5e670aace59f3dfb7ad798419e2784d12731d65b
[releases.git] / 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
208 /* HW requires this to be a power of two, between 128k and 16M, though driver
209  * is currently generally designed assuming the largest 16M size is used such
210  * that the overflow cases are unlikely in normal operation.
211  */
212 #define OA_BUFFER_SIZE          SZ_16M
213
214 #define OA_TAKEN(tail, head)    ((tail - head) & (OA_BUFFER_SIZE - 1))
215
216 /**
217  * DOC: OA Tail Pointer Race
218  *
219  * There's a HW race condition between OA unit tail pointer register updates and
220  * writes to memory whereby the tail pointer can sometimes get ahead of what's
221  * been written out to the OA buffer so far (in terms of what's visible to the
222  * CPU).
223  *
224  * Although this can be observed explicitly while copying reports to userspace
225  * by checking for a zeroed report-id field in tail reports, we want to account
226  * for this earlier, as part of the oa_buffer_check_unlocked to avoid lots of
227  * redundant read() attempts.
228  *
229  * We workaround this issue in oa_buffer_check_unlocked() by reading the reports
230  * in the OA buffer, starting from the tail reported by the HW until we find a
231  * report with its first 2 dwords not 0 meaning its previous report is
232  * completely in memory and ready to be read. Those dwords are also set to 0
233  * once read and the whole buffer is cleared upon OA buffer initialization. The
234  * first dword is the reason for this report while the second is the timestamp,
235  * making the chances of having those 2 fields at 0 fairly unlikely. A more
236  * detailed explanation is available in oa_buffer_check_unlocked().
237  *
238  * Most of the implementation details for this workaround are in
239  * oa_buffer_check_unlocked() and _append_oa_reports()
240  *
241  * Note for posterity: previously the driver used to define an effective tail
242  * pointer that lagged the real pointer by a 'tail margin' measured in bytes
243  * derived from %OA_TAIL_MARGIN_NSEC and the configured sampling frequency.
244  * This was flawed considering that the OA unit may also automatically generate
245  * non-periodic reports (such as on context switch) or the OA unit may be
246  * enabled without any periodic sampling.
247  */
248 #define OA_TAIL_MARGIN_NSEC     100000ULL
249 #define INVALID_TAIL_PTR        0xffffffff
250
251 /* The default frequency for checking whether the OA unit has written new
252  * reports to the circular OA buffer...
253  */
254 #define DEFAULT_POLL_FREQUENCY_HZ 200
255 #define DEFAULT_POLL_PERIOD_NS (NSEC_PER_SEC / DEFAULT_POLL_FREQUENCY_HZ)
256
257 /* for sysctl proc_dointvec_minmax of dev.i915.perf_stream_paranoid */
258 static u32 i915_perf_stream_paranoid = true;
259
260 /* The maximum exponent the hardware accepts is 63 (essentially it selects one
261  * of the 64bit timestamp bits to trigger reports from) but there's currently
262  * no known use case for sampling as infrequently as once per 47 thousand years.
263  *
264  * Since the timestamps included in OA reports are only 32bits it seems
265  * reasonable to limit the OA exponent where it's still possible to account for
266  * overflow in OA report timestamps.
267  */
268 #define OA_EXPONENT_MAX 31
269
270 #define INVALID_CTX_ID 0xffffffff
271
272 /* On Gen8+ automatically triggered OA reports include a 'reason' field... */
273 #define OAREPORT_REASON_MASK           0x3f
274 #define OAREPORT_REASON_MASK_EXTENDED  0x7f
275 #define OAREPORT_REASON_SHIFT          19
276 #define OAREPORT_REASON_TIMER          (1<<0)
277 #define OAREPORT_REASON_CTX_SWITCH     (1<<3)
278 #define OAREPORT_REASON_CLK_RATIO      (1<<5)
279
280
281 /* For sysctl proc_dointvec_minmax of i915_oa_max_sample_rate
282  *
283  * The highest sampling frequency we can theoretically program the OA unit
284  * with is always half the timestamp frequency: E.g. 6.25Mhz for Haswell.
285  *
286  * Initialized just before we register the sysctl parameter.
287  */
288 static int oa_sample_rate_hard_limit;
289
290 /* Theoretically we can program the OA unit to sample every 160ns but don't
291  * allow that by default unless root...
292  *
293  * The default threshold of 100000Hz is based on perf's similar
294  * kernel.perf_event_max_sample_rate sysctl parameter.
295  */
296 static u32 i915_oa_max_sample_rate = 100000;
297
298 /* XXX: beware if future OA HW adds new report formats that the current
299  * code assumes all reports have a power-of-two size and ~(size - 1) can
300  * be used as a mask to align the OA tail pointer.
301  */
302 static const struct i915_oa_format hsw_oa_formats[I915_OA_FORMAT_MAX] = {
303         [I915_OA_FORMAT_A13]        = { 0, 64 },
304         [I915_OA_FORMAT_A29]        = { 1, 128 },
305         [I915_OA_FORMAT_A13_B8_C8]  = { 2, 128 },
306         /* A29_B8_C8 Disallowed as 192 bytes doesn't factor into buffer size */
307         [I915_OA_FORMAT_B4_C8]      = { 4, 64 },
308         [I915_OA_FORMAT_A45_B8_C8]  = { 5, 256 },
309         [I915_OA_FORMAT_B4_C8_A16]  = { 6, 128 },
310         [I915_OA_FORMAT_C4_B8]      = { 7, 64 },
311 };
312
313 static const struct i915_oa_format gen8_plus_oa_formats[I915_OA_FORMAT_MAX] = {
314         [I915_OA_FORMAT_A12]                = { 0, 64 },
315         [I915_OA_FORMAT_A12_B8_C8]          = { 2, 128 },
316         [I915_OA_FORMAT_A32u40_A4u32_B8_C8] = { 5, 256 },
317         [I915_OA_FORMAT_C4_B8]              = { 7, 64 },
318 };
319
320 static const struct i915_oa_format gen12_oa_formats[I915_OA_FORMAT_MAX] = {
321         [I915_OA_FORMAT_A32u40_A4u32_B8_C8] = { 5, 256 },
322 };
323
324 #define SAMPLE_OA_REPORT      (1<<0)
325
326 /**
327  * struct perf_open_properties - for validated properties given to open a stream
328  * @sample_flags: `DRM_I915_PERF_PROP_SAMPLE_*` properties are tracked as flags
329  * @single_context: Whether a single or all gpu contexts should be monitored
330  * @hold_preemption: Whether the preemption is disabled for the filtered
331  *                   context
332  * @ctx_handle: A gem ctx handle for use with @single_context
333  * @metrics_set: An ID for an OA unit metric set advertised via sysfs
334  * @oa_format: An OA unit HW report format
335  * @oa_periodic: Whether to enable periodic OA unit sampling
336  * @oa_period_exponent: The OA unit sampling period is derived from this
337  * @engine: The engine (typically rcs0) being monitored by the OA unit
338  * @has_sseu: Whether @sseu was specified by userspace
339  * @sseu: internal SSEU configuration computed either from the userspace
340  *        specified configuration in the opening parameters or a default value
341  *        (see get_default_sseu_config())
342  * @poll_oa_period: The period in nanoseconds at which the CPU will check for OA
343  * data availability
344  *
345  * As read_properties_unlocked() enumerates and validates the properties given
346  * to open a stream of metrics the configuration is built up in the structure
347  * which starts out zero initialized.
348  */
349 struct perf_open_properties {
350         u32 sample_flags;
351
352         u64 single_context:1;
353         u64 hold_preemption:1;
354         u64 ctx_handle;
355
356         /* OA sampling state */
357         int metrics_set;
358         int oa_format;
359         bool oa_periodic;
360         int oa_period_exponent;
361
362         struct intel_engine_cs *engine;
363
364         bool has_sseu;
365         struct intel_sseu sseu;
366
367         u64 poll_oa_period;
368 };
369
370 struct i915_oa_config_bo {
371         struct llist_node node;
372
373         struct i915_oa_config *oa_config;
374         struct i915_vma *vma;
375 };
376
377 static struct ctl_table_header *sysctl_header;
378
379 static enum hrtimer_restart oa_poll_check_timer_cb(struct hrtimer *hrtimer);
380
381 void i915_oa_config_release(struct kref *ref)
382 {
383         struct i915_oa_config *oa_config =
384                 container_of(ref, typeof(*oa_config), ref);
385
386         kfree(oa_config->flex_regs);
387         kfree(oa_config->b_counter_regs);
388         kfree(oa_config->mux_regs);
389
390         kfree_rcu(oa_config, rcu);
391 }
392
393 struct i915_oa_config *
394 i915_perf_get_oa_config(struct i915_perf *perf, int metrics_set)
395 {
396         struct i915_oa_config *oa_config;
397
398         rcu_read_lock();
399         oa_config = idr_find(&perf->metrics_idr, metrics_set);
400         if (oa_config)
401                 oa_config = i915_oa_config_get(oa_config);
402         rcu_read_unlock();
403
404         return oa_config;
405 }
406
407 static void free_oa_config_bo(struct i915_oa_config_bo *oa_bo)
408 {
409         i915_oa_config_put(oa_bo->oa_config);
410         i915_vma_put(oa_bo->vma);
411         kfree(oa_bo);
412 }
413
414 static u32 gen12_oa_hw_tail_read(struct i915_perf_stream *stream)
415 {
416         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
417
418         return intel_uncore_read(uncore, GEN12_OAG_OATAILPTR) &
419                GEN12_OAG_OATAILPTR_MASK;
420 }
421
422 static u32 gen8_oa_hw_tail_read(struct i915_perf_stream *stream)
423 {
424         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
425
426         return intel_uncore_read(uncore, GEN8_OATAILPTR) & GEN8_OATAILPTR_MASK;
427 }
428
429 static u32 gen7_oa_hw_tail_read(struct i915_perf_stream *stream)
430 {
431         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
432         u32 oastatus1 = intel_uncore_read(uncore, GEN7_OASTATUS1);
433
434         return oastatus1 & GEN7_OASTATUS1_TAIL_MASK;
435 }
436
437 /**
438  * oa_buffer_check_unlocked - check for data and update tail ptr state
439  * @stream: i915 stream instance
440  *
441  * This is either called via fops (for blocking reads in user ctx) or the poll
442  * check hrtimer (atomic ctx) to check the OA buffer tail pointer and check
443  * if there is data available for userspace to read.
444  *
445  * This function is central to providing a workaround for the OA unit tail
446  * pointer having a race with respect to what data is visible to the CPU.
447  * It is responsible for reading tail pointers from the hardware and giving
448  * the pointers time to 'age' before they are made available for reading.
449  * (See description of OA_TAIL_MARGIN_NSEC above for further details.)
450  *
451  * Besides returning true when there is data available to read() this function
452  * also updates the tail, aging_tail and aging_timestamp in the oa_buffer
453  * object.
454  *
455  * Note: It's safe to read OA config state here unlocked, assuming that this is
456  * only called while the stream is enabled, while the global OA configuration
457  * can't be modified.
458  *
459  * Returns: %true if the OA buffer contains data, else %false
460  */
461 static bool oa_buffer_check_unlocked(struct i915_perf_stream *stream)
462 {
463         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
464         int report_size = stream->oa_buffer.format_size;
465         unsigned long flags;
466         bool pollin;
467         u32 hw_tail;
468         u64 now;
469
470         /* We have to consider the (unlikely) possibility that read() errors
471          * could result in an OA buffer reset which might reset the head and
472          * tail state.
473          */
474         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
475
476         hw_tail = stream->perf->ops.oa_hw_tail_read(stream);
477
478         /* The tail pointer increases in 64 byte increments,
479          * not in report_size steps...
480          */
481         hw_tail &= ~(report_size - 1);
482
483         now = ktime_get_mono_fast_ns();
484
485         if (hw_tail == stream->oa_buffer.aging_tail &&
486             (now - stream->oa_buffer.aging_timestamp) > OA_TAIL_MARGIN_NSEC) {
487                 /* If the HW tail hasn't move since the last check and the HW
488                  * tail has been aging for long enough, declare it the new
489                  * tail.
490                  */
491                 stream->oa_buffer.tail = stream->oa_buffer.aging_tail;
492         } else {
493                 u32 head, tail, aged_tail;
494
495                 /* NB: The head we observe here might effectively be a little
496                  * out of date. If a read() is in progress, the head could be
497                  * anywhere between this head and stream->oa_buffer.tail.
498                  */
499                 head = stream->oa_buffer.head - gtt_offset;
500                 aged_tail = stream->oa_buffer.tail - gtt_offset;
501
502                 hw_tail -= gtt_offset;
503                 tail = hw_tail;
504
505                 /* Walk the stream backward until we find a report with dword 0
506                  * & 1 not at 0. Since the circular buffer pointers progress by
507                  * increments of 64 bytes and that reports can be up to 256
508                  * bytes long, we can't tell whether a report has fully landed
509                  * in memory before the first 2 dwords of the following report
510                  * have effectively landed.
511                  *
512                  * This is assuming that the writes of the OA unit land in
513                  * memory in the order they were written to.
514                  * If not : (╯°□°)╯︵ ┻━┻
515                  */
516                 while (OA_TAKEN(tail, aged_tail) >= report_size) {
517                         u32 *report32 = (void *)(stream->oa_buffer.vaddr + tail);
518
519                         if (report32[0] != 0 || report32[1] != 0)
520                                 break;
521
522                         tail = (tail - report_size) & (OA_BUFFER_SIZE - 1);
523                 }
524
525                 if (OA_TAKEN(hw_tail, tail) > report_size &&
526                     __ratelimit(&stream->perf->tail_pointer_race))
527                         DRM_NOTE("unlanded report(s) head=0x%x "
528                                  "tail=0x%x hw_tail=0x%x\n",
529                                  head, tail, hw_tail);
530
531                 stream->oa_buffer.tail = gtt_offset + tail;
532                 stream->oa_buffer.aging_tail = gtt_offset + hw_tail;
533                 stream->oa_buffer.aging_timestamp = now;
534         }
535
536         pollin = OA_TAKEN(stream->oa_buffer.tail - gtt_offset,
537                           stream->oa_buffer.head - gtt_offset) >= report_size;
538
539         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
540
541         return pollin;
542 }
543
544 /**
545  * append_oa_status - Appends a status record to a userspace read() buffer.
546  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
547  * @buf: destination buffer given by userspace
548  * @count: the number of bytes userspace wants to read
549  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
550  * @type: The kind of status to report to userspace
551  *
552  * Writes a status record (such as `DRM_I915_PERF_RECORD_OA_REPORT_LOST`)
553  * into the userspace read() buffer.
554  *
555  * The @buf @offset will only be updated on success.
556  *
557  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
558  */
559 static int append_oa_status(struct i915_perf_stream *stream,
560                             char __user *buf,
561                             size_t count,
562                             size_t *offset,
563                             enum drm_i915_perf_record_type type)
564 {
565         struct drm_i915_perf_record_header header = { type, 0, sizeof(header) };
566
567         if ((count - *offset) < header.size)
568                 return -ENOSPC;
569
570         if (copy_to_user(buf + *offset, &header, sizeof(header)))
571                 return -EFAULT;
572
573         (*offset) += header.size;
574
575         return 0;
576 }
577
578 /**
579  * append_oa_sample - Copies single OA report into userspace read() buffer.
580  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
581  * @buf: destination buffer given by userspace
582  * @count: the number of bytes userspace wants to read
583  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
584  * @report: A single OA report to (optionally) include as part of the sample
585  *
586  * The contents of a sample are configured through `DRM_I915_PERF_PROP_SAMPLE_*`
587  * properties when opening a stream, tracked as `stream->sample_flags`. This
588  * function copies the requested components of a single sample to the given
589  * read() @buf.
590  *
591  * The @buf @offset will only be updated on success.
592  *
593  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
594  */
595 static int append_oa_sample(struct i915_perf_stream *stream,
596                             char __user *buf,
597                             size_t count,
598                             size_t *offset,
599                             const u8 *report)
600 {
601         int report_size = stream->oa_buffer.format_size;
602         struct drm_i915_perf_record_header header;
603
604         header.type = DRM_I915_PERF_RECORD_SAMPLE;
605         header.pad = 0;
606         header.size = stream->sample_size;
607
608         if ((count - *offset) < header.size)
609                 return -ENOSPC;
610
611         buf += *offset;
612         if (copy_to_user(buf, &header, sizeof(header)))
613                 return -EFAULT;
614         buf += sizeof(header);
615
616         if (copy_to_user(buf, report, report_size))
617                 return -EFAULT;
618
619         (*offset) += header.size;
620
621         return 0;
622 }
623
624 /**
625  * Copies all buffered OA reports into userspace read() buffer.
