had timestamps roll over. */
1756         *cs++ = (INTEL_GEN(i915) < 8 ?
1757                  MI_BATCH_BUFFER_START :
1758                  MI_BATCH_BUFFER_START_GEN8) |
1759                 MI_BATCH_PREDICATE;
1760         *cs++ = i915_ggtt_offset(vma) + (ts0 - batch) * 4;
1761         *cs++ = 0;
1762
1763         /*
1764          * Now add the diff between to previous timestamps and add it to :
1765          *      (((1 * << 64) - 1) - delay_ns)
1766          *
1767          * When the Carry Flag contains 1 this means the elapsed time is
1768          * longer than the expected delay, and we can exit the wait loop.
1769          */
1770         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(2);
1771         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(DELTA_TARGET));
1772         *cs++ = lower_32_bits(delay_ticks);
1773         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(DELTA_TARGET)) + 4;
1774         *cs++ = upper_32_bits(delay_ticks);
1775
1776         *cs++ = MI_MATH(4);
1777         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCA, MI_MATH_REG(DELTA_TS));
1778         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCB, MI_MATH_REG(DELTA_TARGET));
1779         *cs++ = MI_MATH_ADD;
1780         *cs++ = MI_MATH_STOREINV(MI_MATH_REG(JUMP_PREDICATE), MI_MATH_REG_CF);
1781
1782         *cs++ = MI_ARB_CHECK;
1783
1784         /*
1785          * Transfer the result into the predicate register to be used for the
1786          * predicated jump.
1787          */
1788         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
1789         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(JUMP_PREDICATE));
1790         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(MI_PREDICATE_RESULT_1);
1791
1792         /* Predicate the jump.  */
1793         *cs++ = (INTEL_GEN(i915) < 8 ?
1794                  MI_BATCH_BUFFER_START :
1795                  MI_BATCH_BUFFER_START_GEN8) |
1796                 MI_BATCH_PREDICATE;
1797         *cs++ = i915_ggtt_offset(vma) + (jump - batch) * 4;
1798         *cs++ = 0;
1799
1800         /* Restore registers. */
1801         for (i = 0; i < N_CS_GPR; i++)
1802                 cs = save_restore_register(
1803                         stream, cs, false /* restore */, CS_GPR(i),
1804                         INTEL_GT_SCRATCH_FIELD_PERF_CS_GPR + 8 * i, 2);
1805         cs = save_restore_register(
1806                 stream, cs, false /* restore */, MI_PREDICATE_RESULT_1,
1807                 INTEL_GT_SCRATCH_FIELD_PERF_PREDICATE_RESULT_1, 1);
1808
1809         /* And return to the ring. */
1810         *cs++ = MI_BATCH_BUFFER_END;
1811
1812         GEM_BUG_ON(cs - batch > PAGE_SIZE / sizeof(*batch));
1813
1814         i915_gem_object_flush_map(bo);
1815         i915_gem_object_unpin_map(bo);
1816
1817         stream->noa_wait = vma;
1818         return 0;
1819
1820 err_unpin:
1821         i915_vma_unpin_and_release(&vma, 0);
1822 err_unref:
1823         i915_gem_object_put(bo);
1824         return ret;
1825 }
1826
1827 static u32 *write_cs_mi_lri(u32 *cs,
1828                             const struct i915_oa_reg *reg_data,
1829                             u32 n_regs)
1830 {
1831         u32 i;
1832
1833         for (i = 0; i < n_regs; i++) {
1834                 if ((i % MI_LOAD_REGISTER_IMM_MAX_REGS) == 0) {
1835                         u32 n_lri = min_t(u32,
1836                                           n_regs - i,
1837                                           MI_LOAD_REGISTER_IMM_MAX_REGS);
1838
1839                         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(n_lri);
1840                 }
1841                 *cs++ = i915_mmio_reg_offset(reg_data[i].addr);
1842                 *cs++ = reg_data[i].value;
1843         }
1844
1845         return cs;
1846 }
1847
1848 static int num_lri_dwords(int num_regs)
1849 {
1850         int count = 0;
1851
1852         if (num_regs > 0) {
1853                 count += DIV_ROUND_UP(num_regs, MI_LOAD_REGISTER_IMM_MAX_REGS);
1854                 count += num_regs * 2;
1855         }
1856
1857         return count;
1858 }
1859
1860 static struct i915_oa_config_bo *
1861 alloc_oa_config_buffer(struct i915_perf_stream *stream,
1862                        struct i915_oa_config *oa_config)
1863 {
1864         struct drm_i915_gem_object *obj;
1865         struct i915_oa_config_bo *oa_bo;
1866         size_t config_length = 0;
1867         u32 *cs;
1868         int err;
1869
1870         oa_bo = kzalloc(sizeof(*oa_bo), GFP_KERNEL);
1871         if (!oa_bo)
1872                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1873
1874         config_length += num_lri_dwords(oa_config->mux_regs_len);
1875         config_length += num_lri_dwords(oa_config->b_counter_regs_len);
1876         config_length += num_lri_dwords(oa_config->flex_regs_len);
1877         config_length += 3; /* MI_BATCH_BUFFER_START */
1878         config_length = ALIGN(sizeof(u32) * config_length, I915_GTT_PAGE_SIZE);
1879
1880         obj = i915_gem_object_create_shmem(stream->perf->i915, config_length);
1881         if (IS_ERR(obj)) {
1882                 err = PTR_ERR(obj);
1883                 goto err_free;
1884         }
1885
1886         cs = i915_gem_object_pin_map(obj, I915_MAP_WB);
1887         if (IS_ERR(cs)) {
1888                 err = PTR_ERR(cs);
1889                 goto err_oa_bo;
1890         }
1891
1892         cs = write_cs_mi_lri(cs,
1893                              oa_config->mux_regs,
1894                              oa_config->mux_regs_len);
1895         cs = write_cs_mi_lri(cs,
1896                              oa_config->b_counter_regs,
1897                              oa_config->b_counter_regs_len);
1898         cs = write_cs_mi_lri(cs,
1899                              oa_config->flex_regs,
1900                              oa_config->flex_regs_len);
1901
1902         /* Jump into the active wait. */
1903         *cs++ = (INTEL_GEN(stream->perf->i915) < 8 ?
1904                  MI_BATCH_BUFFER_START :
1905                  MI_BATCH_BUFFER_START_GEN8);
1906         *cs++ = i915_ggtt_offset(stream->noa_wait);
1907         *cs++ = 0;
1908
1909         i915_gem_object_flush_map(obj);
1910         i915_gem_object_unpin_map(obj);
1911
1912         oa_bo->vma = i915_vma_instance(obj,
1913                                        &stream->engine->gt->ggtt->vm,
1914                                        NULL);
1915         if (IS_ERR(oa_bo->vma)) {
1916                 err = PTR_ERR(oa_bo->vma);
1917                 goto err_oa_bo;
1918         }
1919
1920         oa_bo->oa_config = i915_oa_config_get(oa_config);
1921         llist_add(&oa_bo->node, &stream->oa_config_bos);
1922
1923         return oa_bo;
1924
1925 err_oa_bo:
1926         i915_gem_object_put(obj);
1927 err_free:
1928         kfree(oa_bo);
1929         return ERR_PTR(err);
1930 }
1931
1932 static struct i915_vma *
1933 get_oa_vma(struct i915_perf_stream *stream, struct i915_oa_config *oa_config)
1934 {
1935         struct i915_oa_config_bo *oa_bo;
1936
1937         /*
1938          * Look for the buffer in the already allocated BOs attached
1939          * to the stream.
1940          */
1941         llist_for_each_entry(oa_bo, stream->oa_config_bos.first, node) {
1942                 if (oa_bo->oa_config == oa_config &&
1943                     memcmp(oa_bo->oa_config->uuid,
1944                            oa_config->uuid,
1945                            sizeof(oa_config->uuid)) == 0)
1946                         goto out;
1947         }
1948
1949         oa_bo = alloc_oa_config_buffer(stream, oa_config);
1950         if (IS_ERR(oa_bo))
1951                 return ERR_CAST(oa_bo);
1952
1953 out:
1954         return i915_vma_get(oa_bo->vma);
1955 }
1956
1957 static int emit_oa_config(struct i915_perf_stream *stream,
1958                           struct i915_oa_config *oa_config,
1959                           struct intel_context *ce)
1960 {
1961         struct i915_request *rq;
1962         struct i915_vma *vma;
1963         int err;
1964
1965         vma = get_oa_vma(stream, oa_config);
1966         if (IS_ERR(vma))
1967                 return PTR_ERR(vma);
1968
1969         err = i915_vma_pin(vma, 0, 0, PIN_GLOBAL | PIN_HIGH);
1970         if (err)
1971                 goto err_vma_put;
1972
1973         intel_engine_pm_get(ce->engine);
1974         rq = i915_request_create(ce);
1975         intel_engine_pm_put(ce->engine);
1976         if (IS_ERR(rq)) {
1977                 err = PTR_ERR(rq);
1978                 goto err_vma_unpin;
1979         }
1980
1981         i915_vma_lock(vma);
1982         err = i915_request_await_object(rq, vma->obj, 0);
1983         if (!err)
1984                 err = i915_vma_move_to_active(vma, rq, 0);
1985         i915_vma_unlock(vma);
1986         if (err)
1987                 goto err_add_request;
1988
1989         err = rq->engine->emit_bb_start(rq,
1990                                         vma->node.start, 0,
1991                                         I915_DISPATCH_SECURE);
1992 err_add_request:
1993         i915_request_add(rq);
1994 err_vma_unpin:
1995         i915_vma_unpin(vma);
1996 err_vma_put:
1997         i915_vma_put(vma);
1998         return err;
1999 }
2000
2001 static struct intel_context *oa_context(struct i915_perf_stream *stream)
2002 {
2003         return stream->pinned_ctx ?: stream->engine->kernel_context;
2004 }
2005
2006 static int hsw_enable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2007 {
2008         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2009
2010         /*
2011          * PRM:
2012          *
2013          * OA unit is using “crclk” for its functionality. When trunk
2014          * level clock gating takes place, OA clock would be gated,
2015          * unable to count the events from non-render clock domain.
2016          * Render clock gating must be disabled when OA is enabled to
2017          * count the events from non-render domain. Unit level clock
2018          * gating for RCS should also be disabled.
2019          */
2020         intel_uncore_rmw(uncore, GEN7_MISCCPCTL,
2021                          GEN7_DOP_CLOCK_GATE_ENABLE, 0);
2022         intel_uncore_rmw(uncore, GEN6_UCGCTL1,
2023                          0, GEN6_CSUNIT_CLOCK_GATE_DISABLE);
2024
2025         return emit_oa_config(stream, stream->oa_config, oa_context(stream));
2026 }
2027
2028 static void hsw_disable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2029 {
2030         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2031
2032         intel_uncore_rmw(uncore, GEN6_UCGCTL1,
2033                          GEN6_CSUNIT_CLOCK_GATE_DISABLE, 0);
2034         intel_uncore_rmw(uncore, GEN7_MISCCPCTL,
2035                          0, GEN7_DOP_CLOCK_GATE_ENABLE);
2036
2037         intel_uncore_rmw(uncore, GDT_CHICKEN_BITS, GT_NOA_ENABLE, 0);
2038 }
2039
2040 static u32 oa_config_flex_reg(const struct i915_oa_config *oa_config,
2041                               i915_reg_t reg)
2042 {
2043         u32 mmio = i915_mmio_reg_offset(reg);
2044         int i;
2045
2046         /*
2047          * This arbitrary default will select the 'EU FPU0 Pipeline
2048          * Active' event. In the future it's anticipated that there
2049          * will be an explicit 'No Event' we can select, but not yet...
2050          */
2051         if (!oa_config)
2052                 return 0;
2053
2054         for (i = 0; i < oa_config->flex_regs_len; i++) {
2055                 if (i915_mmio_reg_offset(oa_config->flex_regs[i].addr) == mmio)
2056                         return oa_config->flex_regs[i].value;
2057         }
2058
2059         return 0;
2060 }
2061 /*
2062  * NB: It must always remain pointer safe to run this even if the OA unit
2063  * has been disabled.
2064  *
2065  * It's fine to put out-of-date values into these per-context registers
2066  * in the case that the OA unit has been disabled.