626  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
627  * @buf: destination buffer given by userspace
628  * @count: the number of bytes userspace wants to read
629  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
630  *
631  * Notably any error condition resulting in a short read (-%ENOSPC or
632  * -%EFAULT) will be returned even though one or more records may
633  * have been successfully copied. In this case it's up to the caller
634  * to decide if the error should be squashed before returning to
635  * userspace.
636  *
637  * Note: reports are consumed from the head, and appended to the
638  * tail, so the tail chases the head?... If you think that's mad
639  * and back-to-front you're not alone, but this follows the
640  * Gen PRM naming convention.
641  *
642  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
643  */
644 static int gen8_append_oa_reports(struct i915_perf_stream *stream,
645                                   char __user *buf,
646                                   size_t count,
647                                   size_t *offset)
648 {
649         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
650         int report_size = stream->oa_buffer.format_size;
651         u8 *oa_buf_base = stream->oa_buffer.vaddr;
652         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
653         u32 mask = (OA_BUFFER_SIZE - 1);
654         size_t start_offset = *offset;
655         unsigned long flags;
656         u32 head, tail;
657         u32 taken;
658         int ret = 0;
659
660         if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm, !stream->enabled))
661                 return -EIO;
662
663         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
664
665         head = stream->oa_buffer.head;
666         tail = stream->oa_buffer.tail;
667
668         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
669
670         /*
671          * NB: oa_buffer.head/tail include the gtt_offset which we don't want
672          * while indexing relative to oa_buf_base.
673          */
674         head -= gtt_offset;
675         tail -= gtt_offset;
676
677         /*
678          * An out of bounds or misaligned head or tail pointer implies a driver
679          * bug since we validate + align the tail pointers we read from the
680          * hardware and we are in full control of the head pointer which should
681          * only be incremented by multiples of the report size (notably also
682          * all a power of two).
683          */
684         if (drm_WARN_ONCE(&uncore->i915->drm,
685                           head > OA_BUFFER_SIZE || head % report_size ||
686                           tail > OA_BUFFER_SIZE || tail % report_size,
687                           "Inconsistent OA buffer pointers: head = %u, tail = %u\n",
688                           head, tail))
689                 return -EIO;
690
691
692         for (/* none */;
693              (taken = OA_TAKEN(tail, head));
694              head = (head + report_size) & mask) {
695                 u8 *report = oa_buf_base + head;
696                 u32 *report32 = (void *)report;
697                 u32 ctx_id;
698                 u32 reason;
699
700                 /*
701                  * All the report sizes factor neatly into the buffer
702                  * size so we never expect to see a report split
703                  * between the beginning and end of the buffer.
704                  *
705                  * Given the initial alignment check a misalignment
706                  * here would imply a driver bug that would result
707                  * in an overrun.
708                  */
709                 if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm,
710                                 (OA_BUFFER_SIZE - head) < report_size)) {
711                         drm_err(&uncore->i915->drm,
712                                 "Spurious OA head ptr: non-integral report offset\n");
713                         break;
714                 }
715
716                 /*
717                  * The reason field includes flags identifying what
718                  * triggered this specific report (mostly timer
719                  * triggered or e.g. due to a context switch).
720                  *
721                  * This field is never expected to be zero so we can
722                  * check that the report isn't invalid before copying
723                  * it to userspace...
724                  */
725                 reason = ((report32[0] >> OAREPORT_REASON_SHIFT) &
726                           (IS_GEN(stream->perf->i915, 12) ?
727                            OAREPORT_REASON_MASK_EXTENDED :
728                            OAREPORT_REASON_MASK));
729                 if (reason == 0) {
730                         if (__ratelimit(&stream->perf->spurious_report_rs))
731                                 DRM_NOTE("Skipping spurious, invalid OA report\n");
732                         continue;
733                 }
734
735                 ctx_id = report32[2] & stream->specific_ctx_id_mask;
736
737                 /*
738                  * Squash whatever is in the CTX_ID field if it's marked as
739                  * invalid to be sure we avoid false-positive, single-context
740                  * filtering below...
741                  *
742                  * Note: that we don't clear the valid_ctx_bit so userspace can
743                  * understand that the ID has been squashed by the kernel.
744                  */
745                 if (!(report32[0] & stream->perf->gen8_valid_ctx_bit) &&
746                     INTEL_GEN(stream->perf->i915) <= 11)
747                         ctx_id = report32[2] = INVALID_CTX_ID;
748
749                 /*
750                  * NB: For Gen 8 the OA unit no longer supports clock gating
751                  * off for a specific context and the kernel can't securely
752                  * stop the counters from updating as system-wide / global
753                  * values.
754                  *
755                  * Automatic reports now include a context ID so reports can be
756                  * filtered on the cpu but it's not worth trying to
757                  * automatically subtract/hide counter progress for other
758                  * contexts while filtering since we can't stop userspace
759                  * issuing MI_REPORT_PERF_COUNT commands which would still
760                  * provide a side-band view of the real values.
761                  *
762                  * To allow userspace (such as Mesa/GL_INTEL_performance_query)
763                  * to normalize counters for a single filtered context then it
764                  * needs be forwarded bookend context-switch reports so that it
765                  * can track switches in between MI_REPORT_PERF_COUNT commands
766                  * and can itself subtract/ignore the progress of counters
767                  * associated with other contexts. Note that the hardware
768                  * automatically triggers reports when switching to a new
769                  * context which are tagged with the ID of the newly active
770                  * context. To avoid the complexity (and likely fragility) of
771                  * reading ahead while parsing reports to try and minimize
772                  * forwarding redundant context switch reports (i.e. between
773                  * other, unrelated contexts) we simply elect to forward them
774                  * all.
775                  *
776                  * We don't rely solely on the reason field to identify context
777                  * switches since it's not-uncommon for periodic samples to
778                  * identify a switch before any 'context switch' report.
779                  */
780                 if (!stream->perf->exclusive_stream->ctx ||
781                     stream->specific_ctx_id == ctx_id ||
782                     stream->oa_buffer.last_ctx_id == stream->specific_ctx_id ||
783                     reason & OAREPORT_REASON_CTX_SWITCH) {
784
785                         /*
786                          * While filtering for a single context we avoid
787                          * leaking the IDs of other contexts.
788                          */
789                         if (stream->perf->exclusive_stream->ctx &&
790                             stream->specific_ctx_id != ctx_id) {
791                                 report32[2] = INVALID_CTX_ID;
792                         }
793
794                         ret = append_oa_sample(stream, buf, count, offset,
795                                                report);
796                         if (ret)
797                                 break;
798
799                         stream->oa_buffer.last_ctx_id = ctx_id;
800                 }
801
802                 /*
803                  * Clear out the first 2 dword as a mean to detect unlanded
804                  * reports.
805                  */
806                 report32[0] = 0;
807                 report32[1] = 0;
808         }
809
810         if (start_offset != *offset) {
811                 i915_reg_t oaheadptr;
812
813                 oaheadptr = IS_GEN(stream->perf->i915, 12) ?
814                             GEN12_OAG_OAHEADPTR : GEN8_OAHEADPTR;
815
816                 spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
817
818                 /*
819                  * We removed the gtt_offset for the copy loop above, indexing
820                  * relative to oa_buf_base so put back here...
821                  */
822                 head += gtt_offset;
823                 intel_uncore_write(uncore, oaheadptr,
824                                    head & GEN12_OAG_OAHEADPTR_MASK);
825                 stream->oa_buffer.head = head;
826
827                 spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
828         }
829
830         return ret;
831 }
832
833 /**
834  * gen8_oa_read - copy status records then buffered OA reports
835  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
836  * @buf: destination buffer given by userspace
837  * @count: the number of bytes userspace wants to read
838  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
839  *
840  * Checks OA unit status registers and if necessary appends corresponding
841  * status records for userspace (such as for a buffer full condition) and then
842  * initiate appending any buffered OA reports.
843  *
844  * Updates @offset according to the number of bytes successfully copied into
845  * the userspace buffer.
846  *
847  * NB: some data may be successfully copied to the userspace buffer
848  * even if an error is returned, and this is reflected in the
849  * updated @offset.
850  *
851  * Returns: zero on success or a negative error code
852  */
853 static int gen8_oa_read(struct i915_perf_stream *stream,
854                         char __user *buf,
855                         size_t count,
856                         size_t *offset)
857 {
858         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
859         u32 oastatus;
860         i915_reg_t oastatus_reg;
861         int ret;
862
863         if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm, !stream->oa_buffer.vaddr))
864                 return -EIO;
865
866         oastatus_reg = IS_GEN(stream->perf->i915, 12) ?
867                        GEN12_OAG_OASTATUS : GEN8_OASTATUS;
868
869         oastatus = intel_uncore_read(uncore, oastatus_reg);
870
871         /*
872          * We treat OABUFFER_OVERFLOW as a significant error:
873          *
874          * Although theoretically we could handle this more gracefully
875          * sometimes, some Gens don't correctly suppress certain
876          * automatically triggered reports in this condition and so we
877          * have to assume that old reports are now being trampled
878          * over.
879          *
880          * Considering how we don't currently give userspace control
881          * over the OA buffer size and always configure a large 16MB
882          * buffer, then a buffer overflow does anyway likely indicate
883          * that something has gone quite badly wrong.
884          */
885         if (oastatus & GEN8_OASTATUS_OABUFFER_OVERFLOW) {
886                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
887                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_BUFFER_LOST);
888                 if (ret)
889                         return ret;
890
891                 DRM_DEBUG("OA buffer overflow (exponent = %d): force restart\n",
892                           stream->period_exponent);
893
894                 stream->perf->ops.oa_disable(stream);
895                 stream->perf->ops.oa_enable(stream);
896
897                 /*
898                  * Note: .oa_enable() is expected to re-init the oabuffer and
899                  * reset GEN8_OASTATUS for us
900                  */
901                 oastatus = intel_uncore_read(uncore, oastatus_reg);
902         }
903
904         if (oastatus & GEN8_OASTATUS_REPORT_LOST) {
905                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
906                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_REPORT_LOST);
907                 if (ret)
908                         return ret;
909
910                 intel_uncore_rmw(uncore, oastatus_reg,
911                                  GEN8_OASTATUS_COUNTER_OVERFLOW |
912                                  GEN8_OASTATUS_REPORT_LOST,
913                                  IS_GEN_RANGE(uncore->i915, 8, 10) ?
914                                  (GEN8_OASTATUS_HEAD_POINTER_WRAP |
915                                   GEN8_OASTATUS_TAIL_POINTER_WRAP) : 0);
916         }
917
918         return gen8_append_oa_reports(stream, buf, count, offset);
919 }
920
921 /**
922  * Copies all buffered OA reports into userspace read() buffer.
923  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
924  * @buf: destination buffer given by userspace
925  * @count: the number of bytes userspace wants to read
926  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
927  *
928  * Notably any error condition resulting in a short read (-%ENOSPC or
929  * -%EFAULT) will be returned even though one or more records may
930  * have been successfully copied. In this case it's up to the caller
931  * to decide if the error should be squashed before returning to
932  * userspace.
933  *
934  * Note: reports are consumed from the head, and appended to the
935  * tail, so the tail chases the head?... If you think that's mad
936  * and back-to-front you're not alone, but this follows the
937  * Gen PRM naming convention.
938  *
939  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
940  */
941 static int gen7_append_oa_reports(struct i915_perf_stream *stream,
942                                   char __user *buf,
943                                   size_t count,
944                                   size_t *offset)
945 {
946         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
947         int report_size = stream->oa_buffer.format_size;
948         u8 *oa_buf_base = stream->oa_buffer.vaddr;
949         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
950         u32 mask = (OA_BUFFER_SIZE - 1);
951         size_t start_offset = *offset;
952         unsigned long flags;
953         u32 head, tail;
954         u32 taken;
955         int ret = 0;
956
957         if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm, !stream->enabled))
958                 return -EIO;
959
960         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
961
962         head = stream->oa_buffer.head;
963         tail = stream->oa_buffer.tail;
964
965         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
966
967         /* NB: oa_buffer.head/tail include the gtt_offset which we don't want
968          * while indexing relative to oa_buf_base.
969          */
970         head -= gtt_offset;
971         tail -= gtt_offset;
972
973         /* An out of bounds or misaligned head or tail pointer implies a driver
974          * bug since we validate + align the tail pointers we read from the
975          * hardware and we are in full control of the head pointer which should
976          * only be incremented by multiples of the report size (notably also
977          * all a power of two).
978          */
979         if (drm_WARN_ONCE(&uncore->i915->drm,
980                           head > OA_BUFFER_SIZE || head % report_size ||
981                           tail > OA_BUFFER_SIZE || tail % report_size,
982                           "Inconsistent OA buffer pointers: head = %u, tail = %u\n",
983                           head, tail))
984                 return -EIO;
985
986
987         for (/* none */;
988              (taken = OA_TAKEN(tail, head));
989              head = (head + report_size) & mask) {
990                 u8 *report = oa_buf_base + head;
991                 u32 *report32 = (void *)report;
992
993                 /* All the report sizes factor neatly into the buffer
994                  * size so we never expect to see a report split
995                  * between the beginning and end of the buffer.
996                  *
997                  * Given the initial alignment check a misalignment
998                  * here would imply a driver bug that would result
999                  * in an overrun.
1000                  */
1001                 if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm,
1002                                 (OA_BUFFER_SIZE - head) < report_size)) {
1003                         drm_err(&uncore->i915->drm,
1004                                 "Spurious OA head ptr: non-integral report offset\n");
1005                         break;
1006                 }
1007
1008                 /* The report-ID field for periodic samples includes
1009                  * some undocumented flags related to what triggered
1010                  * the report and is never expected to be zero so we
1011                  * can check that the report isn't invalid before
1012                  * copying it to userspace...
1013                  */
1014                 if (report32[0] == 0) {
1015                         if (__ratelimit(&stream->perf->spurious_report_rs))
1016                                 DRM_NOTE("Skipping spurious, invalid OA report\n");
1017                         continue;
1018                 }
1019
1020                 ret = append_oa_sample(stream, buf, count, offset, report);
1021                 if (ret)
1022                         break;
1023
1024                 /* Clear out the first 2 dwords as a mean to detect unlanded
1025                  * reports.
1026                  */
1027                 report32[0] = 0;
1028                 report32[1] = 0;
1029         }
1030
1031         if (start_offset != *offset) {
1032                 spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1033
1034                 /* We removed the gtt_offset for the copy loop above, indexing
1035                  * relative to oa_buf_base so put back here...
1036                  */
1037                 head += gtt_offset;
1038
1039                 intel_uncore_write(uncore, GEN7_OASTATUS2,
1040                                    (head & GEN7_OASTATUS2_HEAD_MASK) |
1041                                    GEN7_OASTATUS2_MEM_SELECT_GGTT);
1042                 stream->oa_buffer.head = head;
1043
1044                 spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1045         }
1046
1047         return ret;
1048 }
1049
1050 /**
1051  * gen7_oa_read - copy status records then buffered OA reports
1052  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1053  * @buf: destination buffer given by userspace
1054  * @count: the number of bytes userspace wants to read
1055  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
1056  *
1057  * Checks Gen 7 specific OA unit status registers and if necessary appends
1058  * corresponding status records for userspace (such as for a buffer full
1059  * condition) and then initiate appending any buffered OA reports.
1060  *
1061  * Updates @offset according to the number of bytes successfully copied into
1062  * the userspace buffer.
1063  *
1064  * Returns: zero on success or a negative error code
1065  */
1066 static int gen7_oa_read(struct i915_perf_stream *stream,
1067                         char __user *buf,
1068                         size_t count,
1069                         size_t *offset)
1070 {
1071         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1072         u32 oastatus1;
1073         int ret;
1074
1075         if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm, !stream->oa_buffer.vaddr))
1076                 return -EIO;
1077
1078         oastatus1 = intel_uncore_read(uncore, GEN7_OASTATUS1);
1079
1080         /* XXX: On Haswell we don't have a safe way to clear oastatus1
1081          * bits while the OA unit is enabled (while the tail pointer
1082          * may be updated asynchronously) so we ignore status bits
1083          * that have already been reported to userspace.
1084          */
1085         oastatus1 &= ~stream->perf->gen7_latched_oastatus1;
1086
1087         /* We treat OABUFFER_OVERFLOW as a significant error:
1088          *
1089          * - The status can be interpreted to mean that the buffer is
1090          *   currently full (with a higher precedence than OA_TAKEN()
1091          *   which will start to report a near-empty buffer after an
1092          *   overflow) but it's awkward that we can't clear the status
1093          *   on Haswell, so without a reset we won't be able to catch
1094          *   the state again.
1095          *
1096          * - Since it also implies the HW has started overwriting old
1097          *   reports it may also affect our sanity checks for invalid
1098          *   reports when copying to userspace that assume new reports
1099          *   are being written to cleared memory.
1100          *
1101          * - In the future we may want to introduce a flight recorder
1102          *   mode where the driver will automatically maintain a safe
1103          *   guard band between head/tail, avoiding this overflow
1104          *   condition, but we avoid the added driver complexity for
1105          *   now.
1106          */
1107         if (unlikely(oastatus1 & GEN7_OASTATUS1_OABUFFER_OVERFLOW)) {
1108                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
1109                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_BUFFER_LOST);
1110                 if (ret)
1111                         return ret;
1112
1113                 DRM_DEBUG("OA buffer overflow (exponent = %d): force restart\n",
1114                           stream->period_exponent);
1115
1116                 stream->perf->ops.oa_disable(stream);
1117                 stream->perf->ops.oa_enable(stream);
1118
1119                 oastatus1 = intel_uncore_read(uncore, GEN7_OASTATUS1);
1120         }
1121
1122         if (unlikely(oastatus1 & GEN7_OASTATUS1_REPORT_LOST)) {
1123                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
1124                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_REPORT_LOST);
1125                 if (ret)
1126                         return ret;
1127                 stream->perf->gen7_latched_oastatus1 |=
1128                         GEN7_OASTATUS1_REPORT_LOST;
1129         }
1130
1131         return gen7_append_oa_reports(stream, buf, count, offset);
1132 }
1133
1134 /**
1135  * i915_oa_wait_unlocked - handles blocking IO until OA data available
1136  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1137  *
1138  * Called when userspace tries to read() from a blocking stream FD opened
1139  * for OA metrics. It waits until the hrtimer callback finds a non-empty
1140  * OA buffer and wakes us.
1141  *
1142  * Note: it's acceptable to have this return with some false positives
1143  * since any subsequent read handling will return -EAGAIN if there isn't
1144  * really data ready for userspace yet.
1145  *
1146  * Returns: zero on success or a negative error code
1147  */
1148 static int i915_oa_wait_unlocked(struct i915_perf_stream *stream)
1149 {
1150         /* We would wait indefinitely if periodic sampling is not enabled */
1151         if (!stream->periodic)
1152                 return -EIO;
1153
1154         return wait_event_interruptible(stream->poll_wq,
1155                                         oa_buffer_check_unlocked(stream));
1156 }
1157
1158 /**
1159  * i915_oa_poll_wait - call poll_wait() for an OA stream poll()
1160  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1161  * @file: An i915 perf stream file
1162  * @wait: poll() state table
1163  *
1164  * For handling userspace polling on an i915 perf stream opened for OA metrics,
1165  * this starts a poll_wait with the wait queue that our hrtimer callback wakes
1166  * when it sees data ready to read in the circular OA buffer.
1167  */
1168 static void i915_oa_poll_wait(struct i915_perf_stream *stream,
1169                               struct file *file,
1170                               poll_table *wait)
1171 {
1172         poll_wait(file, &stream->poll_wq, wait);
1173 }
1174
1175 /**
1176  * i915_oa_read - just calls through to &i915_oa_ops->read
1177  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1178  * @buf: destination buffer given by userspace
1179  * @count: the number of bytes userspace wants to read
1180  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
1181  *
1182  * Updates @offset according to the number of bytes successfully copied into
1183  * the userspace buffer.
1184  *
1185  * Returns: zero on success or a negative error code
1186  */
1187 static int i915_oa_read(struct i915_perf_stream *stream,
1188                         char __user *buf,
1189                         size_t count,
1190                         size_t *offset)
1191 {
1192         return stream->perf->ops.read(stream, buf, count, offset);
1193 }
1194
1195 static struct intel_context *oa_pin_context(struct i915_perf_stream *stream)
1196 {
1197         struct i915_gem_engines_iter it;
1198         struct i915_gem_context *ctx = stream->ctx;
1199         struct intel_context *ce;
1200         struct i915_gem_ww_ctx ww;
1201         int err = -ENODEV;
1202
1203         for_each_gem_engine(ce, i915_gem_context_lock_engines(ctx), it) {
1204                 if (ce->engine != stream->engine) /* first match! */
1205                         continue;
1206
1207                 err = 0;
1208                 break;
1209         }
1210         i915_gem_context_unlock_engines(ctx);
1211
1212         if (err)
1213                 return ERR_PTR(err);
1214
1215         i915_gem_ww_ctx_init(&ww, true);
1216 retry:
1217         /*
1218          * As the ID is the gtt offset of the context's vma we
1219          * pin the vma to ensure the ID remains fixed.
1220          */
1221         err = intel_context_pin_ww(ce, &ww);
1222         if (err == -EDEADLK) {
1223                 err = i915_gem_ww_ctx_backoff(&ww);
1224                 if (!err)
1225                         goto retry;
1226         }
1227         i915_gem_ww_ctx_fini(&ww);
1228
1229         if (err)
1230                 return ERR_PTR(err);
1231
1232         stream->pinned_ctx = ce;
1233         return stream->pinned_ctx;
1234 }
1235
1236 /**
1237  * oa_get_render_ctx_id - determine and hold ctx hw id
1238  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1239  *
1240  * Determine the render context hw id, and ensure it remains fixed for the
1241  * lifetime of the stream. This ensures that we don't have to worry about
1242  * updating the context ID in OACONTROL on the fly.
1243  *
1244  * Returns: zero on success or a negative error code
1245  */
1246 static int oa_get_render_ctx_id(struct i915_perf_stream *stream)
1247 {
1248         struct intel_context *ce;
1249
1250         ce = oa_pin_context(stream);
1251         if (IS_ERR(ce))
1252                 return PTR_ERR(ce);
1253
1254         switch (INTEL_GEN(ce->engine->i915)) {
1255         case 7: {
1256                 /*
1257                  * On Haswell we don't do any post processing of the reports
1258                  * and don't need to use the mask.
1259                  */
1260                 stream->specific_ctx_id = i915_ggtt_offset(ce->state);
1261                 stream->specific_ctx_id_mask = 0;
1262                 break;
1263         }
1264
1265         case 8:
1266         case 9:
1267         case 10:
1268                 if (intel_engine_in_execlists_submission_mode(ce->engine)) {
1269                         stream->specific_ctx_id_mask =
1270                                 (1U << GEN8_CTX_ID_WIDTH) - 1;
1271                         stream->specific_ctx_id = stream->specific_ctx_id_mask;
1272                 } else {
1273                         /*
1274                          * When using GuC, the context descriptor we write in
1275                          * i915 is read by GuC and rewritten before it's
1276                          * actually written into the hardware. The LRCA is
1277                          * what is put into the context id field of the
1278                          * context descriptor by GuC. Because it's aligned to
1279                          * a page, the lower 12bits are always at 0 and
1280                          * dropped by GuC. They won't be part of the context
1281                          * ID in the OA reports, so squash those lower bits.
1282                          */
1283                         stream->specific_ctx_id = ce->lrc.lrca >> 12;
1284
1285                         /*
1286                          * GuC uses the top bit to signal proxy submission, so
1287                          * ignore that bit.
1288                          */
1289                         stream->specific_ctx_id_mask =
1290                                 (1U << (GEN8_CTX_ID_WIDTH - 1)) - 1;
1291                 }
1292                 break;
1293
1294         case 11:
1295         case 12: {
1296                 stream->specific_ctx_id_mask =
1297                         ((1U << GEN11_SW_CTX_ID_WIDTH) - 1) << (GEN11_SW_CTX_ID_SHIFT - 32);
1298                 /*
1299                  * Pick an unused context id
1300                  * 0 - BITS_PER_LONG are used by other contexts
1301                  * GEN12_MAX_CONTEXT_HW_ID (0x7ff) is used by idle context
1302                  */
1303                 stream->specific_ctx_id = (GEN12_MAX_CONTEXT_HW_ID - 1) << (GEN11_SW_CTX_ID_SHIFT - 32);
1304                 break;
1305         }
1306
1307         default:
1308                 MISSING_CASE(INTEL_GEN(ce->engine->i915));
1309         }
1310
1311         ce->tag = stream->specific_ctx_id;
1312
1313         drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
1314                 "filtering on ctx_id=0x%x ctx_id_mask=0x%x\n",
1315                 stream->specific_ctx_id,
1316                 stream->specific_ctx_id_mask);
1317
1318         return 0;
1319 }
1320
1321 /**
1322  * oa_put_render_ctx_id - counterpart to oa_get_render_ctx_id releases hold
1323  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1324  *
1325  * In case anything needed doing to ensure the context HW ID would remain valid
1326  * for the lifetime of the stream, then that can be undone here.
1327  */
1328 static void oa_put_render_ctx_id(struct i915_perf_stream *stream)
1329 {
1330         struct intel_context *ce;
1331
1332         ce = fetch_and_zero(&stream->pinned_ctx);
1333         if (ce) {
1334                 ce->tag = 0; /* recomputed on next submission after parking */
1335                 intel_context_unpin(ce);
1336         }
1337
1338         stream->specific_ctx_id = INVALID_CTX_ID;
1339         stream->specific_ctx_id_mask = 0;
1340 }
1341
1342 static void
1343 free_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1344 {
1345         i915_vma_unpin_and_release(&stream->oa_buffer.vma,
1346                                    I915_VMA_RELEASE_MAP);
1347
1348         stream->oa_buffer.vaddr = NULL;
1349 }
1350
1351 static void
1352 free_oa_configs(struct i915_perf_stream *stream)
1353 {
1354         struct i915_oa_config_bo *oa_bo, *tmp;
1355
1356         i915_oa_config_put(stream->oa_config);
1357         llist_for_each_entry_safe(oa_bo, tmp, stream->oa_config_bos.first, node)
1358                 free_oa_config_bo(oa_bo);
1359 }
1360
1361 static void
1362 free_noa_wait(struct i915_perf_stream *stream)
1363 {
1364         i915_vma_unpin_and_release(&stream->noa_wait, 0);
1365 }
1366
1367 static void i915_oa_stream_destroy(struct i915_perf_stream *stream)
1368 {
1369         struct i915_perf *perf = stream->perf;
1370
1371         BUG_ON(stream != perf->exclusive_stream);
1372
1373         /*
1374          * Unset exclusive_stream first, it will be checked while disabling
1375          * the metric set on gen8+.
1376          *
1377          * See i915_oa_init_reg_state() and lrc_configure_all_contexts()
1378          */
1379         WRITE_ONCE(perf->exclusive_stream, NULL);
1380         perf->ops.disable_metric_set(stream);
1381
1382         free_oa_buffer(stream);
1383
1384         intel_uncore_forcewake_put(stream->uncore, FORCEWAKE_ALL);
1385         intel_engine_pm_put(stream->engine);
1386
1387         if (stream->ctx)
1388                 oa_put_render_ctx_id(stream);
1389
1390         free_oa_configs(stream);
1391         free_noa_wait(stream);
1392
1393         if (perf->spurious_report_rs.missed) {
1394                 DRM_NOTE("%d spurious OA report notices suppressed due to ratelimiting\n",
1395                          perf->spurious_report_rs.missed);
1396         }
1397 }
1398
1399 static void gen7_init_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1400 {
1401         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1402         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
1403         unsigned long flags;
1404
1405         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1406
1407         /* Pre-DevBDW: OABUFFER must be set with counters off,
1408          * before OASTATUS1, but after OASTATUS2
1409          */
1410         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OASTATUS2, /* head */
1411                            gtt_offset | GEN7_OASTATUS2_MEM_SELECT_GGTT);
1412         stream->oa_buffer.head = gtt_offset;
1413
1414         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OABUFFER, gtt_offset);
1415
1416         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OASTATUS1, /* tail */
1417                            gtt_offset | OABUFFER_SIZE_16M);
1418
1419         /* Mark that we need updated tail pointers to read from... */
1420         stream->oa_buffer.aging_tail = INVALID_TAIL_PTR;
1421         stream->oa_buffer.tail = gtt_offset;
1422
1423         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1424
1425         /* On Haswell we have to track which OASTATUS1 flags we've
1426          * already seen since they can't be cleared while periodic
1427          * sampling is enabled.
1428          */
1429         stream->perf->gen7_latched_oastatus1 = 0;
1430
1431         /* NB: although the OA buffer will initially be allocated
1432          * zeroed via shmfs (and so this memset is redundant when
1433          * first allocating), we may re-init the OA buffer, either
1434          * when re-enabling a stream or in error/reset paths.
1435          *
1436          * The reason we clear the buffer for each re-init is for the
1437          * sanity check in gen7_append_oa_reports() that looks at the
1438          * report-id field to make sure it's non-zero which relies on
1439          * the assumption that new reports are being written to zeroed
1440          * memory...
1441          */
1442         memset(stream->oa_buffer.vaddr, 0, OA_BUFFER_SIZE);
1443 }
1444
1445 static void gen8_init_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1446 {
1447         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1448         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
1449         unsigned long flags;
1450
1451         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1452
1453         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OASTATUS, 0);
1454         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OAHEADPTR, gtt_offset);
1455         stream->oa_buffer.head = gtt_offset;
1456
1457         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OABUFFER_UDW, 0);
1458
1459         /*
1460          * PRM says:
1461          *
1462          *  "This MMIO must be set before the OATAILPTR
1463          *  register and after the OAHEADPTR register. This is
1464          *  to enable proper functionality of the overflow
1465          *  bit."
1466          */
1467         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OABUFFER, gtt_offset |
1468                    OABUFFER_SIZE_16M | GEN8_OABUFFER_MEM_SELECT_GGTT);
1469         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OATAILPTR, gtt_offset & GEN8_OATAILPTR_MASK);
1470
1471         /* Mark that we need updated tail pointers to read from... */
1472         stream->oa_buffer.aging_tail = INVALID_TAIL_PTR;
1473         stream->oa_buffer.tail = gtt_offset;
1474
1475         /*
1476          * Reset state used to recognise context switches, affecting which
1477          * reports we will forward to userspace while filtering for a single
1478          * context.
1479          */
1480         stream->oa_buffer.last_ctx_id = INVALID_CTX_ID;
1481
1482         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1483
1484         /*
1485          * NB: although the OA buffer will initially be allocated
1486          * zeroed via shmfs (and so this memset is redundant when
1487          * first allocating), we may re-init the OA buffer, either
1488          * when re-enabling a stream or in error/reset paths.
1489          *
1490          * The reason we clear the buffer for each re-init is for the
1491          * sanity check in gen8_append_oa_reports() that looks at the
1492          * reason field to make sure it's non-zero which relies on
1493          * the assumption that new reports are being written to zeroed
1494          * memory...
1495          */
1496         memset(stream->oa_buffer.vaddr, 0, OA_BUFFER_SIZE);
1497 }
1498
1499 static void gen12_init_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1500 {
1501         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1502         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
1503         unsigned long flags;
1504
1505         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1506
1507         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OASTATUS, 0);
1508         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OAHEADPTR,
1509                            gtt_offset & GEN12_OAG_OAHEADPTR_MASK);
1510         stream->oa_buffer.head = gtt_offset;
1511
1512         /*
1513          * PRM says:
1514          *
1515          *  "This MMIO must be set before the OATAILPTR
1516          *  register and after the OAHEADPTR register. This is
1517          *  to enable proper functionality of the overflow
1518          *  bit."
1519          */
1520         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OABUFFER, gtt_offset |
1521                            OABUFFER_SIZE_16M | GEN8_OABUFFER_MEM_SELECT_GGTT);
1522         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OATAILPTR,
1523                            gtt_offset & GEN12_OAG_OATAILPTR_MASK);
1524
1525         /* Mark that we need updated tail pointers to read from... */
1526         stream->oa_buffer.aging_tail = INVALID_TAIL_PTR;
1527         stream->oa_buffer.tail = gtt_offset;
1528
1529         /*
1530          * Reset state used to recognise context switches, affecting which
1531          * reports we will forward to userspace while filtering for a single
1532          * context.