2067  */
2068 static void
2069 gen8_update_reg_state_unlocked(const struct intel_context *ce,
2070                                const struct i915_perf_stream *stream)
2071 {
2072         u32 ctx_oactxctrl = stream->perf->ctx_oactxctrl_offset;
2073         u32 ctx_flexeu0 = stream->perf->ctx_flexeu0_offset;
2074         /* The MMIO offsets for Flex EU registers aren't contiguous */
2075         i915_reg_t flex_regs[] = {
2076                 EU_PERF_CNTL0,
2077                 EU_PERF_CNTL1,
2078                 EU_PERF_CNTL2,
2079                 EU_PERF_CNTL3,
2080                 EU_PERF_CNTL4,
2081                 EU_PERF_CNTL5,
2082                 EU_PERF_CNTL6,
2083         };
2084         u32 *reg_state = ce->lrc_reg_state;
2085         int i;
2086
2087         reg_state[ctx_oactxctrl + 1] =
2088                 (stream->period_exponent << GEN8_OA_TIMER_PERIOD_SHIFT) |
2089                 (stream->periodic ? GEN8_OA_TIMER_ENABLE : 0) |
2090                 GEN8_OA_COUNTER_RESUME;
2091
2092         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(flex_regs); i++)
2093                 reg_state[ctx_flexeu0 + i * 2 + 1] =
2094                         oa_config_flex_reg(stream->oa_config, flex_regs[i]);
2095
2096         reg_state[CTX_R_PWR_CLK_STATE] =
2097                 intel_sseu_make_rpcs(ce->engine->i915, &ce->sseu);
2098 }
2099
2100 struct flex {
2101         i915_reg_t reg;
2102         u32 offset;
2103         u32 value;
2104 };
2105
2106 static int
2107 gen8_store_flex(struct i915_request *rq,
2108                 struct intel_context *ce,
2109                 const struct flex *flex, unsigned int count)
2110 {
2111         u32 offset;
2112         u32 *cs;
2113
2114         cs = intel_ring_begin(rq, 4 * count);
2115         if (IS_ERR(cs))
2116                 return PTR_ERR(cs);
2117
2118         offset = i915_ggtt_offset(ce->state) + LRC_STATE_PN * PAGE_SIZE;
2119         do {
2120                 *cs++ = MI_STORE_DWORD_IMM_GEN4 | MI_USE_GGTT;
2121                 *cs++ = offset + flex->offset * sizeof(u32);
2122                 *cs++ = 0;
2123                 *cs++ = flex->value;
2124         } while (flex++, --count);
2125
2126         intel_ring_advance(rq, cs);
2127
2128         return 0;
2129 }
2130
2131 static int
2132 gen8_load_flex(struct i915_request *rq,
2133                struct intel_context *ce,
2134                const struct flex *flex, unsigned int count)
2135 {
2136         u32 *cs;
2137
2138         GEM_BUG_ON(!count || count > 63);
2139
2140         cs = intel_ring_begin(rq, 2 * count + 2);
2141         if (IS_ERR(cs))
2142                 return PTR_ERR(cs);
2143
2144         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(count);
2145         do {
2146                 *cs++ = i915_mmio_reg_offset(flex->reg);
2147                 *cs++ = flex->value;
2148         } while (flex++, --count);
2149         *cs++ = MI_NOOP;
2150
2151         intel_ring_advance(rq, cs);
2152
2153         return 0;
2154 }
2155
2156 static int gen8_modify_context(struct intel_context *ce,
2157                                const struct flex *flex, unsigned int count)
2158 {
2159         struct i915_request *rq;
2160         int err;
2161
2162         rq = intel_engine_create_kernel_request(ce->engine);
2163         if (IS_ERR(rq))
2164                 return PTR_ERR(rq);
2165
2166         /* Serialise with the remote context */
2167         err = intel_context_prepare_remote_request(ce, rq);
2168         if (err == 0)
2169                 err = gen8_store_flex(rq, ce, flex, count);
2170
2171         i915_request_add(rq);
2172         return err;
2173 }
2174
2175 static int gen8_modify_self(struct intel_context *ce,
2176                             const struct flex *flex, unsigned int count)
2177 {
2178         struct i915_request *rq;
2179         int err;
2180
2181         rq = i915_request_create(ce);
2182         if (IS_ERR(rq))
2183                 return PTR_ERR(rq);
2184
2185         err = gen8_load_flex(rq, ce, flex, count);
2186
2187         i915_request_add(rq);
2188         return err;
2189 }
2190
2191 static int gen8_configure_context(struct i915_gem_context *ctx,
2192                                   struct flex *flex, unsigned int count)
2193 {
2194         struct i915_gem_engines_iter it;
2195         struct intel_context *ce;
2196         int err = 0;
2197
2198         for_each_gem_engine(ce, i915_gem_context_lock_engines(ctx), it) {
2199                 GEM_BUG_ON(ce == ce->engine->kernel_context);
2200
2201                 if (ce->engine->class != RENDER_CLASS)
2202                         continue;
2203
2204                 /* Otherwise OA settings will be set upon first use */
2205                 if (!intel_context_pin_if_active(ce))
2206                         continue;
2207
2208                 flex->value = intel_sseu_make_rpcs(ctx->i915, &ce->sseu);
2209                 err = gen8_modify_context(ce, flex, count);
2210
2211                 intel_context_unpin(ce);
2212                 if (err)
2213                         break;
2214         }
2215         i915_gem_context_unlock_engines(ctx);
2216
2217         return err;
2218 }
2219
2220 static int gen12_configure_oar_context(struct i915_perf_stream *stream, bool enable)
2221 {
2222         int err;
2223         struct intel_context *ce = stream->pinned_ctx;
2224         u32 format = stream->oa_buffer.format;
2225         struct flex regs_context[] = {
2226                 {
2227                         GEN8_OACTXCONTROL,
2228                         stream->perf->ctx_oactxctrl_offset + 1,
2229                         enable ? GEN8_OA_COUNTER_RESUME : 0,
2230                 },
2231         };
2232         /* Offsets in regs_lri are not used since this configuration is only
2233          * applied using LRI. Initialize the correct offsets for posterity.
2234          */
2235 #define GEN12_OAR_OACONTROL_OFFSET 0x5B0
2236         struct flex regs_lri[] = {
2237                 {
2238                         GEN12_OAR_OACONTROL,
2239                         GEN12_OAR_OACONTROL_OFFSET + 1,
2240                         (format << GEN12_OAR_OACONTROL_COUNTER_FORMAT_SHIFT) |
2241                         (enable ? GEN12_OAR_OACONTROL_COUNTER_ENABLE : 0)
2242                 },
2243                 {
2244                         RING_CONTEXT_CONTROL(ce->engine->mmio_base),
2245                         CTX_CONTEXT_CONTROL,
2246                         _MASKED_FIELD(GEN12_CTX_CTRL_OAR_CONTEXT_ENABLE,
2247                                       enable ?
2248                                       GEN12_CTX_CTRL_OAR_CONTEXT_ENABLE :
2249                                       0)
2250                 },
2251         };
2252
2253         /* Modify the context image of pinned context with regs_context*/
2254         err = intel_context_lock_pinned(ce);
2255         if (err)
2256                 return err;
2257
2258         err = gen8_modify_context(ce, regs_context, ARRAY_SIZE(regs_context));
2259         intel_context_unlock_pinned(ce);
2260         if (err)
2261                 return err;
2262
2263         /* Apply regs_lri using LRI with pinned context */
2264         return gen8_modify_self(ce, regs_lri, ARRAY_SIZE(regs_lri));
2265 }
2266
2267 /*
2268  * Manages updating the per-context aspects of the OA stream
2269  * configuration across all contexts.
2270  *
2271  * The awkward consideration here is that OACTXCONTROL controls the
2272  * exponent for periodic sampling which is primarily used for system
2273  * wide profiling where we'd like a consistent sampling period even in
2274  * the face of context switches.
2275  *
2276  * Our approach of updating the register state context (as opposed to
2277  * say using a workaround batch buffer) ensures that the hardware
2278  * won't automatically reload an out-of-date timer exponent even
2279  * transiently before a WA BB could be parsed.
2280  *
2281  * This function needs to:
2282  * - Ensure the currently running context's per-context OA state is
2283  *   updated
2284  * - Ensure that all existing contexts will have the correct per-context
2285  *   OA state if they are scheduled for use.
2286  * - Ensure any new contexts will be initialized with the correct
2287  *   per-context OA state.
2288  *
2289  * Note: it's only the RCS/Render context that has any OA state.
2290  * Note: the first flex register passed must always be R_PWR_CLK_STATE
2291  */
2292 static int oa_configure_all_contexts(struct i915_perf_stream *stream,
2293                                      struct flex *regs,
2294                                      size_t num_regs)
2295 {
2296         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
2297         struct intel_engine_cs *engine;
2298         struct i915_gem_context *ctx, *cn;
2299         int err;
2300
2301         lockdep_assert_held(&stream->perf->lock);
2302
2303         /*
2304          * The OA register config is setup through the context image. This image
2305          * might be written to by the GPU on context switch (in particular on
2306          * lite-restore). This means we can't safely update a context's image,
2307          * if this context is scheduled/submitted to run on the GPU.
2308          *
2309          * We could emit the OA register config through the batch buffer but
2310          * this might leave small interval of time where the OA unit is
2311          * configured at an invalid sampling period.
2312          *
2313          * Note that since we emit all requests from a single ring, there
2314          * is still an implicit global barrier here that may cause a high
2315          * priority context to wait for an otherwise independent low priority
2316          * context. Contexts idle at the time of reconfiguration are not
2317          * trapped behind the barrier.
2318          */
2319         spin_lock(&i915->gem.contexts.lock);
2320         list_for_each_entry_safe(ctx, cn, &i915->gem.contexts.list, link) {
2321                 if (!kref_get_unless_zero(&ctx->ref))
2322                         continue;
2323
2324                 spin_unlock(&i915->gem.contexts.lock);
2325
2326                 err = gen8_configure_context(ctx, regs, num_regs);
2327                 if (err) {
2328                         i915_gem_context_put(ctx);
2329                         return err;
2330                 }
2331
2332                 spin_lock(&i915->gem.contexts.lock);
2333                 list_safe_reset_next(ctx, cn, link);
2334                 i915_gem_context_put(ctx);
2335         }
2336         spin_unlock(&i915->gem.contexts.lock);
2337
2338         /*
2339          * After updating all other contexts, we need to modify ourselves.
2340          * If we don't modify the kernel_context, we do not get events while
2341          * idle.
2342          */
2343         for_each_uabi_engine(engine, i915) {
2344                 struct intel_context *ce = engine->kernel_context;
2345
2346                 if (engine->class != RENDER_CLASS)
2347                         continue;
2348
2349                 regs[0].value = intel_sseu_make_rpcs(i915, &ce->sseu);
2350
2351                 err = gen8_modify_self(ce, regs, num_regs);
2352                 if (err)
2353                         return err;
2354         }
2355
2356         return 0;
2357 }
2358
2359 static int gen12_configure_all_contexts(struct i915_perf_stream *stream,
2360                                         const struct i915_oa_config *oa_config)
2361 {
2362         struct flex regs[] = {
2363                 {
2364                         GEN8_R_PWR_CLK_STATE,
2365                         CTX_R_PWR_CLK_STATE,
2366                 },
2367         };
2368
2369         return oa_configure_all_contexts(stream, regs, ARRAY_SIZE(regs));
2370 }
2371
2372 static int lrc_configure_all_contexts(struct i915_perf_stream *stream,
2373                                       const struct i915_oa_config *oa_config)
2374 {
2375         /* The MMIO offsets for Flex EU registers aren't contiguous */
2376         const u32 ctx_flexeu0 = stream->perf->ctx_flexeu0_offset;
2377 #define ctx_flexeuN(N) (ctx_flexeu0 + 2 * (N) + 1)
2378         struct flex regs[] = {
2379                 {
2380                         GEN8_R_PWR_CLK_STATE,
2381                         CTX_R_PWR_CLK_STATE,
2382                 },
2383                 {
2384                         GEN8_OACTXCONTROL,
2385                         stream->perf->ctx_oactxctrl_offset + 1,
2386                 },
2387                 { EU_PERF_CNTL0, ctx_flexeuN(0) },
2388                 { EU_PERF_CNTL1, ctx_flexeuN(1) },
2389                 { EU_PERF_CNTL2, ctx_flexeuN(2) },
2390                 { EU_PERF_CNTL3, ctx_flexeuN(3) },
2391                 { EU_PERF_CNTL4, ctx_flexeuN(4) },
2392                 { EU_PERF_CNTL5, ctx_flexeuN(5) },
2393                 { EU_PERF_CNTL6, ctx_flexeuN(6) },
2394         };
2395 #undef ctx_flexeuN
2396         int i;
2397
2398         regs[1].value =
2399                 (stream->period_exponent << GEN8_OA_TIMER_PERIOD_SHIFT) |
2400                 (stream->periodic ? GEN8_OA_TIMER_ENABLE : 0) |
2401                 GEN8_OA_COUNTER_RESUME;
2402
2403         for (i = 2; i < ARRAY_SIZE(regs); i++)
2404                 regs[i].value = oa_config_flex_reg(oa_config, regs[i].reg);
2405
2406         return oa_configure_all_contexts(stream, regs, ARRAY_SIZE(regs));
2407 }
2408
2409 static int gen8_enable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2410 {
2411         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2412         struct i915_oa_config *oa_config = stream->oa_config;
2413         int ret;
2414
2415         /*
2416          * We disable slice/unslice clock ratio change reports on SKL since
2417          * they are too noisy. The HW generates a lot of redundant reports
2418          * where the ratio hasn't really changed causing a lot of redundant
2419          * work to processes and increasing the chances we'll hit buffer
2420          * overruns.
2421          *
2422          * Although we don't currently use the 'disable overrun' OABUFFER
2423          * feature it's worth noting that clock ratio reports have to be
2424          * disabled before considering to use that feature since the HW doesn't
2425          * correctly block these reports.
2426          *
2427          * Currently none of the high-level metrics we have depend on knowing
2428          * this ratio to normalize.
2429          *
2430          * Note: This register is not power context saved and restored, but
2431          * that's OK considering that we disable RC6 while the OA unit is
2432          * enabled.
2433          *
2434          * The _INCLUDE_CLK_RATIO bit allows the slice/unslice frequency to
2435          * be read back from automatically triggered reports, as part of the
2436          * RPT_ID field.
2437          */
2438         if (IS_GEN_RANGE(stream->perf->i915, 9, 11)) {
2439                 intel_uncore_write(uncore, GEN8_OA_DEBUG,
2440                                    _MASKED_BIT_ENABLE(GEN9_OA_DEBUG_DISABLE_CLK_RATIO_REPORTS |
2441                                                       GEN9_OA_DEBUG_INCLUDE_CLK_RATIO));
2442         }
2443
2444         /*
2445          * Update all contexts prior writing the mux configurations as we need
2446          * to make sure all slices/subslices are ON before writing to NOA
2447          * registers.
2448          */
2449         ret = lrc_configure_all_contexts(stream, oa_config);
2450         if (ret)
2451                 return ret;
2452
2453         return emit_oa_config(stream, oa_config, oa_context(stream));
2454 }
2455
2456 static u32 oag_report_ctx_switches(const struct i915_perf_stream *stream)
2457 {
2458         return _MASKED_FIELD(GEN12_OAG_OA_DEBUG_DISABLE_CTX_SWITCH_REPORTS,
2459                              (stream->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT) ?
2460                              0 : GEN12_OAG_OA_DEBUG_DISABLE_CTX_SWITCH_REPORTS);
2461 }
2462
2463 static int gen12_enable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2464 {
2465         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2466         struct i915_oa_config *oa_config = stream->oa_config;
2467         bool periodic = stream->periodic;
2468         u32 period_exponent = stream->period_exponent;
2469         int ret;
2470
2471         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OA_DEBUG,
2472                            /* Disable clk ratio reports, like previous Gens. */
2473                            _MASKED_BIT_ENABLE(GEN12_OAG_OA_DEBUG_DISABLE_CLK_RATIO_REPORTS |
2474                                               GEN12_OAG_OA_DEBUG_INCLUDE_CLK_RATIO) |
2475                            /*
2476                             * If the user didn't require OA reports, instruct
2477                             * the hardware not to emit ctx switch reports.
2478                             */
2479                            oag_report_ctx_switches(stream));
2480
2481         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL, periodic ?
2482                            (GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL_COUNTER_RESUME |
2483                             GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL_TIMER_ENABLE |
2484                             (period_exponent << GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL_TIMER_PERIOD_SHIFT))
2485                             : 0);
2486
2487         /*
2488          * Update all contexts prior writing the mux configurations as we need
2489          * to make sure all slices/subslices are ON before writing to NOA
2490          * registers.
2491          */
2492         ret = gen12_configure_all_contexts(stream, oa_config);
2493         if (ret)
2494                 return ret;
2495
2496         /*
2497          * For Gen12, performance counters are context
2498          * saved/restored. Only enable it for the context that
2499          * requested this.
2500          */
2501         if (stream->ctx) {
2502                 ret = gen12_configure_oar_context(stream, true);
2503                 if (ret)
2504                         return ret;
2505         }
2506
2507         return emit_oa_config(stream, oa_config, oa_context(stream));
2508 }
2509
2510 static void gen8_disable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2511 {
2512         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2513
2514         /* Reset all contexts' slices/subslices configurations. */
2515         lrc_configure_all_contexts(stream, NULL);
2516
2517         intel_uncore_rmw(uncore, GDT_CHICKEN_BITS, GT_NOA_ENABLE, 0);
2518 }
2519
2520 static void gen10_disable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2521 {
2522         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2523
2524         /* Reset all contexts' slices/subslices configurations. */
2525         lrc_configure_all_contexts(stream, NULL);
2526
2527         /* Make sure we disable noa to save power. */
2528         intel_uncore_rmw(uncore, RPM_CONFIG1, GEN10_GT_NOA_ENABLE, 0);
2529 }
2530
2531 static void gen12_disable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2532 {
2533         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2534
2535         /* Reset all contexts' slices/subslices configurations. */
2536         gen12_configure_all_contexts(stream, NULL);
2537
2538         /* disable the context save/restore or OAR counters */
2539         if (stream->ctx)
2540                 gen12_configure_oar_context(stream, false);
2541
2542         /* Make sure we disable noa to save power. */
2543         intel_uncore_rmw(uncore, RPM_CONFIG1, GEN10_GT_NOA_ENABLE, 0);
2544 }
2545
2546 static void gen7_oa_enable(struct i915_perf_stream *stream)
2547 {
2548         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2549         struct i915_gem_context *ctx = stream->ctx;
2550         u32 ctx_id = stream->specific_ctx_id;
2551         bool periodic = stream->periodic;
2552         u32 period_exponent = stream->period_exponent;
2553         u32 report_format = stream->oa_buffer.format;
2554
2555         /*
2556          * Reset buf pointers so we don't forward reports from before now.
2557          *
2558          * Think carefully if considering trying to avoid this, since it
2559          * also ensures status flags and the buffer itself are cleared
2560          * in error paths, and we have checks for invalid reports based
2561          * on the assumption that certain fields are written to zeroed
2562          * memory which this helps maintains.
2563          */
2564         gen7_init_oa_buffer(stream);
2565
2566         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OACONTROL,
2567                            (ctx_id & GEN7_OACONTROL_CTX_MASK) |
2568                            (period_exponent <<
2569                             GEN7_OACONTROL_TIMER_PERIOD_SHIFT) |
2570                            (periodic ? GEN7_OACONTROL_TIMER_ENABLE : 0) |
2571                            (report_format << GEN7_OACONTROL_FORMAT_SHIFT) |
2572                            (ctx ? GEN7_OACONTROL_PER_CTX_ENABLE : 0) |
2573                            GEN7_OACONTROL_ENABLE);
2574 }
2575
2576 static void gen8_oa_enable(struct i915_perf_stream *stream)
2577 {
2578         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2579         u32 report_format = stream->oa_buffer.format;
2580
2581         /*
2582          * Reset buf pointers so we don't forward reports from before now.
2583          *
2584          * Think carefully if considering trying to avoid this, since it
2585          * also ensures status flags and the buffer itself are cleared
2586          * in error paths, and we have checks for invalid reports based
2587          * on the assumption that certain fields are written to zeroed
2588          * memory which this helps maintains.
2589          */
2590         gen8_init_oa_buffer(stream);
2591
2592         /*
2593          * Note: we don't rely on the hardware to perform single context
2594          * filtering and instead filter on the cpu based on the context-id
2595          * field of reports
2596          */
2597         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OACONTROL,
2598                            (report_format << GEN8_OA_REPORT_FORMAT_SHIFT) |
2599                            GEN8_OA_COUNTER_ENABLE);
2600 }
2601
2602 static void gen12_oa_enable(struct i915_perf_stream *stream)
2603 {
2604         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2605         u32 report_format = stream->oa_buffer.format;
2606
2607         /*
2608          * If we don't want OA reports from the OA buffer, then we don't even
2609          * need to program the OAG unit.
2610          */
2611         if (!(stream->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT))
2612                 return;
2613
2614         gen12_init_oa_buffer(stream);
2615
2616         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OACONTROL,
2617                            (report_format << GEN12_OAG_OACONTROL_OA_COUNTER_FORMAT_SHIFT) |
2618                            GEN12_OAG_OACONTROL_OA_COUNTER_ENABLE);
2619 }
2620
2621 /**
2622  * i915_oa_stream_enable - handle `I915_PERF_IOCTL_ENABLE` for OA stream
2623  * @stream: An i915 perf stream opened for OA metrics
2624  *
2625  * [Re]enables hardware periodic sampling according to the period configured
2626  * when opening the stream. This also starts a hrtimer that will periodically
2627  * check for data in the circular OA buffer for notifying userspace (e.g.
2628  * during a read() or poll()).
2629  */
2630 static void i915_oa_stream_enable(struct i915_perf_stream *stream)
2631 {
2632         stream->perf->ops.oa_enable(stream);
2633
2634         if (stream->periodic)
2635                 hrtimer_start(&stream->poll_check_timer,
2636                               ns_to_ktime(POLL_PERIOD),
2637                               HRTIMER_MODE_REL_PINNED);
2638 }
2639
2640 static void gen7_oa_disable(struct i915_perf_stream *stream)
2641 {
2642         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2643
2644         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OACONTROL, 0);
2645         if (intel_wait_for_register(uncore,
2646                                     GEN7_OACONTROL, GEN7_OACONTROL_ENABLE, 0,
2647                                     50))
2648                 DRM_ERROR("wait for OA to be disabled timed out\n");
2649 }
2650
2651 static void gen8_oa_disable(struct i915_perf_stream *stream)
2652 {
2653         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2654
2655         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OACONTROL, 0);
2656         if (intel_wait_for_register(uncore,
2657                                     GEN8_OACONTROL, GEN8_OA_COUNTER_ENABLE, 0,
2658                                     50))
2659                 DRM_ERROR("wait for OA to be disabled timed out\n");
2660 }
2661
2662 static void gen12_oa_disable(struct i915_perf_stream *stream)
2663 {
2664         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2665
2666         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OACONTROL, 0);
2667         if (intel_wait_for_register(uncore,
2668                                     GEN12_OAG_OACONTROL,
2669                                     GEN12_OAG_OACONTROL_OA_COUNTER_ENABLE, 0,
2670                                     50))
2671                 DRM_ERROR("wait for OA to be disabled timed out\n");
2672 }
2673
2674 /**
2675  * i915_oa_stream_disable - handle `I915_PERF_IOCTL_DISABLE` for OA stream
2676  * @stream: An i915 perf stream opened for OA metrics
2677  *
2678  * Stops the OA unit from periodically writing counter reports into the
2679  * circular OA buffer. This also stops the hrtimer that periodically checks for
2680  * data in the circular OA buffer, for notifying userspace.
2681  */
2682 static void i915_oa_stream_disable(struct i915_perf_stream *stream)
2683 {
2684         stream->perf->ops.oa_disable(stream);
2685
2686         if (stream->periodic)
2687                 hrtimer_cancel(&stream->poll_check_timer);
2688 }
2689
2690 static const struct i915_perf_stream_ops i915_oa_stream_ops = {
2691         .destroy = i915_oa_stream_destroy,
2692         .enable = i915_oa_stream_enable,
2693         .disable = i915_oa_stream_disable,
2694         .wait_unlocked = i915_oa_wait_unlocked,
2695         .poll_wait = i915_oa_poll_wait,
2696         .read = i915_oa_read,
2697 };
2698
2699 /**
2700  * i915_oa_stream_init - validate combined props for OA stream and init
2701  * @stream: An i915 perf stream
2702  * @param: The open parameters passed to `DRM_I915_PERF_OPEN`
2703  * @props: The property state that configures stream (individually validated)
2704  *
2705  * While read_properties_unlocked() validates properties in isolation it
2706  * doesn't ensure that the combination necessarily makes sense.
2707  *
2708  * At this point it has been determined that userspace wants a stream of
2709  * OA metrics, but still we need to further validate the combined
2710  * properties are OK.
2711  *
2712  * If the configuration makes sense then we can allocate memory for
2713  * a circular OA buffer and apply the requested metric set configuration.
2714  *
2715  * Returns: zero on success or a negative error code.