1533          */
1534         stream->oa_buffer.last_ctx_id = INVALID_CTX_ID;
1535
1536         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1537
1538         /*
1539          * NB: although the OA buffer will initially be allocated
1540          * zeroed via shmfs (and so this memset is redundant when
1541          * first allocating), we may re-init the OA buffer, either
1542          * when re-enabling a stream or in error/reset paths.
1543          *
1544          * The reason we clear the buffer for each re-init is for the
1545          * sanity check in gen8_append_oa_reports() that looks at the
1546          * reason field to make sure it's non-zero which relies on
1547          * the assumption that new reports are being written to zeroed
1548          * memory...
1549          */
1550         memset(stream->oa_buffer.vaddr, 0,
1551                stream->oa_buffer.vma->size);
1552 }
1553
1554 static int alloc_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1555 {
1556         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
1557         struct drm_i915_gem_object *bo;
1558         struct i915_vma *vma;
1559         int ret;
1560
1561         if (drm_WARN_ON(&i915->drm, stream->oa_buffer.vma))
1562                 return -ENODEV;
1563
1564         BUILD_BUG_ON_NOT_POWER_OF_2(OA_BUFFER_SIZE);
1565         BUILD_BUG_ON(OA_BUFFER_SIZE < SZ_128K || OA_BUFFER_SIZE > SZ_16M);
1566
1567         bo = i915_gem_object_create_shmem(stream->perf->i915, OA_BUFFER_SIZE);
1568         if (IS_ERR(bo)) {
1569                 drm_err(&i915->drm, "Failed to allocate OA buffer\n");
1570                 return PTR_ERR(bo);
1571         }
1572
1573         i915_gem_object_set_cache_coherency(bo, I915_CACHE_LLC);
1574
1575         /* PreHSW required 512K alignment, HSW requires 16M */
1576         vma = i915_gem_object_ggtt_pin(bo, NULL, 0, SZ_16M, 0);
1577         if (IS_ERR(vma)) {
1578                 ret = PTR_ERR(vma);
1579                 goto err_unref;
1580         }
1581         stream->oa_buffer.vma = vma;
1582
1583         stream->oa_buffer.vaddr =
1584                 i915_gem_object_pin_map(bo, I915_MAP_WB);
1585         if (IS_ERR(stream->oa_buffer.vaddr)) {
1586                 ret = PTR_ERR(stream->oa_buffer.vaddr);
1587                 goto err_unpin;
1588         }
1589
1590         return 0;
1591
1592 err_unpin:
1593         __i915_vma_unpin(vma);
1594
1595 err_unref:
1596         i915_gem_object_put(bo);
1597
1598         stream->oa_buffer.vaddr = NULL;
1599         stream->oa_buffer.vma = NULL;
1600
1601         return ret;
1602 }
1603
1604 static u32 *save_restore_register(struct i915_perf_stream *stream, u32 *cs,
1605                                   bool save, i915_reg_t reg, u32 offset,
1606                                   u32 dword_count)
1607 {
1608         u32 cmd;
1609         u32 d;
1610
1611         cmd = save ? MI_STORE_REGISTER_MEM : MI_LOAD_REGISTER_MEM;
1612         cmd |= MI_SRM_LRM_GLOBAL_GTT;
1613         if (INTEL_GEN(stream->perf->i915) >= 8)
1614                 cmd++;
1615
1616         for (d = 0; d < dword_count; d++) {
1617                 *cs++ = cmd;
1618                 *cs++ = i915_mmio_reg_offset(reg) + 4 * d;
1619                 *cs++ = intel_gt_scratch_offset(stream->engine->gt,
1620                                                 offset) + 4 * d;
1621                 *cs++ = 0;
1622         }
1623
1624         return cs;
1625 }
1626
1627 static int alloc_noa_wait(struct i915_perf_stream *stream)
1628 {
1629         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
1630         struct drm_i915_gem_object *bo;
1631         struct i915_vma *vma;
1632         const u64 delay_ticks = 0xffffffffffffffff -
1633                 i915_cs_timestamp_ns_to_ticks(i915, atomic64_read(&stream->perf->noa_programming_delay));
1634         const u32 base = stream->engine->mmio_base;
1635 #define CS_GPR(x) GEN8_RING_CS_GPR(base, x)
1636         u32 *batch, *ts0, *cs, *jump;
1637         int ret, i;
1638         enum {
1639                 START_TS,
1640                 NOW_TS,
1641                 DELTA_TS,
1642                 JUMP_PREDICATE,
1643                 DELTA_TARGET,
1644                 N_CS_GPR
1645         };
1646
1647         bo = i915_gem_object_create_internal(i915, 4096);
1648         if (IS_ERR(bo)) {
1649                 drm_err(&i915->drm,
1650                         "Failed to allocate NOA wait batchbuffer\n");
1651                 return PTR_ERR(bo);
1652         }
1653
1654         /*
1655          * We pin in GGTT because we jump into this buffer now because
1656          * multiple OA config BOs will have a jump to this address and it
1657          * needs to be fixed during the lifetime of the i915/perf stream.
1658          */
1659         vma = i915_gem_object_ggtt_pin(bo, NULL, 0, 0, PIN_HIGH);
1660         if (IS_ERR(vma)) {
1661                 ret = PTR_ERR(vma);
1662                 goto err_unref;
1663         }
1664
1665         batch = cs = i915_gem_object_pin_map(bo, I915_MAP_WB);
1666         if (IS_ERR(batch)) {
1667                 ret = PTR_ERR(batch);
1668                 goto err_unpin;
1669         }
1670
1671         /* Save registers. */
1672         for (i = 0; i < N_CS_GPR; i++)
1673                 cs = save_restore_register(
1674                         stream, cs, true /* save */, CS_GPR(i),
1675                         INTEL_GT_SCRATCH_FIELD_PERF_CS_GPR + 8 * i, 2);
1676         cs = save_restore_register(
1677                 stream, cs, true /* save */, MI_PREDICATE_RESULT_1,
1678                 INTEL_GT_SCRATCH_FIELD_PERF_PREDICATE_RESULT_1, 1);
1679
1680         /* First timestamp snapshot location. */
1681         ts0 = cs;
1682
1683         /*
1684          * Initial snapshot of the timestamp register to implement the wait.
1685          * We work with 32b values, so clear out the top 32b bits of the
1686          * register because the ALU works 64bits.
1687          */
1688         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(1);
1689         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(START_TS)) + 4;
1690         *cs++ = 0;
1691         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
1692         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(RING_TIMESTAMP(base));
1693         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(START_TS));
1694
1695         /*
1696          * This is the location we're going to jump back into until the
1697          * required amount of time has passed.
1698          */
1699         jump = cs;
1700
1701         /*
1702          * Take another snapshot of the timestamp register. Take care to clear
1703          * up the top 32bits of CS_GPR(1) as we're using it for other
1704          * operations below.
1705          */
1706         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(1);
1707         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(NOW_TS)) + 4;
1708         *cs++ = 0;
1709         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
1710         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(RING_TIMESTAMP(base));
1711         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(NOW_TS));
1712
1713         /*
1714          * Do a diff between the 2 timestamps and store the result back into
1715          * CS_GPR(1).
1716          */
1717         *cs++ = MI_MATH(5);
1718         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCA, MI_MATH_REG(NOW_TS));
1719         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCB, MI_MATH_REG(START_TS));
1720         *cs++ = MI_MATH_SUB;
1721         *cs++ = MI_MATH_STORE(MI_MATH_REG(DELTA_TS), MI_MATH_REG_ACCU);
1722         *cs++ = MI_MATH_STORE(MI_MATH_REG(JUMP_PREDICATE), MI_MATH_REG_CF);
1723
1724         /*
1725          * Transfer the carry flag (set to 1 if ts1 < ts0, meaning the
1726          * timestamp have rolled over the 32bits) into the predicate register
1727          * to be used for the predicated jump.
1728          */
1729         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
1730         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(JUMP_PREDICATE));
1731         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(MI_PREDICATE_RESULT_1);
1732
1733         /* Restart from the beginning if we had timestamps roll over. */
1734         *cs++ = (INTEL_GEN(i915) < 8 ?
1735                  MI_BATCH_BUFFER_START :
1736                  MI_BATCH_BUFFER_START_GEN8) |
1737                 MI_BATCH_PREDICATE;
1738         *cs++ = i915_ggtt_offset(vma) + (ts0 - batch) * 4;
1739         *cs++ = 0;
1740
1741         /*
1742          * Now add the diff between to previous timestamps and add it to :
1743          *      (((1 * << 64) - 1) - delay_ns)
1744          *
1745          * When the Carry Flag contains 1 this means the elapsed time is
1746          * longer than the expected delay, and we can exit the wait loop.
1747          */
1748         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(2);
1749         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(DELTA_TARGET));
1750         *cs++ = lower_32_bits(delay_ticks);
1751         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(DELTA_TARGET)) + 4;
1752         *cs++ = upper_32_bits(delay_ticks);
1753
1754         *cs++ = MI_MATH(4);
1755         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCA, MI_MATH_REG(DELTA_TS));
1756         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCB, MI_MATH_REG(DELTA_TARGET));
1757         *cs++ = MI_MATH_ADD;
1758         *cs++ = MI_MATH_STOREINV(MI_MATH_REG(JUMP_PREDICATE), MI_MATH_REG_CF);
1759
1760         *cs++ = MI_ARB_CHECK;
1761
1762         /*
1763          * Transfer the result into the predicate register to be used for the
1764          * predicated jump.
1765          */
1766         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
1767         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(JUMP_PREDICATE));
1768         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(MI_PREDICATE_RESULT_1);
1769
1770         /* Predicate the jump.  */
1771         *cs++ = (INTEL_GEN(i915) < 8 ?
1772                  MI_BATCH_BUFFER_START :
1773                  MI_BATCH_BUFFER_START_GEN8) |
1774                 MI_BATCH_PREDICATE;
1775         *cs++ = i915_ggtt_offset(vma) + (jump - batch) * 4;
1776         *cs++ = 0;
1777
1778         /* Restore registers. */
1779         for (i = 0; i < N_CS_GPR; i++)
1780                 cs = save_restore_register(
1781                         stream, cs, false /* restore */, CS_GPR(i),
1782                         INTEL_GT_SCRATCH_FIELD_PERF_CS_GPR + 8 * i, 2);
1783         cs = save_restore_register(
1784                 stream, cs, false /* restore */, MI_PREDICATE_RESULT_1,
1785                 INTEL_GT_SCRATCH_FIELD_PERF_PREDICATE_RESULT_1, 1);
1786
1787         /* And return to the ring. */
1788         *cs++ = MI_BATCH_BUFFER_END;
1789
1790         GEM_BUG_ON(cs - batch > PAGE_SIZE / sizeof(*batch));
1791
1792         i915_gem_object_flush_map(bo);
1793         __i915_gem_object_release_map(bo);
1794
1795         stream->noa_wait = vma;
1796         return 0;
1797
1798 err_unpin:
1799         i915_vma_unpin_and_release(&vma, 0);
1800 err_unref:
1801         i915_gem_object_put(bo);
1802         return ret;
1803 }
1804
1805 static u32 *write_cs_mi_lri(u32 *cs,
1806                             const struct i915_oa_reg *reg_data,
1807                             u32 n_regs)
1808 {
1809         u32 i;
1810
1811         for (i = 0; i < n_regs; i++) {
1812                 if ((i % MI_LOAD_REGISTER_IMM_MAX_REGS) == 0) {
1813                         u32 n_lri = min_t(u32,
1814                                           n_regs - i,
1815                                           MI_LOAD_REGISTER_IMM_MAX_REGS);
1816
1817                         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(n_lri);
1818                 }
1819                 *cs++ = i915_mmio_reg_offset(reg_data[i].addr);
1820                 *cs++ = reg_data[i].value;
1821         }
1822
1823         return cs;
1824 }
1825
1826 static int num_lri_dwords(int num_regs)
1827 {
1828         int count = 0;
1829
1830         if (num_regs > 0) {
1831                 count += DIV_ROUND_UP(num_regs, MI_LOAD_REGISTER_IMM_MAX_REGS);
1832                 count += num_regs * 2;
1833         }
1834
1835         return count;
1836 }
1837
1838 static struct i915_oa_config_bo *
1839 alloc_oa_config_buffer(struct i915_perf_stream *stream,
1840                        struct i915_oa_config *oa_config)
1841 {
1842         struct drm_i915_gem_object *obj;
1843         struct i915_oa_config_bo *oa_bo;
1844         size_t config_length = 0;
1845         u32 *cs;
1846         int err;
1847
1848         oa_bo = kzalloc(sizeof(*oa_bo), GFP_KERNEL);
1849         if (!oa_bo)
1850                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1851
1852         config_length += num_lri_dwords(oa_config->mux_regs_len);
1853         config_length += num_lri_dwords(oa_config->b_counter_regs_len);
1854         config_length += num_lri_dwords(oa_config->flex_regs_len);
1855         config_length += 3; /* MI_BATCH_BUFFER_START */
1856         config_length = ALIGN(sizeof(u32) * config_length, I915_GTT_PAGE_SIZE);
1857
1858         obj = i915_gem_object_create_shmem(stream->perf->i915, config_length);
1859         if (IS_ERR(obj)) {
1860                 err = PTR_ERR(obj);
1861                 goto err_free;
1862         }
1863
1864         cs = i915_gem_object_pin_map(obj, I915_MAP_WB);
1865         if (IS_ERR(cs)) {
1866                 err = PTR_ERR(cs);
1867                 goto err_oa_bo;
1868         }
1869
1870         cs = write_cs_mi_lri(cs,
1871                              oa_config->mux_regs,
1872                              oa_config->mux_regs_len);
1873         cs = write_cs_mi_lri(cs,
1874                              oa_config->b_counter_regs,
1875                              oa_config->b_counter_regs_len);
1876         cs = write_cs_mi_lri(cs,
1877                              oa_config->flex_regs,
1878                              oa_config->flex_regs_len);
1879
1880         /* Jump into the active wait. */
1881         *cs++ = (INTEL_GEN(stream->perf->i915) < 8 ?
1882                  MI_BATCH_BUFFER_START :
1883                  MI_BATCH_BUFFER_START_GEN8);
1884         *cs++ = i915_ggtt_offset(stream->noa_wait);
1885         *cs++ = 0;
1886
1887         i915_gem_object_flush_map(obj);
1888         __i915_gem_object_release_map(obj);
1889
1890         oa_bo->vma = i915_vma_instance(obj,
1891                                        &stream->engine->gt->ggtt->vm,
1892                                        NULL);
1893         if (IS_ERR(oa_bo->vma)) {
1894                 err = PTR_ERR(oa_bo->vma);
1895                 goto err_oa_bo;
1896         }
1897
1898         oa_bo->oa_config = i915_oa_config_get(oa_config);
1899         llist_add(&oa_bo->node, &stream->oa_config_bos);
1900
1901         return oa_bo;
1902
1903 err_oa_bo:
1904         i915_gem_object_put(obj);
1905 err_free:
1906         kfree(oa_bo);
1907         return ERR_PTR(err);
1908 }
1909
1910 static struct i915_vma *
1911 get_oa_vma(struct i915_perf_stream *stream, struct i915_oa_config *oa_config)
1912 {
1913         struct i915_oa_config_bo *oa_bo;
1914
1915         /*
1916          * Look for the buffer in the already allocated BOs attached
1917          * to the stream.
1918          */
1919         llist_for_each_entry(oa_bo, stream->oa_config_bos.first, node) {
1920                 if (oa_bo->oa_config == oa_config &&
1921                     memcmp(oa_bo->oa_config->uuid,
1922                            oa_config->uuid,
1923                            sizeof(oa_config->uuid)) == 0)
1924                         goto out;
1925         }
1926
1927         oa_bo = alloc_oa_config_buffer(stream, oa_config);
1928         if (IS_ERR(oa_bo))
1929                 return ERR_CAST(oa_bo);
1930
1931 out:
1932         return i915_vma_get(oa_bo->vma);
1933 }
1934
1935 static int
1936 emit_oa_config(struct i915_perf_stream *stream,
1937                struct i915_oa_config *oa_config,
1938                struct intel_context *ce,
1939                struct i915_active *active)
1940 {
1941         struct i915_request *rq;
1942         struct i915_vma *vma;
1943         struct i915_gem_ww_ctx ww;
1944         int err;
1945
1946         vma = get_oa_vma(stream, oa_config);
1947         if (IS_ERR(vma))
1948                 return PTR_ERR(vma);
1949
1950         i915_gem_ww_ctx_init(&ww, true);
1951 retry:
1952         err = i915_gem_object_lock(vma->obj, &ww);
1953         if (err)
1954                 goto err;
1955
1956         err = i915_vma_pin_ww(vma, &ww, 0, 0, PIN_GLOBAL | PIN_HIGH);
1957         if (err)
1958                 goto err;
1959
1960         intel_engine_pm_get(ce->engine);
1961         rq = i915_request_create(ce);
1962         intel_engine_pm_put(ce->engine);
1963         if (IS_ERR(rq)) {
1964                 err = PTR_ERR(rq);
1965                 goto err_vma_unpin;
1966         }
1967
1968         if (!IS_ERR_OR_NULL(active)) {
1969                 /* After all individual context modifications */
1970                 err = i915_request_await_active(rq, active,
1971                                                 I915_ACTIVE_AWAIT_ACTIVE);
1972                 if (err)
1973                         goto err_add_request;
1974
1975                 err = i915_active_add_request(active, rq);
1976                 if (err)
1977                         goto err_add_request;
1978         }
1979
1980         err = i915_request_await_object(rq, vma->obj, 0);
1981         if (!err)
1982                 err = i915_vma_move_to_active(vma, rq, 0);
1983         if (err)
1984                 goto err_add_request;
1985
1986         err = rq->engine->emit_bb_start(rq,
1987                                         vma->node.start, 0,
1988                                         I915_DISPATCH_SECURE);
1989         if (err)
1990                 goto err_add_request;
1991
1992 err_add_request:
1993         i915_request_add(rq);
1994 err_vma_unpin:
1995         i915_vma_unpin(vma);
1996 err:
1997         if (err == -EDEADLK) {
1998                 err = i915_gem_ww_ctx_backoff(&ww);
1999                 if (!err)
2000                         goto retry;
2001         }
2002
2003         i915_gem_ww_ctx_fini(&ww);
2004         i915_vma_put(vma);
2005         return err;
2006 }
2007
2008 static struct intel_context *oa_context(struct i915_perf_stream *stream)
2009 {
2010         return stream->pinned_ctx ?: stream->engine->kernel_context;
2011 }
2012
2013 static int
2014 hsw_enable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream,
2015                       struct i915_active *active)
2016 {
2017         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2018
2019         /*
2020          * PRM:
2021          *
2022          * OA unit is using “crclk” for its functionality. When trunk
2023          * level clock gating takes place, OA clock would be gated,
2024          * unable to count the events from non-render clock domain.
2025          * Render clock gating must be disabled when OA is enabled to
2026          * count the events from non-render domain. Unit level clock
2027          * gating for RCS should also be disabled.
2028          */
2029         intel_uncore_rmw(uncore, GEN7_MISCCPCTL,
2030                          GEN7_DOP_CLOCK_GATE_ENABLE, 0);
2031         intel_uncore_rmw(uncore, GEN6_UCGCTL1,
2032                          0, GEN6_CSUNIT_CLOCK_GATE_DISABLE);
2033
2034         return emit_oa_config(stream,
2035                               stream->oa_config, oa_context(stream),
2036                               active);
2037 }
2038
2039 static void hsw_disable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2040 {
2041         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2042
2043         intel_uncore_rmw(uncore, GEN6_UCGCTL1,
2044                          GEN6_CSUNIT_CLOCK_GATE_DISABLE, 0);
2045         intel_uncore_rmw(uncore, GEN7_MISCCPCTL,
2046                          0, GEN7_DOP_CLOCK_GATE_ENABLE);
2047
2048         intel_uncore_rmw(uncore, GDT_CHICKEN_BITS, GT_NOA_ENABLE, 0);
2049 }
2050
2051 static u32 oa_config_flex_reg(const struct i915_oa_config *oa_config,
2052                               i915_reg_t reg)
2053 {
2054         u32 mmio = i915_mmio_reg_offset(reg);
2055         int i;
2056
2057         /*
2058          * This arbitrary default will select the 'EU FPU0 Pipeline
2059          * Active' event. In the future it's anticipated that there
2060          * will be an explicit 'No Event' we can select, but not yet...
2061          */
2062         if (!oa_config)
2063                 return 0;
2064
2065         for (i = 0; i < oa_config->flex_regs_len; i++) {
2066                 if (i915_mmio_reg_offset(oa_config->flex_regs[i].addr) == mmio)
2067                         return oa_config->flex_regs[i].value;
2068         }
2069
2070         return 0;
2071 }
2072 /*
2073  * NB: It must always remain pointer safe to run this even if the OA unit
2074  * has been disabled.
2075  *
2076  * It's fine to put out-of-date values into these per-context registers
2077  * in the case that the OA unit has been disabled.
2078  */
2079 static void
2080 gen8_update_reg_state_unlocked(const struct intel_context *ce,
2081                                const struct i915_perf_stream *stream)
2082 {
2083         u32 ctx_oactxctrl = stream->perf->ctx_oactxctrl_offset;
2084         u32 ctx_flexeu0 = stream->perf->ctx_flexeu0_offset;
2085         /* The MMIO offsets for Flex EU registers aren't contiguous */
2086         i915_reg_t flex_regs[] = {
2087                 EU_PERF_CNTL0,
2088                 EU_PERF_CNTL1,
2089                 EU_PERF_CNTL2,
2090                 EU_PERF_CNTL3,
2091                 EU_PERF_CNTL4,
2092                 EU_PERF_CNTL5,
2093                 EU_PERF_CNTL6,
2094         };
2095         u32 *reg_state = ce->lrc_reg_state;
2096         int i;
2097
2098         reg_state[ctx_oactxctrl + 1] =
2099                 (stream->period_exponent << GEN8_OA_TIMER_PERIOD_SHIFT) |
2100                 (stream->periodic ? GEN8_OA_TIMER_ENABLE : 0) |
2101                 GEN8_OA_COUNTER_RESUME;
2102
2103         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(flex_regs); i++)
2104                 reg_state[ctx_flexeu0 + i * 2 + 1] =
2105                         oa_config_flex_reg(stream->oa_config, flex_regs[i]);
2106 }
2107
2108 struct flex {
2109         i915_reg_t reg;
2110         u32 offset;
2111         u32 value;
2112 };
2113
2114 static int
2115 gen8_store_flex(struct i915_request *rq,
2116                 struct intel_context *ce,
2117                 const struct flex *flex, unsigned int count)
2118 {
2119         u32 offset;
2120         u32 *cs;
2121
2122         cs = intel_ring_begin(rq, 4 * count);
2123         if (IS_ERR(cs))
2124                 return PTR_ERR(cs);
2125
2126         offset = i915_ggtt_offset(ce->state) + LRC_STATE_OFFSET;
2127         do {
2128                 *cs++ = MI_STORE_DWORD_IMM_GEN4 | MI_USE_GGTT;
2129                 *cs++ = offset + flex->offset * sizeof(u32);
2130                 *cs++ = 0;
2131                 *cs++ = flex->value;
2132         } while (flex++, --count);
2133
2134         intel_ring_advance(rq, cs);
2135
2136         return 0;
2137 }
2138
2139 static int
2140 gen8_load_flex(struct i915_request *rq,
2141                struct intel_context *ce,
2142                const struct flex *flex, unsigned int count)
2143 {
2144         u32 *cs;
2145
2146         GEM_BUG_ON(!count || count > 63);
2147
2148         cs = intel_ring_begin(rq, 2 * count + 2);
2149         if (IS_ERR(cs))
2150                 return PTR_ERR(cs);
2151
2152         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(count);
2153         do {
2154                 *cs++ = i915_mmio_reg_offset(flex->reg);
2155                 *cs++ = flex->value;
2156         } while (flex++, --count);
2157         *cs++ = MI_NOOP;
2158
2159         intel_ring_advance(rq, cs);
2160
2161         return 0;
2162 }
2163
2164 static int gen8_modify_context(struct intel_context *ce,
2165                                const struct flex *flex, unsigned int count)
2166 {
2167         struct i915_request *rq;
2168         int err;
2169
2170         rq = intel_engine_create_kernel_request(ce->engine);
2171         if (IS_ERR(rq))
2172                 return PTR_ERR(rq);
2173
2174         /* Serialise with the remote context */
2175         err = intel_context_prepare_remote_request(ce, rq);
2176         if (err == 0)
2177                 err = gen8_store_flex(rq, ce, flex, count);
2178
2179         i915_request_add(rq);
2180         return err;
2181 }
2182
2183 static int
2184 gen8_modify_self(struct intel_context *ce,
2185                  const struct flex *flex, unsigned int count,
2186                  struct i915_active *active)
2187 {
2188         struct i915_request *rq;
2189         int err;
2190
2191         intel_engine_pm_get(ce->engine);
2192         rq = i915_request_create(ce);
2193         intel_engine_pm_put(ce->engine);
2194         if (IS_ERR(rq))
2195                 return PTR_ERR(rq);
2196
2197         if (!IS_ERR_OR_NULL(active)) {
2198                 err = i915_active_add_request(active, rq);
2199                 if (err)
2200                         goto err_add_request;
2201         }
2202
2203         err = gen8_load_flex(rq, ce, flex, count);
2204         if (err)
2205                 goto err_add_request;
2206
2207 err_add_request:
2208         i915_request_add(rq);
2209         return err;
2210 }
2211
2212 static int gen8_configure_context(struct i915_gem_context *ctx,
2213                                   struct flex *flex, unsigned int count)
2214 {
2215         struct i915_gem_engines_iter it;
2216         struct intel_context *ce;
2217         int err = 0;
2218
2219         for_each_gem_engine(ce, i915_gem_context_lock_engines(ctx), it) {
2220                 GEM_BUG_ON(ce == ce->engine->kernel_context);
2221
2222                 if (ce->engine->class != RENDER_CLASS)
2223                         continue;
2224
2225                 /* Otherwise OA settings will be set upon first use */
2226                 if (!intel_context_pin_if_active(ce))
2227                         continue;
2228
2229                 flex->value = intel_sseu_make_rpcs(ce->engine->gt, &ce->sseu);
2230                 err = gen8_modify_context(ce, flex, count);
2231
2232                 intel_context_unpin(ce);
2233                 if (err)
2234                         break;
2235         }
2236         i915_gem_context_unlock_engines(ctx);
2237
2238         return err;
2239 }
2240
2241 static int gen12_configure_oar_context(struct i915_perf_stream *stream,
2242                                        struct i915_active *active)
2243 {
2244         int err;
2245         struct intel_context *ce = stream->pinned_ctx;
2246         u32 format = stream->oa_buffer.format;
2247         struct flex regs_context[] = {
2248                 {
2249                         GEN8_OACTXCONTROL,
2250                         stream->perf->ctx_oactxctrl_offset + 1,
2251                         active ? GEN8_OA_COUNTER_RESUME : 0,
2252                 },
2253         };
2254         /* Offsets in regs_lri are not used since this configuration is only
2255          * applied using LRI. Initialize the correct offsets for posterity.
2256          */
2257 #define GEN12_OAR_OACONTROL_OFFSET 0x5B0
2258         struct flex regs_lri[] = {
2259                 {
2260                         GEN12_OAR_OACONTROL,
2261                         GEN12_OAR_OACONTROL_OFFSET + 1,
2262                         (format << GEN12_OAR_OACONTROL_COUNTER_FORMAT_SHIFT) |
2263                         (active ? GEN12_OAR_OACONTROL_COUNTER_ENABLE : 0)
2264                 },
2265                 {
2266                         RING_CONTEXT_CONTROL(ce->engine->mmio_base),
2267                         CTX_CONTEXT_CONTROL,
2268                         _MASKED_FIELD(GEN12_CTX_CTRL_OAR_CONTEXT_ENABLE,
2269                                       active ?
2270                                       GEN12_CTX_CTRL_OAR_CONTEXT_ENABLE :
2271                                       0)
2272                 },
2273         };
2274
2275         /* Modify the context image of pinned context with regs_context*/
2276         err = intel_context_lock_pinned(ce);
2277         if (err)
2278                 return err;
2279
2280         err = gen8_modify_context(ce, regs_context, ARRAY_SIZE(regs_context));
2281         intel_context_unlock_pinned(ce);
2282         if (err)
2283                 return err;
2284
2285         /* Apply regs_lri using LRI with pinned context */
2286         return gen8_modify_self(ce, regs_lri, ARRAY_SIZE(regs_lri), active);
2287 }
2288
2289 /*
2290  * Manages updating the per-context aspects of the OA stream
2291  * configuration across all contexts.
2292  *
2293  * The awkward consideration here is that OACTXCONTROL controls the
2294  * exponent for periodic sampling which is primarily used for system
2295  * wide profiling where we'd like a consistent sampling period even in
2296  * the face of context switches.
2297  *
2298  * Our approach of updating the register state context (as opposed to
2299  * say using a workaround batch buffer) ensures that the hardware
2300  * won't automatically reload an out-of-date timer exponent even
2301  * transiently before a WA BB could be parsed.
2302  *
2303  * This function needs to:
2304  * - Ensure the currently running context's per-context OA state is
2305  *   updated
2306  * - Ensure that all existing contexts will have the correct per-context
2307  *   OA state if they are scheduled for use.
2308  * - Ensure any new contexts will be initialized with the correct
2309  *   per-context OA state.
2310  *
2311  * Note: it's only the RCS/Render context that has any OA state.
2312  * Note: the first flex register passed must always be R_PWR_CLK_STATE
2313  */
2314 static int
2315 oa_configure_all_contexts(struct i915_perf_stream *stream,
2316                           struct flex *regs,
2317                           size_t num_regs,
2318                           struct i915_active *active)
2319 {
2320         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
2321         struct intel_engine_cs *engine;
2322         struct i915_gem_context *ctx, *cn;
2323         int err;
2324
2325         lockdep_assert_held(&stream->perf->lock);
2326
2327         /*
2328          * The OA register config is setup through the context image. This image
2329          * might be written to by the GPU on context switch (in particular on
2330          * lite-restore). This means we can't safely update a context's image,
2331          * if this context is scheduled/submitted to run on the GPU.
2332          *
2333          * We could emit the OA register config through the batch buffer but
2334          * this might leave small interval of time where the OA unit is
2335          * configured at an invalid sampling period.
2336          *
2337          * Note that since we emit all requests from a single ring, there
2338          * is still an implicit global barrier here that may cause a high
2339          * priority context to wait for an otherwise independent low priority
2340          * context. Contexts idle at the time of reconfiguration are not
2341          * trapped behind the barrier.
2342          */
2343         spin_lock(&i915->gem.contexts.lock);
2344         list_for_each_entry_safe(ctx, cn, &i915->gem.contexts.list, link) {
2345                 if (!kref_get_unless_zero(&ctx->ref))
2346                         continue;
2347
2348                 spin_unlock(&i915->gem.contexts.lock);
2349
2350                 err = gen8_configure_context(ctx, regs, num_regs);
2351                 if (err) {
2352                         i915_gem_context_put(ctx);
2353                         return err;
2354                 }
2355
2356                 spin_lock(&i915->gem.contexts.lock);
2357                 list_safe_reset_next(ctx, cn, link);
2358                 i915_gem_context_put(ctx);
2359         }
2360         spin_unlock(&i915->gem.contexts.lock);
2361
2362         /*
2363          * After updating all other contexts, we need to modify ourselves.
2364          * If we don't modify the kernel_context, we do not get events while
2365          * idle.