2716  */
2717 static int i915_oa_stream_init(struct i915_perf_stream *stream,
2718                                struct drm_i915_perf_open_param *param,
2719                                struct perf_open_properties *props)
2720 {
2721         struct i915_perf *perf = stream->perf;
2722         int format_size;
2723         int ret;
2724
2725         if (!props->engine) {
2726                 DRM_DEBUG("OA engine not specified\n");
2727                 return -EINVAL;
2728         }
2729
2730         /*
2731          * If the sysfs metrics/ directory wasn't registered for some
2732          * reason then don't let userspace try their luck with config
2733          * IDs
2734          */
2735         if (!perf->metrics_kobj) {
2736                 DRM_DEBUG("OA metrics weren't advertised via sysfs\n");
2737                 return -EINVAL;
2738         }
2739
2740         if (!(props->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT) &&
2741             (INTEL_GEN(perf->i915) < 12 || !stream->ctx)) {
2742                 DRM_DEBUG("Only OA report sampling supported\n");
2743                 return -EINVAL;
2744         }
2745
2746         if (!perf->ops.enable_metric_set) {
2747                 DRM_DEBUG("OA unit not supported\n");
2748                 return -ENODEV;
2749         }
2750
2751         /*
2752          * To avoid the complexity of having to accurately filter
2753          * counter reports and marshal to the appropriate client
2754          * we currently only allow exclusive access
2755          */
2756         if (perf->exclusive_stream) {
2757                 DRM_DEBUG("OA unit already in use\n");
2758                 return -EBUSY;
2759         }
2760
2761         if (!props->oa_format) {
2762                 DRM_DEBUG("OA report format not specified\n");
2763                 return -EINVAL;
2764         }
2765
2766         stream->engine = props->engine;
2767         stream->uncore = stream->engine->gt->uncore;
2768
2769         stream->sample_size = sizeof(struct drm_i915_perf_record_header);
2770
2771         format_size = perf->oa_formats[props->oa_format].size;
2772
2773         stream->sample_flags = props->sample_flags;
2774         stream->sample_size += format_size;
2775
2776         stream->oa_buffer.format_size = format_size;
2777         if (WARN_ON(stream->oa_buffer.format_size == 0))
2778                 return -EINVAL;
2779
2780         stream->hold_preemption = props->hold_preemption;
2781
2782         stream->oa_buffer.format =
2783                 perf->oa_formats[props->oa_format].format;
2784
2785         stream->periodic = props->oa_periodic;
2786         if (stream->periodic)
2787                 stream->period_exponent = props->oa_period_exponent;
2788
2789         if (stream->ctx) {
2790                 ret = oa_get_render_ctx_id(stream);
2791                 if (ret) {
2792                         DRM_DEBUG("Invalid context id to filter with\n");
2793                         return ret;
2794                 }
2795         }
2796
2797         ret = alloc_noa_wait(stream);
2798         if (ret) {
2799                 DRM_DEBUG("Unable to allocate NOA wait batch buffer\n");
2800                 goto err_noa_wait_alloc;
2801         }
2802
2803         stream->oa_config = i915_perf_get_oa_config(perf, props->metrics_set);
2804         if (!stream->oa_config) {
2805                 DRM_DEBUG("Invalid OA config id=%i\n", props->metrics_set);
2806                 ret = -EINVAL;
2807                 goto err_config;
2808         }
2809
2810         /* PRM - observability performance counters:
2811          *
2812          *   OACONTROL, performance counter enable, note:
2813          *
2814          *   "When this bit is set, in order to have coherent counts,
2815          *   RC6 power state and trunk clock gating must be disabled.
2816          *   This can be achieved by programming MMIO registers as
2817          *   0xA094=0 and 0xA090[31]=1"
2818          *
2819          *   In our case we are expecting that taking pm + FORCEWAKE
2820          *   references will effectively disable RC6.
2821          */
2822         intel_engine_pm_get(stream->engine);
2823         intel_uncore_forcewake_get(stream->uncore, FORCEWAKE_ALL);
2824
2825         ret = alloc_oa_buffer(stream);
2826         if (ret)
2827                 goto err_oa_buf_alloc;
2828
2829         stream->ops = &i915_oa_stream_ops;
2830         perf->exclusive_stream = stream;
2831
2832         ret = perf->ops.enable_metric_set(stream);
2833         if (ret) {
2834                 DRM_DEBUG("Unable to enable metric set\n");
2835                 goto err_enable;
2836         }
2837
2838         DRM_DEBUG("opening stream oa config uuid=%s\n",
2839                   stream->oa_config->uuid);
2840
2841         hrtimer_init(&stream->poll_check_timer,
2842                      CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
2843         stream->poll_check_timer.function = oa_poll_check_timer_cb;
2844         init_waitqueue_head(&stream->poll_wq);
2845         spin_lock_init(&stream->oa_buffer.ptr_lock);
2846
2847         return 0;
2848
2849 err_enable:
2850         perf->exclusive_stream = NULL;
2851         perf->ops.disable_metric_set(stream);
2852
2853         free_oa_buffer(stream);
2854
2855 err_oa_buf_alloc:
2856         free_oa_configs(stream);
2857
2858         intel_uncore_forcewake_put(stream->uncore, FORCEWAKE_ALL);
2859         intel_engine_pm_put(stream->engine);
2860
2861 err_config:
2862         free_noa_wait(stream);
2863
2864 err_noa_wait_alloc:
2865         if (stream->ctx)
2866                 oa_put_render_ctx_id(stream);
2867
2868         return ret;
2869 }
2870
2871 void i915_oa_init_reg_state(const struct intel_context *ce,
2872                             const struct intel_engine_cs *engine)
2873 {
2874         struct i915_perf_stream *stream;
2875
2876         /* perf.exclusive_stream serialised by lrc_configure_all_contexts() */
2877
2878         if (engine->class != RENDER_CLASS)
2879                 return;
2880
2881         stream = engine->i915->perf.exclusive_stream;
2882         /*
2883          * For gen12, only CTX_R_PWR_CLK_STATE needs update, but the caller
2884          * is already doing that, so nothing to be done for gen12 here.
2885          */
2886         if (stream && INTEL_GEN(stream->perf->i915) < 12)
2887                 gen8_update_reg_state_unlocked(ce, stream);
2888 }
2889
2890 /**
2891  * i915_perf_read_locked - &i915_perf_stream_ops->read with error normalisation
2892  * @stream: An i915 perf stream
2893  * @file: An i915 perf stream file
2894  * @buf: destination buffer given by userspace
2895  * @count: the number of bytes userspace wants to read
2896  * @ppos: (inout) file seek position (unused)
2897  *
2898  * Besides wrapping &i915_perf_stream_ops->read this provides a common place to
2899  * ensure that if we've successfully copied any data then reporting that takes
2900  * precedence over any internal error status, so the data isn't lost.
2901  *
2902  * For example ret will be -ENOSPC whenever there is more buffered data than
2903  * can be copied to userspace, but that's only interesting if we weren't able
2904  * to copy some data because it implies the userspace buffer is too small to
2905  * receive a single record (and we never split records).
2906  *
2907  * Another case with ret == -EFAULT is more of a grey area since it would seem
2908  * like bad form for userspace to ask us to overrun its buffer, but the user
2909  * knows best:
2910  *
2911  *   http://yarchive.net/comp/linux/partial_reads_writes.html
2912  *
2913  * Returns: The number of bytes copied or a negative error code on failure.
2914  */
2915 static ssize_t i915_perf_read_locked(struct i915_perf_stream *stream,
2916                                      struct file *file,
2917                                      char __user *buf,
2918                                      size_t count,
2919                                      loff_t *ppos)
2920 {
2921         /* Note we keep the offset (aka bytes read) separate from any
2922          * error status so that the final check for whether we return
2923          * the bytes read with a higher precedence than any error (see
2924          * comment below) doesn't need to be handled/duplicated in
2925          * stream->ops->read() implementations.
2926          */
2927         size_t offset = 0;
2928         int ret = stream->ops->read(stream, buf, count, &offset);
2929
2930         return offset ?: (ret ?: -EAGAIN);
2931 }
2932
2933 /**
2934  * i915_perf_read - handles read() FOP for i915 perf stream FDs
2935  * @file: An i915 perf stream file
2936  * @buf: destination buffer given by userspace
2937  * @count: the number of bytes userspace wants to read
2938  * @ppos: (inout) file seek position (unused)
2939  *
2940  * The entry point for handling a read() on a stream file descriptor from
2941  * userspace. Most of the work is left to the i915_perf_read_locked() and
2942  * &i915_perf_stream_ops->read but to save having stream implementations (of
2943  * which we might have multiple later) we handle blocking read here.
2944  *
2945  * We can also consistently treat trying to read from a disabled stream
2946  * as an IO error so implementations can assume the stream is enabled
2947  * while reading.
2948  *
2949  * Returns: The number of bytes copied or a negative error code on failure.
2950  */
2951 static ssize_t i915_perf_read(struct file *file,
2952                               char __user *buf,
2953                               size_t count,
2954                               loff_t *ppos)
2955 {
2956         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
2957         struct i915_perf *perf = stream->perf;
2958         ssize_t ret;
2959
2960         /* To ensure it's handled consistently we simply treat all reads of a
2961          * disabled stream as an error. In particular it might otherwise lead
2962          * to a deadlock for blocking file descriptors...
2963          */
2964         if (!stream->enabled)
2965                 return -EIO;
2966
2967         if (!(file->f_flags & O_NONBLOCK)) {
2968                 /* There's the small chance of false positives from
2969                  * stream->ops->wait_unlocked.
2970                  *
2971                  * E.g. with single context filtering since we only wait until
2972                  * oabuffer has >= 1 report we don't immediately know whether
2973                  * any reports really belong to the current context
2974                  */
2975                 do {
2976                         ret = stream->ops->wait_unlocked(stream);
2977                         if (ret)
2978                                 return ret;
2979
2980                         mutex_lock(&perf->lock);
2981                         ret = i915_perf_read_locked(stream, file,
2982                                                     buf, count, ppos);
2983                         mutex_unlock(&perf->lock);
2984                 } while (ret == -EAGAIN);
2985         } else {
2986                 mutex_lock(&perf->lock);
2987                 ret = i915_perf_read_locked(stream, file, buf, count, ppos);
2988                 mutex_unlock(&perf->lock);
2989         }
2990
2991         /* We allow the poll checking to sometimes report false positive EPOLLIN
2992          * events where we might actually report EAGAIN on read() if there's
2993          * not really any data available. In this situation though we don't
2994          * want to enter a busy loop between poll() reporting a EPOLLIN event
2995          * and read() returning -EAGAIN. Clearing the oa.pollin state here
2996          * effectively ensures we back off until the next hrtimer callback
2997          * before reporting another EPOLLIN event.
2998          */
2999         if (ret >= 0 || ret == -EAGAIN) {
3000                 /* Maybe make ->pollin per-stream state if we support multiple
3001                  * concurrent streams in the future.
3002                  */
3003                 stream->pollin = false;
3004         }
3005
3006         return ret;
3007 }
3008
3009 static enum hrtimer_restart oa_poll_check_timer_cb(struct hrtimer *hrtimer)
3010 {
3011         struct i915_perf_stream *stream =
3012                 container_of(hrtimer, typeof(*stream), poll_check_timer);
3013
3014         if (oa_buffer_check_unlocked(stream)) {
3015                 stream->pollin = true;
3016                 wake_up(&stream->poll_wq);
3017         }
3018
3019         hrtimer_forward_now(hrtimer, ns_to_ktime(POLL_PERIOD));
3020
3021         return HRTIMER_RESTART;
3022 }
3023
3024 /**
3025  * i915_perf_poll_locked - poll_wait() with a suitable wait queue for stream
3026  * @stream: An i915 perf stream
3027  * @file: An i915 perf stream file
3028  * @wait: poll() state table
3029  *
3030  * For handling userspace polling on an i915 perf stream, this calls through to
3031  * &i915_perf_stream_ops->poll_wait to call poll_wait() with a wait queue that
3032  * will be woken for new stream data.
3033  *
3034  * Note: The &perf->lock mutex has been taken to serialize
3035  * with any non-file-operation driver hooks.
3036  *
3037  * Returns: any poll events that are ready without sleeping
3038  */
3039 static __poll_t i915_perf_poll_locked(struct i915_perf_stream *stream,
3040                                       struct file *file,
3041                                       poll_table *wait)
3042 {
3043         __poll_t events = 0;
3044
3045         stream->ops->poll_wait(stream, file, wait);
3046
3047         /* Note: we don't explicitly check whether there's something to read
3048          * here since this path may be very hot depending on what else
3049          * userspace is polling, or on the timeout in use. We rely solely on
3050          * the hrtimer/oa_poll_check_timer_cb to notify us when there are
3051          * samples to read.
3052          */
3053         if (stream->pollin)
3054                 events |= EPOLLIN;
3055
3056         return events;
3057 }
3058
3059 /**
3060  * i915_perf_poll - call poll_wait() with a suitable wait queue for stream
3061  * @file: An i915 perf stream file
3062  * @wait: poll() state table
3063  *
3064  * For handling userspace polling on an i915 perf stream, this ensures
3065  * poll_wait() gets called with a wait queue that will be woken for new stream
3066  * data.
3067  *
3068  * Note: Implementation deferred to i915_perf_poll_locked()
3069  *
3070  * Returns: any poll events that are ready without sleeping
3071  */
3072 static __poll_t i915_perf_poll(struct file *file, poll_table *wait)
3073 {
3074         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
3075         struct i915_perf *perf = stream->perf;
3076         __poll_t ret;
3077
3078         mutex_lock(&perf->lock);
3079         ret = i915_perf_poll_locked(stream, file, wait);
3080         mutex_unlock(&perf->lock);
3081
3082         return ret;
3083 }
3084
3085 /**
3086  * i915_perf_enable_locked - handle `I915_PERF_IOCTL_ENABLE` ioctl
3087  * @stream: A disabled i915 perf stream
3088  *
3089  * [Re]enables the associated capture of data for this stream.
3090  *
3091  * If a stream was previously enabled then there's currently no intention
3092  * to provide userspace any guarantee about the preservation of previously
3093  * buffered data.
3094  */
3095 static void i915_perf_enable_locked(struct i915_perf_stream *stream)
3096 {
3097         if (stream->enabled)
3098                 return;
3099
3100         /* Allow stream->ops->enable() to refer to this */
3101         stream->enabled = true;
3102
3103         if (stream->ops->enable)
3104                 stream->ops->enable(stream);
3105
3106         if (stream->hold_preemption)
3107                 intel_context_set_nopreempt(stream->pinned_ctx);
3108 }
3109
3110 /**
3111  * i915_perf_disable_locked - handle `I915_PERF_IOCTL_DISABLE` ioctl
3112  * @stream: An enabled i915 perf stream
3113  *
3114  * Disables the associated capture of data for this stream.