2366          */
2367         for_each_uabi_engine(engine, i915) {
2368                 struct intel_context *ce = engine->kernel_context;
2369
2370                 if (engine->class != RENDER_CLASS)
2371                         continue;
2372
2373                 regs[0].value = intel_sseu_make_rpcs(engine->gt, &ce->sseu);
2374
2375                 err = gen8_modify_self(ce, regs, num_regs, active);
2376                 if (err)
2377                         return err;
2378         }
2379
2380         return 0;
2381 }
2382
2383 static int
2384 gen12_configure_all_contexts(struct i915_perf_stream *stream,
2385                              const struct i915_oa_config *oa_config,
2386                              struct i915_active *active)
2387 {
2388         struct flex regs[] = {
2389                 {
2390                         GEN8_R_PWR_CLK_STATE,
2391                         CTX_R_PWR_CLK_STATE,
2392                 },
2393         };
2394
2395         return oa_configure_all_contexts(stream,
2396                                          regs, ARRAY_SIZE(regs),
2397                                          active);
2398 }
2399
2400 static int
2401 lrc_configure_all_contexts(struct i915_perf_stream *stream,
2402                            const struct i915_oa_config *oa_config,
2403                            struct i915_active *active)
2404 {
2405         /* The MMIO offsets for Flex EU registers aren't contiguous */
2406         const u32 ctx_flexeu0 = stream->perf->ctx_flexeu0_offset;
2407 #define ctx_flexeuN(N) (ctx_flexeu0 + 2 * (N) + 1)
2408         struct flex regs[] = {
2409                 {
2410                         GEN8_R_PWR_CLK_STATE,
2411                         CTX_R_PWR_CLK_STATE,
2412                 },
2413                 {
2414                         GEN8_OACTXCONTROL,
2415                         stream->perf->ctx_oactxctrl_offset + 1,
2416                 },
2417                 { EU_PERF_CNTL0, ctx_flexeuN(0) },
2418                 { EU_PERF_CNTL1, ctx_flexeuN(1) },
2419                 { EU_PERF_CNTL2, ctx_flexeuN(2) },
2420                 { EU_PERF_CNTL3, ctx_flexeuN(3) },
2421                 { EU_PERF_CNTL4, ctx_flexeuN(4) },
2422                 { EU_PERF_CNTL5, ctx_flexeuN(5) },
2423                 { EU_PERF_CNTL6, ctx_flexeuN(6) },
2424         };
2425 #undef ctx_flexeuN
2426         int i;
2427
2428         regs[1].value =
2429                 (stream->period_exponent << GEN8_OA_TIMER_PERIOD_SHIFT) |
2430                 (stream->periodic ? GEN8_OA_TIMER_ENABLE : 0) |
2431                 GEN8_OA_COUNTER_RESUME;
2432
2433         for (i = 2; i < ARRAY_SIZE(regs); i++)
2434                 regs[i].value = oa_config_flex_reg(oa_config, regs[i].reg);
2435
2436         return oa_configure_all_contexts(stream,
2437                                          regs, ARRAY_SIZE(regs),
2438                                          active);
2439 }
2440
2441 static int
2442 gen8_enable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream,
2443                        struct i915_active *active)
2444 {
2445         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2446         struct i915_oa_config *oa_config = stream->oa_config;
2447         int ret;
2448
2449         /*
2450          * We disable slice/unslice clock ratio change reports on SKL since
2451          * they are too noisy. The HW generates a lot of redundant reports
2452          * where the ratio hasn't really changed causing a lot of redundant
2453          * work to processes and increasing the chances we'll hit buffer
2454          * overruns.
2455          *
2456          * Although we don't currently use the 'disable overrun' OABUFFER
2457          * feature it's worth noting that clock ratio reports have to be
2458          * disabled before considering to use that feature since the HW doesn't
2459          * correctly block these reports.
2460          *
2461          * Currently none of the high-level metrics we have depend on knowing
2462          * this ratio to normalize.
2463          *
2464          * Note: This register is not power context saved and restored, but
2465          * that's OK considering that we disable RC6 while the OA unit is
2466          * enabled.
2467          *
2468          * The _INCLUDE_CLK_RATIO bit allows the slice/unslice frequency to
2469          * be read back from automatically triggered reports, as part of the
2470          * RPT_ID field.
2471          */
2472         if (IS_GEN_RANGE(stream->perf->i915, 9, 11)) {
2473                 intel_uncore_write(uncore, GEN8_OA_DEBUG,
2474                                    _MASKED_BIT_ENABLE(GEN9_OA_DEBUG_DISABLE_CLK_RATIO_REPORTS |
2475                                                       GEN9_OA_DEBUG_INCLUDE_CLK_RATIO));
2476         }
2477
2478         /*
2479          * Update all contexts prior writing the mux configurations as we need
2480          * to make sure all slices/subslices are ON before writing to NOA
2481          * registers.
2482          */
2483         ret = lrc_configure_all_contexts(stream, oa_config, active);
2484         if (ret)
2485                 return ret;
2486
2487         return emit_oa_config(stream,
2488                               stream->oa_config, oa_context(stream),
2489                               active);
2490 }
2491
2492 static u32 oag_report_ctx_switches(const struct i915_perf_stream *stream)
2493 {
2494         return _MASKED_FIELD(GEN12_OAG_OA_DEBUG_DISABLE_CTX_SWITCH_REPORTS,
2495                              (stream->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT) ?
2496                              0 : GEN12_OAG_OA_DEBUG_DISABLE_CTX_SWITCH_REPORTS);
2497 }
2498
2499 static int
2500 gen12_enable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream,
2501                         struct i915_active *active)
2502 {
2503         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2504         struct i915_oa_config *oa_config = stream->oa_config;
2505         bool periodic = stream->periodic;
2506         u32 period_exponent = stream->period_exponent;
2507         int ret;
2508
2509         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OA_DEBUG,
2510                            /* Disable clk ratio reports, like previous Gens. */
2511                            _MASKED_BIT_ENABLE(GEN12_OAG_OA_DEBUG_DISABLE_CLK_RATIO_REPORTS |
2512                                               GEN12_OAG_OA_DEBUG_INCLUDE_CLK_RATIO) |
2513                            /*
2514                             * If the user didn't require OA reports, instruct
2515                             * the hardware not to emit ctx switch reports.
2516                             */
2517                            oag_report_ctx_switches(stream));
2518
2519         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL, periodic ?
2520                            (GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL_COUNTER_RESUME |
2521                             GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL_TIMER_ENABLE |
2522                             (period_exponent << GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL_TIMER_PERIOD_SHIFT))
2523                             : 0);
2524
2525         /*
2526          * Update all contexts prior writing the mux configurations as we need
2527          * to make sure all slices/subslices are ON before writing to NOA
2528          * registers.
2529          */
2530         ret = gen12_configure_all_contexts(stream, oa_config, active);
2531         if (ret)
2532                 return ret;
2533
2534         /*
2535          * For Gen12, performance counters are context
2536          * saved/restored. Only enable it for the context that
2537          * requested this.
2538          */
2539         if (stream->ctx) {
2540                 ret = gen12_configure_oar_context(stream, active);
2541                 if (ret)
2542                         return ret;
2543         }
2544
2545         return emit_oa_config(stream,
2546                               stream->oa_config, oa_context(stream),
2547                               active);
2548 }
2549
2550 static void gen8_disable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2551 {
2552         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2553
2554         /* Reset all contexts' slices/subslices configurations. */
2555         lrc_configure_all_contexts(stream, NULL, NULL);
2556
2557         intel_uncore_rmw(uncore, GDT_CHICKEN_BITS, GT_NOA_ENABLE, 0);
2558 }
2559
2560 static void gen10_disable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2561 {
2562         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2563
2564         /* Reset all contexts' slices/subslices configurations. */
2565         lrc_configure_all_contexts(stream, NULL, NULL);
2566
2567         /* Make sure we disable noa to save power. */
2568         intel_uncore_rmw(uncore, RPM_CONFIG1, GEN10_GT_NOA_ENABLE, 0);
2569 }
2570
2571 static void gen12_disable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2572 {
2573         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2574
2575         /* Reset all contexts' slices/subslices configurations. */
2576         gen12_configure_all_contexts(stream, NULL, NULL);
2577
2578         /* disable the context save/restore or OAR counters */
2579         if (stream->ctx)
2580                 gen12_configure_oar_context(stream, NULL);
2581
2582         /* Make sure we disable noa to save power. */
2583         intel_uncore_rmw(uncore, RPM_CONFIG1, GEN10_GT_NOA_ENABLE, 0);
2584 }
2585
2586 static void gen7_oa_enable(struct i915_perf_stream *stream)
2587 {
2588         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2589         struct i915_gem_context *ctx = stream->ctx;
2590         u32 ctx_id = stream->specific_ctx_id;
2591         bool periodic = stream->periodic;
2592         u32 period_exponent = stream->period_exponent;
2593         u32 report_format = stream->oa_buffer.format;
2594
2595         /*
2596          * Reset buf pointers so we don't forward reports from before now.
2597          *
2598          * Think carefully if considering trying to avoid this, since it
2599          * also ensures status flags and the buffer itself are cleared
2600          * in error paths, and we have checks for invalid reports based
2601          * on the assumption that certain fields are written to zeroed
2602          * memory which this helps maintains.
2603          */
2604         gen7_init_oa_buffer(stream);
2605
2606         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OACONTROL,
2607                            (ctx_id & GEN7_OACONTROL_CTX_MASK) |
2608                            (period_exponent <<
2609                             GEN7_OACONTROL_TIMER_PERIOD_SHIFT) |
2610                            (periodic ? GEN7_OACONTROL_TIMER_ENABLE : 0) |
2611                            (report_format << GEN7_OACONTROL_FORMAT_SHIFT) |
2612                            (ctx ? GEN7_OACONTROL_PER_CTX_ENABLE : 0) |
2613                            GEN7_OACONTROL_ENABLE);
2614 }
2615
2616 static void gen8_oa_enable(struct i915_perf_stream *stream)
2617 {
2618         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2619         u32 report_format = stream->oa_buffer.format;
2620
2621         /*
2622          * Reset buf pointers so we don't forward reports from before now.
2623          *
2624          * Think carefully if considering trying to avoid this, since it
2625          * also ensures status flags and the buffer itself are cleared
2626          * in error paths, and we have checks for invalid reports based
2627          * on the assumption that certain fields are written to zeroed
2628          * memory which this helps maintains.
2629          */
2630         gen8_init_oa_buffer(stream);
2631
2632         /*
2633          * Note: we don't rely on the hardware to perform single context
2634          * filtering and instead filter on the cpu based on the context-id
2635          * field of reports
2636          */
2637         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OACONTROL,
2638                            (report_format << GEN8_OA_REPORT_FORMAT_SHIFT) |
2639                            GEN8_OA_COUNTER_ENABLE);
2640 }
2641
2642 static void gen12_oa_enable(struct i915_perf_stream *stream)
2643 {
2644         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2645         u32 report_format = stream->oa_buffer.format;
2646
2647         /*
2648          * If we don't want OA reports from the OA buffer, then we don't even
2649          * need to program the OAG unit.
2650          */
2651         if (!(stream->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT))
2652                 return;
2653
2654         gen12_init_oa_buffer(stream);
2655
2656         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OACONTROL,
2657                            (report_format << GEN12_OAG_OACONTROL_OA_COUNTER_FORMAT_SHIFT) |
2658                            GEN12_OAG_OACONTROL_OA_COUNTER_ENABLE);
2659 }
2660
2661 /**
2662  * i915_oa_stream_enable - handle `I915_PERF_IOCTL_ENABLE` for OA stream
2663  * @stream: An i915 perf stream opened for OA metrics
2664  *
2665  * [Re]enables hardware periodic sampling according to the period configured
2666  * when opening the stream. This also starts a hrtimer that will periodically
2667  * check for data in the circular OA buffer for notifying userspace (e.g.
2668  * during a read() or poll()).
2669  */
2670 static void i915_oa_stream_enable(struct i915_perf_stream *stream)
2671 {
2672         stream->pollin = false;
2673
2674         stream->perf->ops.oa_enable(stream);
2675
2676         if (stream->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT)
2677                 hrtimer_start(&stream->poll_check_timer,
2678                               ns_to_ktime(stream->poll_oa_period),
2679                               HRTIMER_MODE_REL_PINNED);
2680 }
2681
2682 static void gen7_oa_disable(struct i915_perf_stream *stream)
2683 {
2684         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2685
2686         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OACONTROL, 0);
2687         if (intel_wait_for_register(uncore,
2688                                     GEN7_OACONTROL, GEN7_OACONTROL_ENABLE, 0,
2689                                     50))
2690                 drm_err(&stream->perf->i915->drm,
2691                         "wait for OA to be disabled timed out\n");
2692 }
2693
2694 static void gen8_oa_disable(struct i915_perf_stream *stream)
2695 {
2696         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2697
2698         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OACONTROL, 0);
2699         if (intel_wait_for_register(uncore,
2700                                     GEN8_OACONTROL, GEN8_OA_COUNTER_ENABLE, 0,
2701                                     50))
2702                 drm_err(&stream->perf->i915->drm,
2703                         "wait for OA to be disabled timed out\n");
2704 }
2705
2706 static void gen12_oa_disable(struct i915_perf_stream *stream)
2707 {
2708         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2709
2710         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OACONTROL, 0);
2711         if (intel_wait_for_register(uncore,
2712                                     GEN12_OAG_OACONTROL,
2713                                     GEN12_OAG_OACONTROL_OA_COUNTER_ENABLE, 0,
2714                                     50))
2715                 drm_err(&stream->perf->i915->drm,
2716                         "wait for OA to be disabled timed out\n");
2717
2718         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OA_TLB_INV_CR, 1);
2719         if (intel_wait_for_register(uncore,
2720                                     GEN12_OA_TLB_INV_CR,
2721                                     1, 0,
2722                                     50))
2723                 drm_err(&stream->perf->i915->drm,
2724                         "wait for OA tlb invalidate timed out\n");
2725 }
2726
2727 /**
2728  * i915_oa_stream_disable - handle `I915_PERF_IOCTL_DISABLE` for OA stream
2729  * @stream: An i915 perf stream opened for OA metrics
2730  *
2731  * Stops the OA unit from periodically writing counter reports into the
2732  * circular OA buffer. This also stops the hrtimer that periodically checks for
2733  * data in the circular OA buffer, for notifying userspace.
2734  */
2735 static void i915_oa_stream_disable(struct i915_perf_stream *stream)
2736 {
2737         stream->perf->ops.oa_disable(stream);
2738
2739         if (stream->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT)
2740                 hrtimer_cancel(&stream->poll_check_timer);
2741 }
2742
2743 static const struct i915_perf_stream_ops i915_oa_stream_ops = {
2744         .destroy = i915_oa_stream_destroy,
2745         .enable = i915_oa_stream_enable,
2746         .disable = i915_oa_stream_disable,
2747         .wait_unlocked = i915_oa_wait_unlocked,
2748         .poll_wait = i915_oa_poll_wait,
2749         .read = i915_oa_read,
2750 };
2751
2752 static int i915_perf_stream_enable_sync(struct i915_perf_stream *stream)
2753 {
2754         struct i915_active *active;
2755         int err;
2756
2757         active = i915_active_create();
2758         if (!active)
2759                 return -ENOMEM;
2760
2761         err = stream->perf->ops.enable_metric_set(stream, active);
2762         if (err == 0)
2763                 __i915_active_wait(active, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
2764
2765         i915_active_put(active);
2766         return err;
2767 }
2768
2769 static void
2770 get_default_sseu_config(struct intel_sseu *out_sseu,
2771                         struct intel_engine_cs *engine)
2772 {
2773         const struct sseu_dev_info *devinfo_sseu = &engine->gt->info.sseu;
2774
2775         *out_sseu = intel_sseu_from_device_info(devinfo_sseu);
2776
2777         if (IS_GEN(engine->i915, 11)) {
2778                 /*
2779                  * We only need subslice count so it doesn't matter which ones
2780                  * we select - just turn off low bits in the amount of half of
2781                  * all available subslices per slice.
2782                  */
2783                 out_sseu->subslice_mask =
2784                         ~(~0 << (hweight8(out_sseu->subslice_mask) / 2));
2785                 out_sseu->slice_mask = 0x1;
2786         }
2787 }
2788
2789 static int
2790 get_sseu_config(struct intel_sseu *out_sseu,
2791                 struct intel_engine_cs *engine,
2792                 const struct drm_i915_gem_context_param_sseu *drm_sseu)
2793 {
2794         if (drm_sseu->engine.engine_class != engine->uabi_class ||
2795             drm_sseu->engine.engine_instance != engine->uabi_instance)
2796                 return -EINVAL;
2797
2798         return i915_gem_user_to_context_sseu(engine->gt, drm_sseu, out_sseu);
2799 }
2800
2801 /**
2802  * i915_oa_stream_init - validate combined props for OA stream and init
2803  * @stream: An i915 perf stream
2804  * @param: The open parameters passed to `DRM_I915_PERF_OPEN`
2805  * @props: The property state that configures stream (individually validated)
2806  *
2807  * While read_properties_unlocked() validates properties in isolation it
2808  * doesn't ensure that the combination necessarily makes sense.
2809  *
2810  * At this point it has been determined that userspace wants a stream of
2811  * OA metrics, but still we need to further validate the combined
2812  * properties are OK.
2813  *
2814  * If the configuration makes sense then we can allocate memory for
2815  * a circular OA buffer and apply the requested metric set configuration.
2816  *
2817  * Returns: zero on success or a negative error code.