3115  *
3116  * The intention is that disabling an re-enabling a stream will ideally be
3117  * cheaper than destroying and re-opening a stream with the same configuration,
3118  * though there are no formal guarantees about what state or buffered data
3119  * must be retained between disabling and re-enabling a stream.
3120  *
3121  * Note: while a stream is disabled it's considered an error for userspace
3122  * to attempt to read from the stream (-EIO).
3123  */
3124 static void i915_perf_disable_locked(struct i915_perf_stream *stream)
3125 {
3126         if (!stream->enabled)
3127                 return;
3128
3129         /* Allow stream->ops->disable() to refer to this */
3130         stream->enabled = false;
3131
3132         if (stream->hold_preemption)
3133                 intel_context_clear_nopreempt(stream->pinned_ctx);
3134
3135         if (stream->ops->disable)
3136                 stream->ops->disable(stream);
3137 }
3138
3139 static long i915_perf_config_locked(struct i915_perf_stream *stream,
3140                                     unsigned long metrics_set)
3141 {
3142         struct i915_oa_config *config;
3143         long ret = stream->oa_config->id;
3144
3145         config = i915_perf_get_oa_config(stream->perf, metrics_set);
3146         if (!config)
3147                 return -EINVAL;
3148
3149         if (config != stream->oa_config) {
3150                 int err;
3151
3152                 /*
3153                  * If OA is bound to a specific context, emit the
3154                  * reconfiguration inline from that context. The update
3155                  * will then be ordered with respect to submission on that
3156                  * context.
3157                  *
3158                  * When set globally, we use a low priority kernel context,
3159                  * so it will effectively take effect when idle.
3160                  */
3161                 err = emit_oa_config(stream, config, oa_context(stream));
3162                 if (err == 0)
3163                         config = xchg(&stream->oa_config, config);
3164                 else
3165                         ret = err;
3166         }
3167
3168         i915_oa_config_put(config);
3169
3170         return ret;
3171 }
3172
3173 /**
3174  * i915_perf_ioctl - support ioctl() usage with i915 perf stream FDs
3175  * @stream: An i915 perf stream
3176  * @cmd: the ioctl request
3177  * @arg: the ioctl data
3178  *
3179  * Note: The &perf->lock mutex has been taken to serialize
3180  * with any non-file-operation driver hooks.
3181  *
3182  * Returns: zero on success or a negative error code. Returns -EINVAL for
3183  * an unknown ioctl request.
3184  */
3185 static long i915_perf_ioctl_locked(struct i915_perf_stream *stream,
3186                                    unsigned int cmd,
3187                                    unsigned long arg)
3188 {
3189         switch (cmd) {
3190         case I915_PERF_IOCTL_ENABLE:
3191                 i915_perf_enable_locked(stream);
3192                 return 0;
3193         case I915_PERF_IOCTL_DISABLE:
3194                 i915_perf_disable_locked(stream);
3195                 return 0;
3196         case I915_PERF_IOCTL_CONFIG:
3197                 return i915_perf_config_locked(stream, arg);
3198         }
3199
3200         return -EINVAL;
3201 }
3202
3203 /**
3204  * i915_perf_ioctl - support ioctl() usage with i915 perf stream FDs
3205  * @file: An i915 perf stream file
3206  * @cmd: the ioctl request
3207  * @arg: the ioctl data
3208  *
3209  * Implementation deferred to i915_perf_ioctl_locked().
3210  *
3211  * Returns: zero on success or a negative error code. Returns -EINVAL for
3212  * an unknown ioctl request.
3213  */
3214 static long i915_perf_ioctl(struct file *file,
3215                             unsigned int cmd,
3216                             unsigned long arg)
3217 {
3218         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
3219         struct i915_perf *perf = stream->perf;
3220         long ret;
3221
3222         mutex_lock(&perf->lock);
3223         ret = i915_perf_ioctl_locked(stream, cmd, arg);
3224         mutex_unlock(&perf->lock);
3225
3226         return ret;
3227 }
3228
3229 /**
3230  * i915_perf_destroy_locked - destroy an i915 perf stream
3231  * @stream: An i915 perf stream
3232  *
3233  * Frees all resources associated with the given i915 perf @stream, disabling
3234  * any associated data capture in the process.
3235  *
3236  * Note: The &perf->lock mutex has been taken to serialize
3237  * with any non-file-operation driver hooks.
3238  */
3239 static void i915_perf_destroy_locked(struct i915_perf_stream *stream)
3240 {
3241         if (stream->enabled)
3242                 i915_perf_disable_locked(stream);
3243
3244         if (stream->ops->destroy)
3245                 stream->ops->destroy(stream);
3246
3247         if (stream->ctx)
3248                 i915_gem_context_put(stream->ctx);
3249
3250         kfree(stream);
3251 }
3252
3253 /**
3254  * i915_perf_release - handles userspace close() of a stream file
3255  * @inode: anonymous inode associated with file
3256  * @file: An i915 perf stream file
3257  *
3258  * Cleans up any resources associated with an open i915 perf stream file.
3259  *
3260  * NB: close() can't really fail from the userspace point of view.
3261  *
3262  * Returns: zero on success or a negative error code.
3263  */
3264 static int i915_perf_release(struct inode *inode, struct file *file)
3265 {
3266         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
3267         struct i915_perf *perf = stream->perf;
3268
3269         mutex_lock(&perf->lock);
3270         i915_perf_destroy_locked(stream);
3271         mutex_unlock(&perf->lock);
3272
3273         /* Release the reference the perf stream kept on the driver. */
3274         drm_dev_put(&perf->i915->drm);
3275
3276         return 0;
3277 }
3278
3279
3280 static const struct file_operations fops = {
3281         .owner          = THIS_MODULE,
3282         .llseek         = no_llseek,
3283         .release        = i915_perf_release,
3284         .poll           = i915_perf_poll,
3285         .read           = i915_perf_read,
3286         .unlocked_ioctl = i915_perf_ioctl,
3287         /* Our ioctl have no arguments, so it's safe to use the same function
3288          * to handle 32bits compatibility.
3289          */
3290         .compat_ioctl   = i915_perf_ioctl,
3291 };
3292
3293
3294 /**
3295  * i915_perf_open_ioctl_locked - DRM ioctl() for userspace to open a stream FD
3296  * @perf: i915 perf instance
3297  * @param: The open parameters passed to 'DRM_I915_PERF_OPEN`
3298  * @props: individually validated u64 property value pairs
3299  * @file: drm file
3300  *
3301  * See i915_perf_ioctl_open() for interface details.
3302  *
3303  * Implements further stream config validation and stream initialization on
3304  * behalf of i915_perf_open_ioctl() with the &perf->lock mutex
3305  * taken to serialize with any non-file-operation driver hooks.
3306  *
3307  * Note: at this point the @props have only been validated in isolation and
3308  * it's still necessary to validate that the combination of properties makes
3309  * sense.
3310  *
3311  * In the case where userspace is interested in OA unit metrics then further
3312  * config validation and stream initialization details will be handled by
3313  * i915_oa_stream_init(). The code here should only validate config state that
3314  * will be relevant to all stream types / backends.
3315  *
3316  * Returns: zero on success or a negative error code.
3317  */
3318 static int
3319 i915_perf_open_ioctl_locked(struct i915_perf *perf,
3320                             struct drm_i915_perf_open_param *param,
3321                             struct perf_open_properties *props,
3322                             struct drm_file *file)
3323 {
3324         struct i915_gem_context *specific_ctx = NULL;
3325         struct i915_perf_stream *stream = NULL;
3326         unsigned long f_flags = 0;
3327         bool privileged_op = true;
3328         int stream_fd;
3329         int ret;
3330
3331         if (props->single_context) {
3332                 u32 ctx_handle = props->ctx_handle;
3333                 struct drm_i915_file_private *file_priv = file->driver_priv;
3334
3335                 specific_ctx = i915_gem_context_lookup(file_priv, ctx_handle);
3336                 if (!specific_ctx) {
3337                         DRM_DEBUG("Failed to look up context with ID %u for opening perf stream\n",
3338                                   ctx_handle);
3339                         ret = -ENOENT;
3340                         goto err;
3341                 }
3342         }
3343
3344         /*
3345          * On Haswell the OA unit supports clock gating off for a specific
3346          * context and in this mode there's no visibility of metrics for the
3347          * rest of the system, which we consider acceptable for a
3348          * non-privileged client.
3349          *
3350          * For Gen8->11 the OA unit no longer supports clock gating off for a
3351          * specific context and the kernel can't securely stop the counters
3352          * from updating as system-wide / global values. Even though we can
3353          * filter reports based on the included context ID we can't block
3354          * clients from seeing the raw / global counter values via
3355          * MI_REPORT_PERF_COUNT commands and so consider it a privileged op to
3356          * enable the OA unit by default.
3357          *
3358          * For Gen12+ we gain a new OAR unit that only monitors the RCS on a
3359          * per context basis. So we can relax requirements there if the user
3360          * doesn't request global stream access (i.e. query based sampling
3361          * using MI_RECORD_PERF_COUNT.
3362          */
3363         if (IS_HASWELL(perf->i915) && specific_ctx)
3364                 privileged_op = false;
3365         else if (IS_GEN(perf->i915, 12) && specific_ctx &&
3366                  (props->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT) == 0)
3367                 privileged_op = false;
3368
3369         if (props->hold_preemption) {
3370                 if (!props->single_context) {
3371                         DRM_DEBUG("preemption disable with no context\n");
3372                         ret = -EINVAL;
3373                         goto err;
3374                 }
3375                 privileged_op = true;
3376         }
3377
3378         /* Similar to perf's kernel.perf_paranoid_cpu sysctl option
3379          * we check a dev.i915.perf_stream_paranoid sysctl option
3380          * to determine if it's ok to access system wide OA counters
3381          * without CAP_SYS_ADMIN privileges.
3382          */
3383         if (privileged_op &&
3384             i915_perf_stream_paranoid && !capable(CAP_SYS_ADMIN)) {
3385                 DRM_DEBUG("Insufficient privileges to open i915 perf stream\n");
3386                 ret = -EACCES;
3387                 goto err_ctx;
3388         }
3389
3390         stream = kzalloc(sizeof(*stream), GFP_KERNEL);
3391         if (!stream) {
3392                 ret = -ENOMEM;
3393                 goto err_ctx;
3394         }
3395
3396         stream->perf = perf;
3397         stream->ctx = specific_ctx;
3398
3399         ret = i915_oa_stream_init(stream, param, props);
3400         if (ret)
3401                 goto err_alloc;
3402
3403         /* we avoid simply assigning stream->sample_flags = props->sample_flags
3404          * to have _stream_init check the combination of sample flags more
3405          * thoroughly, but still this is the expected result at this point.
3406          */
3407         if (WARN_ON(stream->sample_flags != props->sample_flags)) {
3408                 ret = -ENODEV;
3409                 goto err_flags;
3410         }
3411
3412         if (param->flags & I915_PERF_FLAG_FD_CLOEXEC)
3413                 f_flags |= O_CLOEXEC;
3414         if (param->flags & I915_PERF_FLAG_FD_NONBLOCK)
3415                 f_flags |= O_NONBLOCK;
3416
3417         stream_fd = anon_inode_getfd("[i915_perf]", &fops, stream, f_flags);
3418         if (stream_fd < 0) {
3419                 ret = stream_fd;
3420                 goto err_flags;
3421         }
3422
3423         if (!(param->flags & I915_PERF_FLAG_DISABLED))
3424                 i915_perf_enable_locked(stream);
3425
3426         /* Take a reference on the driver that will be kept with stream_fd
3427          * until its release.
3428          */
3429         drm_dev_get(&perf->i915->drm);
3430
3431         return stream_fd;
3432
3433 err_flags:
3434         if (stream->ops->destroy)
3435                 stream->ops->destroy(stream);
3436 err_alloc:
3437         kfree(stream);
3438 err_ctx:
3439         if (specific_ctx)
3440                 i915_gem_context_put(specific_ctx);
3441 err:
3442         return ret;
3443 }
3444
3445 static u64 oa_exponent_to_ns(struct i915_perf *perf, int exponent)
3446 {
3447         return div64_u64(1000000000ULL * (2ULL << exponent),
3448                          1000ULL * RUNTIME_INFO(perf->i915)->cs_timestamp_frequency_khz);
3449 }
3450
3451 /**
3452  * read_properties_unlocked - validate + copy userspace stream open properties
3453  * @perf: i915 perf instance
3454  * @uprops: The array of u64 key value pairs given by userspace
3455  * @n_props: The number of key value pairs expected in @uprops
3456  * @props: The stream configuration built up while validating properties
3457  *
3458  * Note this function only validates properties in isolation it doesn't
3459  * validate that the combination of properties makes sense or that all
3460  * properties necessary for a particular kind of stream have been set.