2818  */
2819 static int i915_oa_stream_init(struct i915_perf_stream *stream,
2820                                struct drm_i915_perf_open_param *param,
2821                                struct perf_open_properties *props)
2822 {
2823         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
2824         struct i915_perf *perf = stream->perf;
2825         int format_size;
2826         int ret;
2827
2828         if (!props->engine) {
2829                 DRM_DEBUG("OA engine not specified\n");
2830                 return -EINVAL;
2831         }
2832
2833         /*
2834          * If the sysfs metrics/ directory wasn't registered for some
2835          * reason then don't let userspace try their luck with config
2836          * IDs
2837          */
2838         if (!perf->metrics_kobj) {
2839                 DRM_DEBUG("OA metrics weren't advertised via sysfs\n");
2840                 return -EINVAL;
2841         }
2842
2843         if (!(props->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT) &&
2844             (INTEL_GEN(perf->i915) < 12 || !stream->ctx)) {
2845                 DRM_DEBUG("Only OA report sampling supported\n");
2846                 return -EINVAL;
2847         }
2848
2849         if (!perf->ops.enable_metric_set) {
2850                 DRM_DEBUG("OA unit not supported\n");
2851                 return -ENODEV;
2852         }
2853
2854         /*
2855          * To avoid the complexity of having to accurately filter
2856          * counter reports and marshal to the appropriate client
2857          * we currently only allow exclusive access
2858          */
2859         if (perf->exclusive_stream) {
2860                 DRM_DEBUG("OA unit already in use\n");
2861                 return -EBUSY;
2862         }
2863
2864         if (!props->oa_format) {
2865                 DRM_DEBUG("OA report format not specified\n");
2866                 return -EINVAL;
2867         }
2868
2869         stream->engine = props->engine;
2870         stream->uncore = stream->engine->gt->uncore;
2871
2872         stream->sample_size = sizeof(struct drm_i915_perf_record_header);
2873
2874         format_size = perf->oa_formats[props->oa_format].size;
2875
2876         stream->sample_flags = props->sample_flags;
2877         stream->sample_size += format_size;
2878
2879         stream->oa_buffer.format_size = format_size;
2880         if (drm_WARN_ON(&i915->drm, stream->oa_buffer.format_size == 0))
2881                 return -EINVAL;
2882
2883         stream->hold_preemption = props->hold_preemption;
2884
2885         stream->oa_buffer.format =
2886                 perf->oa_formats[props->oa_format].format;
2887
2888         stream->periodic = props->oa_periodic;
2889         if (stream->periodic)
2890                 stream->period_exponent = props->oa_period_exponent;
2891
2892         if (stream->ctx) {
2893                 ret = oa_get_render_ctx_id(stream);
2894                 if (ret) {
2895                         DRM_DEBUG("Invalid context id to filter with\n");
2896                         return ret;
2897                 }
2898         }
2899
2900         ret = alloc_noa_wait(stream);
2901         if (ret) {
2902                 DRM_DEBUG("Unable to allocate NOA wait batch buffer\n");
2903                 goto err_noa_wait_alloc;
2904         }
2905
2906         stream->oa_config = i915_perf_get_oa_config(perf, props->metrics_set);
2907         if (!stream->oa_config) {
2908                 DRM_DEBUG("Invalid OA config id=%i\n", props->metrics_set);
2909                 ret = -EINVAL;
2910                 goto err_config;
2911         }
2912
2913         /* PRM - observability performance counters:
2914          *
2915          *   OACONTROL, performance counter enable, note:
2916          *
2917          *   "When this bit is set, in order to have coherent counts,
2918          *   RC6 power state and trunk clock gating must be disabled.
2919          *   This can be achieved by programming MMIO registers as
2920          *   0xA094=0 and 0xA090[31]=1"
2921          *
2922          *   In our case we are expecting that taking pm + FORCEWAKE
2923          *   references will effectively disable RC6.
2924          */
2925         intel_engine_pm_get(stream->engine);
2926         intel_uncore_forcewake_get(stream->uncore, FORCEWAKE_ALL);
2927
2928         ret = alloc_oa_buffer(stream);
2929         if (ret)
2930                 goto err_oa_buf_alloc;
2931
2932         stream->ops = &i915_oa_stream_ops;
2933
2934         perf->sseu = props->sseu;
2935         WRITE_ONCE(perf->exclusive_stream, stream);
2936
2937         ret = i915_perf_stream_enable_sync(stream);
2938         if (ret) {
2939                 DRM_DEBUG("Unable to enable metric set\n");
2940                 goto err_enable;
2941         }
2942
2943         DRM_DEBUG("opening stream oa config uuid=%s\n",
2944                   stream->oa_config->uuid);
2945
2946         hrtimer_init(&stream->poll_check_timer,
2947                      CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
2948         stream->poll_check_timer.function = oa_poll_check_timer_cb;
2949         init_waitqueue_head(&stream->poll_wq);
2950         spin_lock_init(&stream->oa_buffer.ptr_lock);
2951
2952         return 0;
2953
2954 err_enable:
2955         WRITE_ONCE(perf->exclusive_stream, NULL);
2956         perf->ops.disable_metric_set(stream);
2957
2958         free_oa_buffer(stream);
2959
2960 err_oa_buf_alloc:
2961         free_oa_configs(stream);
2962
2963         intel_uncore_forcewake_put(stream->uncore, FORCEWAKE_ALL);
2964         intel_engine_pm_put(stream->engine);
2965
2966 err_config:
2967         free_noa_wait(stream);
2968
2969 err_noa_wait_alloc:
2970         if (stream->ctx)
2971                 oa_put_render_ctx_id(stream);
2972
2973         return ret;
2974 }
2975
2976 void i915_oa_init_reg_state(const struct intel_context *ce,
2977                             const struct intel_engine_cs *engine)
2978 {
2979         struct i915_perf_stream *stream;
2980
2981         if (engine->class != RENDER_CLASS)
2982                 return;
2983
2984         /* perf.exclusive_stream serialised by lrc_configure_all_contexts() */
2985         stream = READ_ONCE(engine->i915->perf.exclusive_stream);
2986         if (stream && INTEL_GEN(stream->perf->i915) < 12)
2987                 gen8_update_reg_state_unlocked(ce, stream);
2988 }
2989
2990 /**
2991  * i915_perf_read - handles read() FOP for i915 perf stream FDs
2992  * @file: An i915 perf stream file
2993  * @buf: destination buffer given by userspace
2994  * @count: the number of bytes userspace wants to read
2995  * @ppos: (inout) file seek position (unused)
2996  *
2997  * The entry point for handling a read() on a stream file descriptor from
2998  * userspace. Most of the work is left to the i915_perf_read_locked() and
2999  * &i915_perf_stream_ops->read but to save having stream implementations (of
3000  * which we might have multiple later) we handle blocking read here.
3001  *
3002  * We can also consistently treat trying to read from a disabled stream
3003  * as an IO error so implementations can assume the stream is enabled
3004  * while reading.
3005  *
3006  * Returns: The number of bytes copied or a negative error code on failure.
3007  */
3008 static ssize_t i915_perf_read(struct file *file,
3009                               char __user *buf,
3010                               size_t count,
3011                               loff_t *ppos)
3012 {
3013         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
3014         struct i915_perf *perf = stream->perf;
3015         size_t offset = 0;
3016         int ret;
3017
3018         /* To ensure it's handled consistently we simply treat all reads of a
3019          * disabled stream as an error. In particular it might otherwise lead
3020          * to a deadlock for blocking file descriptors...
3021          */
3022         if (!stream->enabled || !(stream->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT))
3023                 return -EIO;
3024
3025         if (!(file->f_flags & O_NONBLOCK)) {
3026                 /* There's the small chance of false positives from
3027                  * stream->ops->wait_unlocked.
3028                  *
3029                  * E.g. with single context filtering since we only wait until
3030                  * oabuffer has >= 1 report we don't immediately know whether
3031                  * any reports really belong to the current context
3032                  */
3033                 do {
3034                         ret = stream->ops->wait_unlocked(stream);
3035                         if (ret)
3036                                 return ret;
3037
3038                         mutex_lock(&perf->lock);
3039                         ret = stream->ops->read(stream, buf, count, &offset);
3040                         mutex_unlock(&perf->lock);
3041                 } while (!offset && !ret);
3042         } else {
3043                 mutex_lock(&perf->lock);
3044                 ret = stream->ops->read(stream, buf, count, &offset);
3045                 mutex_unlock(&perf->lock);
3046         }
3047
3048         /* We allow the poll checking to sometimes report false positive EPOLLIN
3049          * events where we might actually report EAGAIN on read() if there's
3050          * not really any data available. In this situation though we don't
3051          * want to enter a busy loop between poll() reporting a EPOLLIN event
3052          * and read() returning -EAGAIN. Clearing the oa.pollin state here
3053          * effectively ensures we back off until the next hrtimer callback
3054          * before reporting another EPOLLIN event.
3055          * The exception to this is if ops->read() returned -ENOSPC which means
3056          * that more OA data is available than could fit in the user provided
3057          * buffer. In this case we want the next poll() call to not block.
3058          */
3059         if (ret != -ENOSPC)
3060                 stream->pollin = false;
3061
3062         /* Possible values for ret are 0, -EFAULT, -ENOSPC, -EIO, ... */
3063         return offset ?: (ret ?: -EAGAIN);
3064 }
3065
3066 static enum hrtimer_restart oa_poll_check_timer_cb(struct hrtimer *hrtimer)
3067 {
3068         struct i915_perf_stream *stream =
3069                 container_of(hrtimer, typeof(*stream), poll_check_timer);
3070
3071         if (oa_buffer_check_unlocked(stream)) {
3072                 stream->pollin = true;
3073                 wake_up(&stream->poll_wq);
3074         }
3075
3076         hrtimer_forward_now(hrtimer,
3077                             ns_to_ktime(stream->poll_oa_period));
3078
3079         return HRTIMER_RESTART;
3080 }
3081
3082 /**
3083  * i915_perf_poll_locked - poll_wait() with a suitable wait queue for stream
3084  * @stream: An i915 perf stream
3085  * @file: An i915 perf stream file
3086  * @wait: poll() state table
3087  *
3088  * For handling userspace polling on an i915 perf stream, this calls through to
3089  * &i915_perf_stream_ops->poll_wait to call poll_wait() with a wait queue that
3090  * will be woken for new stream data.
3091  *
3092  * Note: The &perf->lock mutex has been taken to serialize
3093  * with any non-file-operation driver hooks.
3094  *
3095  * Returns: any poll events that are ready without sleeping
3096  */
3097 static __poll_t i915_perf_poll_locked(struct i915_perf_stream *stream,
3098                                       struct file *file,
3099                                       poll_table *wait)
3100 {
3101         __poll_t events = 0;
3102
3103         stream->ops->poll_wait(stream, file, wait);
3104
3105         /* Note: we don't explicitly check whether there's something to read
3106          * here since this path may be very hot depending on what else
3107          * userspace is polling, or on the timeout in use. We rely solely on
3108          * the hrtimer/oa_poll_check_timer_cb to notify us when there are
3109          * samples to read.
3110          */
3111         if (stream->pollin)
3112                 events |= EPOLLIN;
3113
3114         return events;
3115 }
3116
3117 /**
3118  * i915_perf_poll - call poll_wait() with a suitable wait queue for stream
3119  * @file: An i915 perf stream file
3120  * @wait: poll() state table
3121  *
3122  * For handling userspace polling on an i915 perf stream, this ensures
3123  * poll_wait() gets called with a wait queue that will be woken for new stream
3124  * data.
3125  *
3126  * Note: Implementation deferred to i915_perf_poll_locked()
3127  *
3128  * Returns: any poll events that are ready without sleeping
3129  */
3130 static __poll_t i915_perf_poll(struct file *file, poll_table *wait)
3131 {
3132         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
3133         struct i915_perf *perf = stream->perf;
3134         __poll_t ret;
3135
3136         mutex_lock(&perf->lock);
3137         ret = i915_perf_poll_locked(stream, file, wait);
3138         mutex_unlock(&perf->lock);
3139
3140         return ret;
3141 }
3142
3143 /**
3144  * i915_perf_enable_locked - handle `I915_PERF_IOCTL_ENABLE` ioctl
3145  * @stream: A disabled i915 perf stream
3146  *
3147  * [Re]enables the associated capture of data for this stream.
3148  *
3149  * If a stream was previously enabled then there's currently no intention
3150  * to provide userspace any guarantee about the preservation of previously
3151  * buffered data.
3152  */
3153 static void i915_perf_enable_locked(struct i915_perf_stream *stream)
3154 {
3155         if (stream->enabled)
3156                 return;
3157
3158         /* Allow stream->ops->enable() to refer to this */
3159         stream->enabled = true;
3160
3161         if (stream->ops->enable)
3162                 stream->ops->enable(stream);
3163
3164         if (stream->hold_preemption)
3165                 intel_context_set_nopreempt(stream->pinned_ctx);
3166 }
3167
3168 /**
3169  * i915_perf_disable_locked - handle `I915_PERF_IOCTL_DISABLE` ioctl
3170  * @stream: An enabled i915 perf stream
3171  *
3172  * Disables the associated capture of data for this stream.
3173  *
3174  * The intention is that disabling an re-enabling a stream will ideally be
3175  * cheaper than destroying and re-opening a stream with the same configuration,
3176  * though there are no formal guarantees about what state or buffered data
3177  * must be retained between disabling and re-enabling a stream.
3178  *
3179  * Note: while a stream is disabled it's considered an error for userspace
3180  * to attempt to read from the stream (-EIO).
3181  */
3182 static void i915_perf_disable_locked(struct i915_perf_stream *stream)
3183 {
3184         if (!stream->enabled)
3185                 return;
3186
3187         /* Allow stream->ops->disable() to refer to this */
3188         stream->enabled = false;
3189
3190         if (stream->hold_preemption)
3191                 intel_context_clear_nopreempt(stream->pinned_ctx);
3192
3193         if (stream->ops->disable)
3194                 stream->ops->disable(stream);
3195 }
3196
3197 static long i915_perf_config_locked(struct i915_perf_stream *stream,
3198                                     unsigned long metrics_set)
3199 {
3200         struct i915_oa_config *config;
3201         long ret = stream->oa_config->id;
3202
3203         config = i915_perf_get_oa_config(stream->perf, metrics_set);
3204         if (!config)
3205                 return -EINVAL;
3206
3207         if (config != stream->oa_config) {
3208                 int err;
3209
3210                 /*
3211                  * If OA is bound to a specific context, emit the
3212                  * reconfiguration inline from that context. The update
3213                  * will then be ordered with respect to submission on that
3214                  * context.
3215                  *
3216                  * When set globally, we use a low priority kernel context,
3217                  * so it will effectively take effect when idle.
3218                  */
3219                 err = emit_oa_config(stream, config, oa_context(stream), NULL);
3220                 if (!err)
3221                         config = xchg(&stream->oa_config, config);
3222                 else
3223                         ret = err;
3224         }
3225
3226         i915_oa_config_put(config);
3227
3228         return ret;
3229 }
3230
3231 /**
3232  * i915_perf_ioctl - support ioctl() usage with i915 perf stream FDs
3233  * @stream: An i915 perf stream
3234  * @cmd: the ioctl request
3235  * @arg: the ioctl data
3236  *
3237  * Note: The &perf->lock mutex has been taken to serialize
3238  * with any non-file-operation driver hooks.
3239  *
3240  * Returns: zero on success or a negative error code. Returns -EINVAL for
3241  * an unknown ioctl request.
3242  */
3243 static long i915_perf_ioctl_locked(struct i915_perf_stream *stream,
3244                                    unsigned int cmd,
3245                                    unsigned long arg)
3246 {
3247         switch (cmd) {
3248         case I915_PERF_IOCTL_ENABLE:
3249                 i915_perf_enable_locked(stream);
3250                 return 0;
3251         case I915_PERF_IOCTL_DISABLE:
3252                 i915_perf_disable_locked(stream);
3253                 return 0;
3254         case I915_PERF_IOCTL_CONFIG:
3255                 return i915_perf_config_locked(stream, arg);
3256         }
3257
3258         return -EINVAL;
3259 }
3260
3261 /**
3262  * i915_perf_ioctl - support ioctl() usage with i915 perf stream FDs
3263  * @file: An i915 perf stream file
3264  * @cmd: the ioctl request
3265  * @arg: the ioctl data
3266  *
3267  * Implementation deferred to i915_perf_ioctl_locked().
3268  *
3269  * Returns: zero on success or a negative error code. Returns -EINVAL for
3270  * an unknown ioctl request.