3461  *
3462  * Note that there currently aren't any ordering requirements for properties so
3463  * we shouldn't validate or assume anything about ordering here. This doesn't
3464  * rule out defining new properties with ordering requirements in the future.
3465  */
3466 static int read_properties_unlocked(struct i915_perf *perf,
3467                                     u64 __user *uprops,
3468                                     u32 n_props,
3469                                     struct perf_open_properties *props)
3470 {
3471         u64 __user *uprop = uprops;
3472         u32 i;
3473
3474         memset(props, 0, sizeof(struct perf_open_properties));
3475
3476         if (!n_props) {
3477                 DRM_DEBUG("No i915 perf properties given\n");
3478                 return -EINVAL;
3479         }
3480
3481         /* At the moment we only support using i915-perf on the RCS. */
3482         props->engine = intel_engine_lookup_user(perf->i915,
3483                                                  I915_ENGINE_CLASS_RENDER,
3484                                                  0);
3485         if (!props->engine) {
3486                 DRM_DEBUG("No RENDER-capable engines\n");
3487                 return -EINVAL;
3488         }
3489
3490         /* Considering that ID = 0 is reserved and assuming that we don't
3491          * (currently) expect any configurations to ever specify duplicate
3492          * values for a particular property ID then the last _PROP_MAX value is
3493          * one greater than the maximum number of properties we expect to get
3494          * from userspace.
3495          */
3496         if (n_props >= DRM_I915_PERF_PROP_MAX) {
3497                 DRM_DEBUG("More i915 perf properties specified than exist\n");
3498                 return -EINVAL;
3499         }
3500
3501         for (i = 0; i < n_props; i++) {
3502                 u64 oa_period, oa_freq_hz;
3503                 u64 id, value;
3504                 int ret;
3505
3506                 ret = get_user(id, uprop);
3507                 if (ret)
3508                         return ret;
3509
3510                 ret = get_user(value, uprop + 1);
3511                 if (ret)
3512                         return ret;
3513
3514                 if (id == 0 || id >= DRM_I915_PERF_PROP_MAX) {
3515                         DRM_DEBUG("Unknown i915 perf property ID\n");
3516                         return -EINVAL;
3517                 }
3518
3519                 switch ((enum drm_i915_perf_property_id)id) {
3520                 case DRM_I915_PERF_PROP_CTX_HANDLE:
3521                         props->single_context = 1;
3522                         props->ctx_handle = value;
3523                         break;
3524                 case DRM_I915_PERF_PROP_SAMPLE_OA:
3525                         if (value)
3526                                 props->sample_flags |= SAMPLE_OA_REPORT;
3527                         break;
3528                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_METRICS_SET:
3529                         if (value == 0) {
3530                                 DRM_DEBUG("Unknown OA metric set ID\n");
3531                                 return -EINVAL;
3532                         }
3533                         props->metrics_set = value;
3534                         break;
3535                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_FORMAT:
3536                         if (value == 0 || value >= I915_OA_FORMAT_MAX) {
3537                                 DRM_DEBUG("Out-of-range OA report format %llu\n",
3538                                           value);
3539                                 return -EINVAL;
3540                         }
3541                         if (!perf->oa_formats[value].size) {
3542                                 DRM_DEBUG("Unsupported OA report format %llu\n",
3543                                           value);
3544                                 return -EINVAL;
3545                         }
3546                         props->oa_format = value;
3547                         break;
3548                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_EXPONENT:
3549                         if (value > OA_EXPONENT_MAX) {
3550                                 DRM_DEBUG("OA timer exponent too high (> %u)\n",
3551                                          OA_EXPONENT_MAX);
3552                                 return -EINVAL;
3553                         }
3554
3555                         /* Theoretically we can program the OA unit to sample
3556                          * e.g. every 160ns for HSW, 167ns for BDW/SKL or 104ns
3557                          * for BXT. We don't allow such high sampling
3558                          * frequencies by default unless root.
3559                          */
3560
3561                         BUILD_BUG_ON(sizeof(oa_period) != 8);
3562                         oa_period = oa_exponent_to_ns(perf, value);
3563
3564                         /* This check is primarily to ensure that oa_period <=
3565                          * UINT32_MAX (before passing to do_div which only
3566                          * accepts a u32 denominator), but we can also skip
3567                          * checking anything < 1Hz which implicitly can't be
3568                          * limited via an integer oa_max_sample_rate.
3569                          */
3570                         if (oa_period <= NSEC_PER_SEC) {
3571                                 u64 tmp = NSEC_PER_SEC;
3572                                 do_div(tmp, oa_period);
3573                                 oa_freq_hz = tmp;
3574                         } else
3575                                 oa_freq_hz = 0;
3576
3577                         if (oa_freq_hz > i915_oa_max_sample_rate &&
3578                             !capable(CAP_SYS_ADMIN)) {
3579                                 DRM_DEBUG("OA exponent would exceed the max sampling frequency (sysctl dev.i915.oa_max_sample_rate) %uHz without root privileges\n",
3580                                           i915_oa_max_sample_rate);
3581                                 return -EACCES;
3582                         }
3583
3584                         props->oa_periodic = true;
3585                         props->oa_period_exponent = value;
3586                         break;
3587                 case DRM_I915_PERF_PROP_HOLD_PREEMPTION:
3588                         props->hold_preemption = !!value;
3589                         break;
3590                 case DRM_I915_PERF_PROP_MAX:
3591                         MISSING_CASE(id);
3592                         return -EINVAL;
3593                 }
3594
3595                 uprop += 2;
3596         }
3597
3598         return 0;
3599 }
3600
3601 /**
3602  * i915_perf_open_ioctl - DRM ioctl() for userspace to open a stream FD
3603  * @dev: drm device
3604  * @data: ioctl data copied from userspace (unvalidated)
3605  * @file: drm file
3606  *
3607  * Validates the stream open parameters given by userspace including flags
3608  * and an array of u64 key, value pair properties.
3609  *
3610  * Very little is assumed up front about the nature of the stream being
3611  * opened (for instance we don't assume it's for periodic OA unit metrics). An
3612  * i915-perf stream is expected to be a suitable interface for other forms of
3613  * buffered data written by the GPU besides periodic OA metrics.
3614  *
3615  * Note we copy the properties from userspace outside of the i915 perf
3616  * mutex to avoid an awkward lockdep with mmap_sem.
3617  *
3618  * Most of the implementation details are handled by
3619  * i915_perf_open_ioctl_locked() after taking the &perf->lock
3620  * mutex for serializing with any non-file-operation driver hooks.
3621  *
3622  * Return: A newly opened i915 Perf stream file descriptor or negative
3623  * error code on failure.
3624  */
3625 int i915_perf_open_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
3626                          struct drm_file *file)
3627 {
3628         struct i915_perf *perf = &to_i915(dev)->perf;
3629         struct drm_i915_perf_open_param *param = data;
3630         struct perf_open_properties props;
3631         u32 known_open_flags;
3632         int ret;
3633
3634         if (!perf->i915) {
3635                 DRM_DEBUG("i915 perf interface not available for this system\n");
3636                 return -ENOTSUPP;
3637         }
3638
3639         known_open_flags = I915_PERF_FLAG_FD_CLOEXEC |
3640                            I915_PERF_FLAG_FD_NONBLOCK |
3641                            I915_PERF_FLAG_DISABLED;
3642         if (param->flags & ~known_open_flags) {
3643                 DRM_DEBUG("Unknown drm_i915_perf_open_param flag\n");
3644                 return -EINVAL;
3645         }
3646
3647         ret = read_properties_unlocked(perf,
3648                                        u64_to_user_ptr(param->properties_ptr),
3649                                        param->num_properties,
3650                                        &props);
3651         if (ret)
3652                 return ret;
3653
3654         mutex_lock(&perf->lock);
3655         ret = i915_perf_open_ioctl_locked(perf, param, &props, file);
3656         mutex_unlock(&perf->lock);
3657
3658         return ret;
3659 }
3660
3661 /**
3662  * i915_perf_register - exposes i915-perf to userspace
3663  * @i915: i915 device instance
3664  *
3665  * In particular OA metric sets are advertised under a sysfs metrics/
3666  * directory allowing userspace to enumerate valid IDs that can be
3667  * used to open an i915-perf stream.
3668  */
3669 void i915_perf_register(struct drm_i915_private *i915)
3670 {
3671         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
3672         int ret;
3673
3674         if (!perf->i915)
3675                 return;
3676
3677         /* To be sure we're synchronized with an attempted
3678          * i915_perf_open_ioctl(); considering that we register after
3679          * being exposed to userspace.
3680          */
3681         mutex_lock(&perf->lock);
3682
3683         perf->metrics_kobj =
3684                 kobject_create_and_add("metrics",
3685                                        &i915->drm.primary->kdev->kobj);
3686         if (!perf->metrics_kobj)
3687                 goto exit;
3688
3689         sysfs_attr_init(&perf->test_config.sysfs_metric_id.attr);
3690
3691         if (IS_TIGERLAKE(i915)) {
3692                 i915_perf_load_test_config_tgl(i915);
3693         } else if (INTEL_GEN(i915) >= 11) {
3694                 i915_perf_load_test_config_icl(i915);
3695         } else if (IS_CANNONLAKE(i915)) {
3696                 i915_perf_load_test_config_cnl(i915);
3697         } else if (IS_COFFEELAKE(i915)) {
3698                 if (IS_CFL_GT2(i915))
3699                         i915_perf_load_test_config_cflgt2(i915);
3700                 if (IS_CFL_GT3(i915))
3701                         i915_perf_load_test_config_cflgt3(i915);
3702         } else if (IS_GEMINILAKE(i915)) {
3703                 i915_perf_load_test_config_glk(i915);
3704         } else if (IS_KABYLAKE(i915)) {
3705                 if (IS_KBL_GT2(i915))
3706                         i915_perf_load_test_config_kblgt2(i915);
3707                 else if (IS_KBL_GT3(i915))
3708                         i915_perf_load_test_config_kblgt3(i915);
3709         } else if (IS_BROXTON(i915)) {
3710                 i915_perf_load_test_config_bxt(i915);
3711         } else if (IS_SKYLAKE(i915)) {
3712                 if (IS_SKL_GT2(i915))
3713                         i915_perf_load_test_config_sklgt2(i915);
3714                 else if (IS_SKL_GT3(i915))
3715                         i915_perf_load_test_config_sklgt3(i915);
3716                 else if (IS_SKL_GT4(i915))
3717                         i915_perf_load_test_config_sklgt4(i915);
3718         } else if (IS_CHERRYVIEW(i915)) {
3719                 i915_perf_load_test_config_chv(i915);
3720         } else if (IS_BROADWELL(i915)) {
3721                 i915_perf_load_test_config_bdw(i915);
3722         } else if (IS_HASWELL(i915)) {
3723                 i915_perf_load_test_config_hsw(i915);
3724         }
3725
3726         if (perf->test_config.id == 0)
3727                 goto sysfs_error;
3728
3729         ret = sysfs_create_group(perf->metrics_kobj,
3730                                  &perf->test_config.sysfs_metric);
3731         if (ret)
3732                 goto sysfs_error;
3733
3734         perf->test_config.perf = perf;
3735         kref_init(&perf->test_config.ref);
3736
3737         goto exit;
3738
3739 sysfs_error:
3740         kobject_put(perf->metrics_kobj);
3741         perf->metrics_kobj = NULL;
3742
3743 exit:
3744         mutex_unlock(&perf->lock);
3745 }
3746
3747 /**
3748  * i915_perf_unregister - hide i915-perf from userspace
3749  * @i915: i915 device instance
3750  *
3751  * i915-perf state cleanup is split up into an 'unregister' and
3752  * 'deinit' phase where the interface is first hidden from
3753  * userspace by i915_perf_unregister() before cleaning up
3754  * remaining state in i915_perf_fini().
3755  */
3756 void i915_perf_unregister(struct drm_i915_private *i915)
3757 {
3758         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
3759
3760         if (!perf->metrics_kobj)
3761                 return;
3762
3763         sysfs_remove_group(perf->metrics_kobj,
3764                            &perf->test_config.sysfs_metric);
3765
3766         kobject_put(perf->metrics_kobj);
3767         perf->metrics_kobj = NULL;
3768 }
3769
3770 static bool gen8_is_valid_flex_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3771 {
3772         static const i915_reg_t flex_eu_regs[] = {
3773                 EU_PERF_CNTL0,
3774                 EU_PERF_CNTL1,
3775                 EU_PERF_CNTL2,
3776                 EU_PERF_CNTL3,
3777                 EU_PERF_CNTL4,
3778                 EU_PERF_CNTL5,
3779                 EU_PERF_CNTL6,
3780         };
3781         int i;
3782
3783         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(flex_eu_regs); i++) {
3784                 if (i915_mmio_reg_offset(flex_eu_regs[i]) == addr)
3785                         return true;
3786         }
3787         return false;
3788 }
3789
3790 #define ADDR_IN_RANGE(addr, start, end) \
3791         ((addr) >= (start) && \
3792          (addr) <= (end))
3793
3794 #define REG_IN_RANGE(addr, start, end) \
3795         ((addr) >= i915_mmio_reg_offset(start) && \
3796          (addr) <= i915_mmio_reg_offset(end))
3797
3798 #define REG_EQUAL(addr, mmio) \
3799         ((addr) == i915_mmio_reg_offset(mmio))
3800
3801 static bool gen7_is_valid_b_counter_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3802 {
3803         return REG_IN_RANGE(addr, OASTARTTRIG1, OASTARTTRIG8) ||
3804                REG_IN_RANGE(addr, OAREPORTTRIG1, OAREPORTTRIG8) ||
3805                REG_IN_RANGE(addr, OACEC0_0, OACEC7_1);
3806 }
3807
3808 static bool gen7_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3809 {
3810         return REG_EQUAL(addr, HALF_SLICE_CHICKEN2) ||
3811                REG_IN_RANGE(addr, MICRO_BP0_0, NOA_WRITE) ||
3812                REG_IN_RANGE(addr, OA_PERFCNT1_LO, OA_PERFCNT2_HI) ||
3813                REG_IN_RANGE(addr, OA_PERFMATRIX_LO, OA_PERFMATRIX_HI);
3814 }
3815
3816 static bool gen8_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3817 {
3818         return gen7_is_valid_mux_addr(perf, addr) ||
3819                REG_EQUAL(addr, WAIT_FOR_RC6_EXIT) ||
3820                REG_IN_RANGE(addr, RPM_CONFIG0, NOA_CONFIG(8));
3821 }
3822
3823 static bool gen10_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3824 {
3825         return gen8_is_valid_mux_addr(perf, addr) ||
3826                REG_EQUAL(addr, GEN10_NOA_WRITE_HIGH) ||
3827                REG_IN_RANGE(addr, OA_PERFCNT3_LO, OA_PERFCNT4_HI);
3828 }
3829
3830 static bool hsw_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3831 {
3832         return gen7_is_valid_mux_addr(perf, addr) ||
3833                ADDR_IN_RANGE(addr, 0x25100, 0x2FF90) ||
3834                REG_IN_RANGE(addr, HSW_MBVID2_NOA0, HSW_MBVID2_NOA9) ||
3835                REG_EQUAL(addr, HSW_MBVID2_MISR0);
3836 }
3837
3838 static bool chv_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3839 {
3840         return gen7_is_valid_mux_addr(perf, addr) ||
3841                ADDR_IN_RANGE(addr, 0x182300, 0x1823A4);
3842 }
3843
3844 static bool gen12_is_valid_b_counter_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3845 {
3846         return REG_IN_RANGE(addr, GEN12_OAG_OASTARTTRIG1, GEN12_OAG_OASTARTTRIG8) ||
3847                REG_IN_RANGE(addr, GEN12_OAG_OAREPORTTRIG1, GEN12_OAG_OAREPORTTRIG8) ||
3848                REG_IN_RANGE(addr, GEN12_OAG_CEC0_0, GEN12_OAG_CEC7_1) ||
3849                REG_IN_RANGE(addr, GEN12_OAG_SCEC0_0, GEN12_OAG_SCEC7_1) ||
3850                REG_EQUAL(addr, GEN12_OAA_DBG_REG) ||
3851                REG_EQUAL(addr, GEN12_OAG_OA_PESS) ||
3852                REG_EQUAL(addr, GEN12_OAG_SPCTR_CNF);
3853 }
3854
3855 static bool gen12_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3856 {
3857         return REG_EQUAL(addr, NOA_WRITE) ||
3858                REG_EQUAL(addr, GEN10_NOA_WRITE_HIGH) ||
3859                REG_EQUAL(addr, GDT_CHICKEN_BITS) ||
3860                REG_EQUAL(addr, WAIT_FOR_RC6_EXIT) ||
3861                REG_EQUAL(addr, RPM_CONFIG0) ||
3862                REG_EQUAL(addr, RPM_CONFIG1) ||
3863                REG_IN_RANGE(addr, NOA_CONFIG(0), NOA_CONFIG(8));
3864 }
3865
3866 static u32 mask_reg_value(u32 reg, u32 val)
3867 {
3868         /* HALF_SLICE_CHICKEN2 is programmed with a the
3869          * WaDisableSTUnitPowerOptimization workaround. Make sure the value
3870          * programmed by userspace doesn't change this.
3871          */
3872         if (REG_EQUAL(reg, HALF_SLICE_CHICKEN2))
3873                 val = val & ~_MASKED_BIT_ENABLE(GEN8_ST_PO_DISABLE);
3874
3875         /* WAIT_FOR_RC6_EXIT has only one bit fullfilling the function
3876          * indicated by its name and a bunch of selection fields used by OA
3877          * configs.
3878          */
3879         if (REG_EQUAL(reg, WAIT_FOR_RC6_EXIT))
3880                 val = val & ~_MASKED_BIT_ENABLE(HSW_WAIT_FOR_RC6_EXIT_ENABLE);
3881
3882         return val;
3883 }
3884
3885 static struct i915_oa_reg *alloc_oa_regs(struct i915_perf *perf,
3886                                          bool (*is_valid)(struct i915_perf *perf, u32 addr),
3887                                          u32 __user *regs,
3888                                          u32 n_regs)
3889 {
3890         struct i915_oa_reg *oa_regs;
3891         int err;
3892         u32 i;
3893
3894         if (!n_regs)
3895                 return NULL;
3896
3897         if (!access_ok(regs, n_regs * sizeof(u32) * 2))
3898                 return ERR_PTR(-EFAULT);
3899
3900         /* No is_valid function means we're not allowing any register to be programmed. */
3901         GEM_BUG_ON(!is_valid);
3902         if (!is_valid)
3903                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3904
3905         oa_regs = kmalloc_array(n_regs, sizeof(*oa_regs), GFP_KERNEL);
3906         if (!oa_regs)
3907                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
3908
3909         for (i = 0; i < n_regs; i++) {
3910                 u32 addr, value;
3911
3912                 err = get_user(addr, regs);
3913                 if (err)
3914                         goto addr_err;
3915
3916                 if (!is_valid(perf, addr)) {
3917                         DRM_DEBUG("Invalid oa_reg address: %X\n", addr);
3918                         err = -EINVAL;
3919                         goto addr_err;
3920                 }
3921
3922                 err = get_user(value, regs + 1);
3923                 if (err)
3924                         goto addr_err;
3925
3926                 oa_regs[i].addr = _MMIO(addr);
3927                 oa_regs[i].value = mask_reg_value(addr, value);
3928
3929                 regs += 2;
3930         }
3931
3932         return oa_regs;
3933
3934 addr_err:
3935         kfree(oa_regs);
3936         return ERR_PTR(err);
3937 }
3938
3939 static ssize_t show_dynamic_id(struct device *dev,
3940                                struct device_attribute *attr,
3941                                char *buf)
3942 {
3943         struct i915_oa_config *oa_config =
3944                 container_of(attr, typeof(*oa_config), sysfs_metric_id);
3945
3946         return sprintf(buf, "%d\n", oa_config->id);
3947 }
3948
3949 static int create_dynamic_oa_sysfs_entry(struct i915_perf *perf,
3950                                          struct i915_oa_config *oa_config)
3951 {
3952         sysfs_attr_init(&oa_config->sysfs_metric_id.attr);
3953         oa_config->sysfs_metric_id.attr.name = "id";
3954         oa_config->sysfs_metric_id.attr.mode = S_IRUGO;
3955         oa_config->sysfs_metric_id.show = show_dynamic_id;
3956         oa_config->sysfs_metric_id.store = NULL;
3957
3958         oa_config->attrs[0] = &oa_config->sysfs_metric_id.attr;
3959         oa_config->attrs[1] = NULL;
3960
3961         oa_config->sysfs_metric.name = oa_config->uuid;
3962         oa_config->sysfs_metric.attrs = oa_config->attrs;
3963
3964         return sysfs_create_group(perf->metrics_kobj,
3965                                   &oa_config->sysfs_metric);
3966 }
3967
3968 /**
3969  * i915_perf_add_config_ioctl - DRM ioctl() for userspace to add a new OA config
3970  * @dev: drm device
3971  * @data: ioctl data (pointer to struct drm_i915_perf_oa_config) copied from
3972  *        userspace (unvalidated)
3973  * @file: drm file
3974  *
3975  * Validates the submitted OA register to be saved into a new OA config that
3976  * can then be used for programming the OA unit and its NOA network.
3977  *
3978  * Returns: A new allocated config number to be used with the perf open ioctl
3979  * or a negative error code on failure.
3980  */
3981 int i915_perf_add_config_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
3982                                struct drm_file *file)
3983 {
3984         struct i915_perf *perf = &to_i915(dev)->perf;
3985         struct drm_i915_perf_oa_config *args = data;
3986         struct i915_oa_config *oa_config, *tmp;
3987         struct i915_oa_reg *regs;
3988         int err, id;
3989
3990         if (!perf->i915) {
3991                 DRM_DEBUG("i915 perf interface not available for this system\n");
3992                 return -ENOTSUPP;
3993         }
3994
3995         if (!perf->metrics_kobj) {
3996                 DRM_DEBUG("OA metrics weren't advertised via sysfs\n");
3997                 return -EINVAL;
3998         }
3999
4000         if (i915_perf_stream_paranoid && !capable(CAP_SYS_ADMIN)) {
4001                 DRM_DEBUG("Insufficient privileges to add i915 OA config\n");
4002                 return -EACCES;
4003         }
4004
4005         if ((!args->mux_regs_ptr || !args->n_mux_regs) &&
4006             (!args->boolean_regs_ptr || !args->n_boolean_regs) &&
4007             (!args->flex_regs_ptr || !args->n_flex_regs)) {
4008                 DRM_DEBUG("No OA registers given\n");
4009                 return -EINVAL;
4010         }
4011
4012         oa_config = kzalloc(sizeof(*oa_config), GFP_KERNEL);
4013         if (!oa_config) {
4014                 DRM_DEBUG("Failed to allocate memory for the OA config\n");
4015                 return -ENOMEM;
4016         }
4017
4018         oa_config->perf = perf;
4019         kref_init(&oa_config->ref);
4020
4021         if (!uuid_is_valid(args->uuid)) {
4022                 DRM_DEBUG("Invalid uuid format for OA config\n");
4023                 err = -EINVAL;
4024                 goto reg_err;
4025         }
4026
4027         /* Last character in oa_config->uuid will be 0 because oa_config is
4028          * kzalloc.
4029          */
4030         memcpy(oa_config->uuid, args->uuid, sizeof(args->uuid));
4031
4032         oa_config->mux_regs_len = args->n_mux_regs;
4033         regs = alloc_oa_regs(perf,
4034                              perf->ops.is_valid_mux_reg,
4035                              u64_to_user_ptr(args->mux_regs_ptr),
4036                              args->n_mux_regs);
4037
4038         if (IS_ERR(regs)) {
4039                 DRM_DEBUG("Failed to create OA config for mux_regs\n");
4040                 err = PTR_ERR(regs);
4041                 goto reg_err;
4042         }
4043         oa_config->mux_regs = regs;
4044
4045         oa_config->b_counter_regs_len = args->n_boolean_regs;
4046         regs = alloc_oa_regs(perf,
4047                              perf->ops.is_valid_b_counter_reg,
4048                              u64_to_user_ptr(args->boolean_regs_ptr),
4049                              args->n_boolean_regs);
4050
4051         if (IS_ERR(regs)) {
4052                 DRM_DEBUG("Failed to create OA config for b_counter_regs\n");
4053                 err = PTR_ERR(regs);
4054                 goto reg_err;
4055         }
4056         oa_config->b_counter_regs = regs;
4057
4058         if (INTEL_GEN(perf->i915) < 8) {
4059                 if (args->n_flex_regs != 0) {
4060                         err = -EINVAL;
4061                         goto reg_err;
4062                 }
4063         } else {
4064                 oa_config->flex_regs_len = args->n_flex_regs;
4065                 regs = alloc_oa_regs(perf,
4066                                      perf->ops.is_valid_flex_reg,
4067                                      u64_to_user_ptr(args->flex_regs_ptr),
4068                                      args->n_flex_regs);
4069
4070                 if (IS_ERR(regs)) {
4071                         DRM_DEBUG("Failed to create OA config for flex_regs\n");
4072                         err = PTR_ERR(regs);
4073                         goto reg_err;
4074                 }
4075                 oa_config->flex_regs = regs;
4076         }
4077
4078         err = mutex_lock_interruptible(&perf->metrics_lock);
4079         if (err)
4080                 goto reg_err;
4081
4082         /* We shouldn't have too many configs, so this iteration shouldn't be
4083          * too costly.
4084          */
4085         idr_for_each_entry(&perf->metrics_idr, tmp, id) {
4086                 if (!strcmp(tmp->uuid, oa_config->uuid)) {
4087                         DRM_DEBUG("OA config already exists with this uuid\n");
4088                         err = -EADDRINUSE;
4089                         goto sysfs_err;
4090                 }
4091         }
4092
4093         err = create_dynamic_oa_sysfs_entry(perf, oa_config);
4094         if (err) {
4095                 DRM_DEBUG("Failed to create sysfs entry for OA config\n");
4096                 goto sysfs_err;
4097         }
4098
4099         /* Config id 0 is invalid, id 1 for kernel stored test config. */
4100         oa_config->id = idr_alloc(&perf->metrics_idr,
4101                                   oa_config, 2,
4102                                   0, GFP_KERNEL);
4103         if (oa_config->id < 0) {
4104                 DRM_DEBUG("Failed to create sysfs entry for OA config\n");
4105                 err = oa_config->id;
4106                 goto sysfs_err;
4107         }
4108
4109         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4110
4111         DRM_DEBUG("Added config %s id=%i\n", oa_config->uuid, oa_config->id);
4112
4113         return oa_config->id;
4114
4115 sysfs_err:
4116         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4117 reg_err:
4118         i915_oa_config_put(oa_config);
4119         DRM_DEBUG("Failed to add new OA config\n");
4120         return err;
4121 }
4122
4123 /**
4124  * i915_perf_remove_config_ioctl - DRM ioctl() for userspace to remove an OA config
4125  * @dev: drm device
4126  * @data: ioctl data (pointer to u64 integer) copied from userspace
4127  * @file: drm file
4128  *
4129  * Configs can be removed while being used, the will stop appearing in sysfs
4130  * and their content will be freed when the stream using the config is closed.
4131  *
4132  * Returns: 0 on success or a negative error code on failure.
4133  */
4134 int i915_perf_remove_config_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
4135                                   struct drm_file *file)
4136 {
4137         struct i915_perf *perf = &to_i915(dev)->perf;
4138         u64 *arg = data;
4139         struct i915_oa_config *oa_config;
4140         int ret;
4141
4142         if (!perf->i915) {
4143                 DRM_DEBUG("i915 perf interface not available for this system\n");
4144                 return -ENOTSUPP;
4145         }
4146
4147         if (i915_perf_stream_paranoid && !capable(CAP_SYS_ADMIN)) {
4148                 DRM_DEBUG("Insufficient privileges to remove i915 OA config\n");
4149                 return -EACCES;
4150         }
4151
4152         ret = mutex_lock_interruptible(&perf->metrics_lock);
4153         if (ret)
4154                 return ret;
4155
4156         oa_config = idr_find(&perf->metrics_idr, *arg);
4157         if (!oa_config) {
4158                 DRM_DEBUG("Failed to remove unknown OA config\n");
4159                 ret = -ENOENT;
4160                 goto err_unlock;
4161         }
4162
4163         GEM_BUG_ON(*arg != oa_config->id);
4164
4165         sysfs_remove_group(perf->metrics_kobj, &oa_config->sysfs_metric);
4166
4167         idr_remove(&perf->metrics_idr, *arg);
4168
4169         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4170
4171         DRM_DEBUG("Removed config %s id=%i\n", oa_config->uuid, oa_config->id);
4172
4173         i915_oa_config_put(oa_config);
4174
4175         return 0;
4176
4177 err_unlock:
4178         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4179         return ret;
4180 }
4181
4182 static struct ctl_table oa_table[] = {
4183         {
4184          .procname = "perf_stream_paranoid",
4185          .data = &i915_perf_stream_paranoid,
4186          .maxlen = sizeof(i915_perf_stream_paranoid),
4187          .mode = 0644,
4188          .proc_handler = proc_dointvec_minmax,
4189          .extra1 = SYSCTL_ZERO,
4190          .extra2 = SYSCTL_ONE,
4191          },
4192         {
4193          .procname = "oa_max_sample_rate",
4194          .data = &i915_oa_max_sample_rate,
4195          .maxlen = sizeof(i915_oa_max_sample_rate),
4196          .mode = 0644,
4197          .proc_handler = proc_dointvec_minmax,
4198          .extra1 = SYSCTL_ZERO,
4199          .extra2 = &oa_sample_rate_hard_limit,
4200          },
4201         {}
4202 };
4203
4204 static struct ctl_table i915_root[] = {
4205         {
4206          .procname = "i915",
4207          .maxlen = 0,
4208          .mode = 0555,
4209          .child = oa_table,
4210          },
4211         {}
4212 };
4213
4214 static struct ctl_table dev_root[] = {
4215         {
4216          .procname = "dev",
4217          .maxlen = 0,
4218          .mode = 0555,
4219          .child = i915_root,
4220          },
4221         {}
4222 };
4223
4224 /**
4225  * i915_perf_init - initialize i915-perf state on module bind
4226  * @i915: i915 device instance
4227  *
4228  * Initializes i915-perf state without exposing anything to userspace.
4229  *
4230  * Note: i915-perf initialization is split into an 'init' and 'register'
4231  * phase with the i915_perf_register() exposing state to userspace.
4232  */
4233 void i915_perf_init(struct drm_i915_private *i915)
4234 {
4235         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
4236
4237         /* XXX const struct i915_perf_ops! */
4238
4239         if (IS_HASWELL(i915)) {
4240                 perf->ops.is_valid_b_counter_reg = gen7_is_valid_b_counter_addr;
4241                 perf->ops.is_valid_mux_reg = hsw_is_valid_mux_addr;
4242                 perf->ops.is_valid_flex_reg = NULL;
4243                 perf->ops.enable_metric_set = hsw_enable_metric_set;
4244                 perf->ops.disable_metric_set = hsw_disable_metric_set;
4245                 perf->ops.oa_enable = gen7_oa_enable;
4246                 perf->ops.oa_disable = gen7_oa_disable;
4247                 perf->ops.read = gen7_oa_read;
4248                 perf->ops.oa_hw_tail_read = gen7_oa_hw_tail_read;
4249
4250                 perf->oa_formats = hsw_oa_formats;
4251         } else if (HAS_LOGICAL_RING_CONTEXTS(i915)) {
4252                 /* Note: that although we could theoretically also support the
4253                  * legacy ringbuffer mode on BDW (and earlier iterations of
4254                  * this driver, before upstreaming did this) it didn't seem
4255                  * worth the complexity to maintain now that BDW+ enable
4256                  * execlist mode by default.
4257                  */
4258                 perf->ops.read = gen8_oa_read;
4259
4260                 if (IS_GEN_RANGE(i915, 8, 9)) {
4261                         perf->oa_formats = gen8_plus_oa_formats;
4262
4263                         perf->ops.is_valid_b_counter_reg =
4264                                 gen7_is_valid_b_counter_addr;
4265                         perf->ops.is_valid_mux_reg =
4266                                 gen8_is_valid_mux_addr;
4267                         perf->ops.is_valid_flex_reg =
4268                                 gen8_is_valid_flex_addr;
4269
4270                         if (IS_CHERRYVIEW(i915)) {
4271                                 perf->ops.is_valid_mux_reg =
4272                                         chv_is_valid_mux_addr;
4273                         }
4274
4275                         perf->ops.oa_enable = gen8_oa_enable;
4276                         perf->ops.oa_disable = gen8_oa_disable;
4277                         perf->ops.enable_metric_set = gen8_enable_metric_set;
4278                         perf->ops.disable_metric_set = gen8_disable_metric_set;
4279                         perf->ops.oa_hw_tail_read = gen8_oa_hw_tail_read;
4280
4281                         if (IS_GEN(i915, 8)) {
4282                                 perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x120;
4283                                 perf->ctx_flexeu0_offset = 0x2ce;
4284
4285                                 perf->gen8_valid_ctx_bit = BIT(25);
4286                         } else {
4287                                 perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x128;
4288                                 perf->ctx_flexeu0_offset = 0x3de;
4289
4290                                 perf->gen8_valid_ctx_bit = BIT(16);
4291                         }
4292                 } else if (IS_GEN_RANGE(i915, 10, 11)) {
4293                         perf->oa_formats = gen8_plus_oa_formats;
4294
4295                         perf->ops.is_valid_b_counter_reg =
4296                                 gen7_is_valid_b_counter_addr;
4297                         perf->ops.is_valid_mux_reg =
4298                                 gen10_is_valid_mux_addr;
4299                         perf->ops.is_valid_flex_reg =
4300                                 gen8_is_valid_flex_addr;
4301
4302                         perf->ops.oa_enable = gen8_oa_enable;
4303                         perf->ops.oa_disable = gen8_oa_disable;
4304                         perf->ops.enable_metric_set = gen8_enable_metric_set;
4305                         perf->ops.disable_metric_set = gen10_disable_metric_set;
4306                         perf->ops.oa_hw_tail_read = gen8_oa_hw_tail_read;
4307
4308                         if (IS_GEN(i915, 10)) {
4309                                 perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x128;
4310                                 perf->ctx_flexeu0_offset = 0x3de;
4311                         } else {
4312                                 perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x124;
4313                                 perf->ctx_flexeu0_offset = 0x78e;
4314                         }
4315                         perf->gen8_valid_ctx_bit = BIT(16);
4316                 } else if (IS_GEN(i915, 12)) {
4317                         perf->oa_formats = gen12_oa_formats;
4318
4319                         perf->ops.is_valid_b_counter_reg =
4320                                 gen12_is_valid_b_counter_addr;
4321                         perf->ops.is_valid_mux_reg =
4322                                 gen12_is_valid_mux_addr;
4323                         perf->ops.is_valid_flex_reg =
4324                                 gen8_is_valid_flex_addr;
4325
4326                         perf->ops.oa_enable = gen12_oa_enable;
4327                         perf->ops.oa_disable = gen12_oa_disable;
4328                         perf->ops.enable_metric_set = gen12_enable_metric_set;
4329                         perf->ops.disable_metric_set = gen12_disable_metric_set;
4330                         perf->ops.oa_hw_tail_read = gen12_oa_hw_tail_read;
4331
4332                         perf->ctx_flexeu0_offset = 0;
4333                         perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x144;
4334                 }
4335         }
4336
4337         if (perf->ops.enable_metric_set) {
4338                 mutex_init(&perf->lock);
4339
4340                 oa_sample_rate_hard_limit = 1000 *
4341                         (RUNTIME_INFO(i915)->cs_timestamp_frequency_khz / 2);
4342
4343                 mutex_init(&perf->metrics_lock);
4344                 idr_init(&perf->metrics_idr);
4345
4346                 /* We set up some ratelimit state to potentially throttle any
4347                  * _NOTES about spurious, invalid OA reports which we don't
4348                  * forward to userspace.
4349                  *
4350                  * We print a _NOTE about any throttling when closing the
4351                  * stream instead of waiting until driver _fini which no one
4352                  * would ever see.
4353                  *
4354                  * Using the same limiting factors as printk_ratelimit()
4355                  */
4356                 ratelimit_state_init(&perf->spurious_report_rs, 5 * HZ, 10);
4357                 /* Since we use a DRM_NOTE for spurious reports it would be
4358                  * inconsistent to let __ratelimit() automatically print a
4359                  * warning for throttling.
4360                  */
4361                 ratelimit_set_flags(&perf->spurious_report_rs,
4362                                     RATELIMIT_MSG_ON_RELEASE);
4363
4364                 atomic64_set(&perf->noa_programming_delay,
4365                              500 * 1000 /* 500us */);
4366
4367                 perf->i915 = i915;
4368         }
4369 }
4370
4371 static int destroy_config(int id, void *p, void *data)
4372 {
4373         i915_oa_config_put(p);
4374         return 0;
4375 }
4376
4377 void i915_perf_sysctl_register(void)
4378 {
4379         sysctl_header = register_sysctl_table(dev_root);
4380 }
4381
4382 void i915_perf_sysctl_unregister(void)
4383 {
4384         unregister_sysctl_table(sysctl_header);
4385 }
4386
4387 /**
4388  * i915_perf_fini - Counter part to i915_perf_init()
4389  * @i915: i915 device instance
4390  */
4391 void i915_perf_fini(struct drm_i915_private *i915)
4392 {
4393         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
4394
4395         if (!perf->i915)
4396                 return;
4397
4398         idr_for_each(&perf->metrics_idr, destroy_config, perf);
4399         idr_destroy(&perf->metrics_idr);
4400
4401         memset(&perf->ops, 0, sizeof(perf->ops));
4402         perf->i915 = NULL;
4403 }
4404
4405 /**
4406  * i915_perf_ioctl_version - Version of the i915-perf subsystem
4407  *
4408  * This version number is used by userspace to detect available features.
4409  */
4410 int i915_perf_ioctl_version(void)
4411 {
4412         /*
4413          * 1: Initial version
4414          *   I915_PERF_IOCTL_ENABLE
4415          *   I915_PERF_IOCTL_DISABLE
4416          *
4417          * 2: Added runtime modification of OA config.
4418          *   I915_PERF_IOCTL_CONFIG
4419          *
4420          * 3: Add DRM_I915_PERF_PROP_HOLD_PREEMPTION parameter to hold
4421          *    preemption on a particular context so that performance data is
4422          *    accessible from a delta of MI_RPC reports without looking at the
4423          *    OA buffer.
4424          */
4425         return 3;
4426 }
4427
4428 #if IS_ENABLED(CONFIG_DRM_I915_SELFTEST)
4429 #include "selftests/i915_perf.c"
4430 #endif