3271  */
3272 static long i915_perf_ioctl(struct file *file,
3273                             unsigned int cmd,
3274                             unsigned long arg)
3275 {
3276         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
3277         struct i915_perf *perf = stream->perf;
3278         long ret;
3279
3280         mutex_lock(&perf->lock);
3281         ret = i915_perf_ioctl_locked(stream, cmd, arg);
3282         mutex_unlock(&perf->lock);
3283
3284         return ret;
3285 }
3286
3287 /**
3288  * i915_perf_destroy_locked - destroy an i915 perf stream
3289  * @stream: An i915 perf stream
3290  *
3291  * Frees all resources associated with the given i915 perf @stream, disabling
3292  * any associated data capture in the process.
3293  *
3294  * Note: The &perf->lock mutex has been taken to serialize
3295  * with any non-file-operation driver hooks.
3296  */
3297 static void i915_perf_destroy_locked(struct i915_perf_stream *stream)
3298 {
3299         if (stream->enabled)
3300                 i915_perf_disable_locked(stream);
3301
3302         if (stream->ops->destroy)
3303                 stream->ops->destroy(stream);
3304
3305         if (stream->ctx)
3306                 i915_gem_context_put(stream->ctx);
3307
3308         kfree(stream);
3309 }
3310
3311 /**
3312  * i915_perf_release - handles userspace close() of a stream file
3313  * @inode: anonymous inode associated with file
3314  * @file: An i915 perf stream file
3315  *
3316  * Cleans up any resources associated with an open i915 perf stream file.
3317  *
3318  * NB: close() can't really fail from the userspace point of view.
3319  *
3320  * Returns: zero on success or a negative error code.
3321  */
3322 static int i915_perf_release(struct inode *inode, struct file *file)
3323 {
3324         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
3325         struct i915_perf *perf = stream->perf;
3326
3327         mutex_lock(&perf->lock);
3328         i915_perf_destroy_locked(stream);
3329         mutex_unlock(&perf->lock);
3330
3331         /* Release the reference the perf stream kept on the driver. */
3332         drm_dev_put(&perf->i915->drm);
3333
3334         return 0;
3335 }
3336
3337
3338 static const struct file_operations fops = {
3339         .owner          = THIS_MODULE,
3340         .llseek         = no_llseek,
3341         .release        = i915_perf_release,
3342         .poll           = i915_perf_poll,
3343         .read           = i915_perf_read,
3344         .unlocked_ioctl = i915_perf_ioctl,
3345         /* Our ioctl have no arguments, so it's safe to use the same function
3346          * to handle 32bits compatibility.
3347          */
3348         .compat_ioctl   = i915_perf_ioctl,
3349 };
3350
3351
3352 /**
3353  * i915_perf_open_ioctl_locked - DRM ioctl() for userspace to open a stream FD
3354  * @perf: i915 perf instance
3355  * @param: The open parameters passed to 'DRM_I915_PERF_OPEN`
3356  * @props: individually validated u64 property value pairs
3357  * @file: drm file
3358  *
3359  * See i915_perf_ioctl_open() for interface details.
3360  *
3361  * Implements further stream config validation and stream initialization on
3362  * behalf of i915_perf_open_ioctl() with the &perf->lock mutex
3363  * taken to serialize with any non-file-operation driver hooks.
3364  *
3365  * Note: at this point the @props have only been validated in isolation and
3366  * it's still necessary to validate that the combination of properties makes
3367  * sense.
3368  *
3369  * In the case where userspace is interested in OA unit metrics then further
3370  * config validation and stream initialization details will be handled by
3371  * i915_oa_stream_init(). The code here should only validate config state that
3372  * will be relevant to all stream types / backends.
3373  *
3374  * Returns: zero on success or a negative error code.
3375  */
3376 static int
3377 i915_perf_open_ioctl_locked(struct i915_perf *perf,
3378                             struct drm_i915_perf_open_param *param,
3379                             struct perf_open_properties *props,
3380                             struct drm_file *file)
3381 {
3382         struct i915_gem_context *specific_ctx = NULL;
3383         struct i915_perf_stream *stream = NULL;
3384         unsigned long f_flags = 0;
3385         bool privileged_op = true;
3386         int stream_fd;
3387         int ret;
3388
3389         if (props->single_context) {
3390                 u32 ctx_handle = props->ctx_handle;
3391                 struct drm_i915_file_private *file_priv = file->driver_priv;
3392
3393                 specific_ctx = i915_gem_context_lookup(file_priv, ctx_handle);
3394                 if (!specific_ctx) {
3395                         DRM_DEBUG("Failed to look up context with ID %u for opening perf stream\n",
3396                                   ctx_handle);
3397                         ret = -ENOENT;
3398                         goto err;
3399                 }
3400         }
3401
3402         /*
3403          * On Haswell the OA unit supports clock gating off for a specific
3404          * context and in this mode there's no visibility of metrics for the
3405          * rest of the system, which we consider acceptable for a
3406          * non-privileged client.
3407          *
3408          * For Gen8->11 the OA unit no longer supports clock gating off for a
3409          * specific context and the kernel can't securely stop the counters
3410          * from updating as system-wide / global values. Even though we can
3411          * filter reports based on the included context ID we can't block
3412          * clients from seeing the raw / global counter values via
3413          * MI_REPORT_PERF_COUNT commands and so consider it a privileged op to
3414          * enable the OA unit by default.
3415          *
3416          * For Gen12+ we gain a new OAR unit that only monitors the RCS on a
3417          * per context basis. So we can relax requirements there if the user
3418          * doesn't request global stream access (i.e. query based sampling
3419          * using MI_RECORD_PERF_COUNT.
3420          */
3421         if (IS_HASWELL(perf->i915) && specific_ctx)
3422                 privileged_op = false;
3423         else if (IS_GEN(perf->i915, 12) && specific_ctx &&
3424                  (props->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT) == 0)
3425                 privileged_op = false;
3426
3427         if (props->hold_preemption) {
3428                 if (!props->single_context) {
3429                         DRM_DEBUG("preemption disable with no context\n");
3430                         ret = -EINVAL;
3431                         goto err;
3432                 }
3433                 privileged_op = true;
3434         }
3435
3436         /*
3437          * Asking for SSEU configuration is a priviliged operation.
3438          */
3439         if (props->has_sseu)
3440                 privileged_op = true;
3441         else
3442                 get_default_sseu_config(&props->sseu, props->engine);
3443
3444         /* Similar to perf's kernel.perf_paranoid_cpu sysctl option
3445          * we check a dev.i915.perf_stream_paranoid sysctl option
3446          * to determine if it's ok to access system wide OA counters
3447          * without CAP_PERFMON or CAP_SYS_ADMIN privileges.
3448          */
3449         if (privileged_op &&
3450             i915_perf_stream_paranoid && !perfmon_capable()) {
3451                 DRM_DEBUG("Insufficient privileges to open i915 perf stream\n");
3452                 ret = -EACCES;
3453                 goto err_ctx;
3454         }
3455
3456         stream = kzalloc(sizeof(*stream), GFP_KERNEL);
3457         if (!stream) {
3458                 ret = -ENOMEM;
3459                 goto err_ctx;
3460         }
3461
3462         stream->perf = perf;
3463         stream->ctx = specific_ctx;
3464         stream->poll_oa_period = props->poll_oa_period;
3465
3466         ret = i915_oa_stream_init(stream, param, props);
3467         if (ret)
3468                 goto err_alloc;
3469
3470         /* we avoid simply assigning stream->sample_flags = props->sample_flags
3471          * to have _stream_init check the combination of sample flags more
3472          * thoroughly, but still this is the expected result at this point.
3473          */
3474         if (WARN_ON(stream->sample_flags != props->sample_flags)) {
3475                 ret = -ENODEV;
3476                 goto err_flags;
3477         }
3478
3479         if (param->flags & I915_PERF_FLAG_FD_CLOEXEC)
3480                 f_flags |= O_CLOEXEC;
3481         if (param->flags & I915_PERF_FLAG_FD_NONBLOCK)
3482                 f_flags |= O_NONBLOCK;
3483
3484         stream_fd = anon_inode_getfd("[i915_perf]", &fops, stream, f_flags);
3485         if (stream_fd < 0) {
3486                 ret = stream_fd;
3487                 goto err_flags;
3488         }
3489
3490         if (!(param->flags & I915_PERF_FLAG_DISABLED))
3491                 i915_perf_enable_locked(stream);
3492
3493         /* Take a reference on the driver that will be kept with stream_fd
3494          * until its release.
3495          */
3496         drm_dev_get(&perf->i915->drm);
3497
3498         return stream_fd;
3499
3500 err_flags:
3501         if (stream->ops->destroy)
3502                 stream->ops->destroy(stream);
3503 err_alloc:
3504         kfree(stream);
3505 err_ctx:
3506         if (specific_ctx)
3507                 i915_gem_context_put(specific_ctx);
3508 err:
3509         return ret;
3510 }
3511
3512 static u64 oa_exponent_to_ns(struct i915_perf *perf, int exponent)
3513 {
3514         return i915_cs_timestamp_ticks_to_ns(perf->i915, 2ULL << exponent);
3515 }
3516
3517 /**
3518  * read_properties_unlocked - validate + copy userspace stream open properties
3519  * @perf: i915 perf instance
3520  * @uprops: The array of u64 key value pairs given by userspace
3521  * @n_props: The number of key value pairs expected in @uprops
3522  * @props: The stream configuration built up while validating properties
3523  *
3524  * Note this function only validates properties in isolation it doesn't
3525  * validate that the combination of properties makes sense or that all
3526  * properties necessary for a particular kind of stream have been set.
3527  *
3528  * Note that there currently aren't any ordering requirements for properties so
3529  * we shouldn't validate or assume anything about ordering here. This doesn't
3530  * rule out defining new properties with ordering requirements in the future.
3531  */
3532 static int read_properties_unlocked(struct i915_perf *perf,
3533                                     u64 __user *uprops,
3534                                     u32 n_props,
3535                                     struct perf_open_properties *props)
3536 {
3537         u64 __user *uprop = uprops;
3538         u32 i;
3539         int ret;
3540
3541         memset(props, 0, sizeof(struct perf_open_properties));
3542         props->poll_oa_period = DEFAULT_POLL_PERIOD_NS;
3543
3544         if (!n_props) {
3545                 DRM_DEBUG("No i915 perf properties given\n");
3546                 return -EINVAL;
3547         }
3548
3549         /* At the moment we only support using i915-perf on the RCS. */
3550         props->engine = intel_engine_lookup_user(perf->i915,
3551                                                  I915_ENGINE_CLASS_RENDER,
3552                                                  0);
3553         if (!props->engine) {
3554                 DRM_DEBUG("No RENDER-capable engines\n");
3555                 return -EINVAL;
3556         }
3557
3558         /* Considering that ID = 0 is reserved and assuming that we don't
3559          * (currently) expect any configurations to ever specify duplicate
3560          * values for a particular property ID then the last _PROP_MAX value is
3561          * one greater than the maximum number of properties we expect to get
3562          * from userspace.
3563          */
3564         if (n_props >= DRM_I915_PERF_PROP_MAX) {
3565                 DRM_DEBUG("More i915 perf properties specified than exist\n");
3566                 return -EINVAL;
3567         }
3568
3569         for (i = 0; i < n_props; i++) {
3570                 u64 oa_period, oa_freq_hz;
3571                 u64 id, value;
3572
3573                 ret = get_user(id, uprop);
3574                 if (ret)
3575                         return ret;
3576
3577                 ret = get_user(value, uprop + 1);
3578                 if (ret)
3579                         return ret;
3580
3581                 if (id == 0 || id >= DRM_I915_PERF_PROP_MAX) {
3582                         DRM_DEBUG("Unknown i915 perf property ID\n");
3583                         return -EINVAL;
3584                 }
3585
3586                 switch ((enum drm_i915_perf_property_id)id) {
3587                 case DRM_I915_PERF_PROP_CTX_HANDLE:
3588                         props->single_context = 1;
3589                         props->ctx_handle = value;
3590                         break;
3591                 case DRM_I915_PERF_PROP_SAMPLE_OA:
3592                         if (value)
3593                                 props->sample_flags |= SAMPLE_OA_REPORT;
3594                         break;
3595                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_METRICS_SET:
3596                         if (value == 0) {
3597                                 DRM_DEBUG("Unknown OA metric set ID\n");
3598                                 return -EINVAL;
3599                         }
3600                         props->metrics_set = value;
3601                         break;
3602                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_FORMAT:
3603                         if (value == 0 || value >= I915_OA_FORMAT_MAX) {
3604                                 DRM_DEBUG("Out-of-range OA report format %llu\n",
3605                                           value);
3606                                 return -EINVAL;
3607                         }
3608                         if (!perf->oa_formats[value].size) {
3609                                 DRM_DEBUG("Unsupported OA report format %llu\n",
3610                                           value);
3611                                 return -EINVAL;
3612                         }
3613                         props->oa_format = value;
3614                         break;
3615                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_EXPONENT:
3616                         if (value > OA_EXPONENT_MAX) {
3617                                 DRM_DEBUG("OA timer exponent too high (> %u)\n",
3618                                          OA_EXPONENT_MAX);
3619                                 return -EINVAL;
3620                         }
3621
3622                         /* Theoretically we can program the OA unit to sample
3623                          * e.g. every 160ns for HSW, 167ns for BDW/SKL or 104ns
3624                          * for BXT. We don't allow such high sampling
3625                          * frequencies by default unless root.
3626                          */
3627
3628                         BUILD_BUG_ON(sizeof(oa_period) != 8);
3629                         oa_period = oa_exponent_to_ns(perf, value);
3630
3631                         /* This check is primarily to ensure that oa_period <=
3632                          * UINT32_MAX (before passing to do_div which only
3633                          * accepts a u32 denominator), but we can also skip
3634                          * checking anything < 1Hz which implicitly can't be
3635                          * limited via an integer oa_max_sample_rate.
3636                          */
3637                         if (oa_period <= NSEC_PER_SEC) {
3638                                 u64 tmp = NSEC_PER_SEC;
3639                                 do_div(tmp, oa_period);
3640                                 oa_freq_hz = tmp;
3641                         } else
3642                                 oa_freq_hz = 0;
3643
3644                         if (oa_freq_hz > i915_oa_max_sample_rate && !perfmon_capable()) {
3645                                 DRM_DEBUG("OA exponent would exceed the max sampling frequency (sysctl dev.i915.oa_max_sample_rate) %uHz without CAP_PERFMON or CAP_SYS_ADMIN privileges\n",
3646                                           i915_oa_max_sample_rate);
3647                                 return -EACCES;
3648                         }
3649
3650                         props->oa_periodic = true;
3651                         props->oa_period_exponent = value;
3652                         break;
3653                 case DRM_I915_PERF_PROP_HOLD_PREEMPTION:
3654                         props->hold_preemption = !!value;
3655                         break;
3656                 case DRM_I915_PERF_PROP_GLOBAL_SSEU: {
3657                         struct drm_i915_gem_context_param_sseu user_sseu;
3658
3659                         if (copy_from_user(&user_sseu,
3660                                            u64_to_user_ptr(value),
3661                                            sizeof(user_sseu))) {
3662                                 DRM_DEBUG("Unable to copy global sseu parameter\n");
3663                                 return -EFAULT;
3664                         }
3665
3666                         ret = get_sseu_config(&props->sseu, props->engine, &user_sseu);
3667                         if (ret) {
3668                                 DRM_DEBUG("Invalid SSEU configuration\n");
3669                                 return ret;
3670                         }
3671                         props->has_sseu = true;
3672                         break;
3673                 }
3674                 case DRM_I915_PERF_PROP_POLL_OA_PERIOD:
3675                         if (value < 100000 /* 100us */) {
3676                                 DRM_DEBUG("OA availability timer too small (%lluns < 100us)\n",
3677                                           value);
3678                                 return -EINVAL;
3679                         }
3680                         props->poll_oa_period = value;
3681                         break;
3682                 case DRM_I915_PERF_PROP_MAX:
3683                         MISSING_CASE(id);
3684                         return -EINVAL;
3685                 }
3686
3687                 uprop += 2;
3688         }
3689
3690         return 0;
3691 }
3692
3693 /**
3694  * i915_perf_open_ioctl - DRM ioctl() for userspace to open a stream FD
3695  * @dev: drm device
3696  * @data: ioctl data copied from userspace (unvalidated)
3697  * @file: drm file
3698  *
3699  * Validates the stream open parameters given by userspace including flags
3700  * and an array of u64 key, value pair properties.
3701  *
3702  * Very little is assumed up front about the nature of the stream being
3703  * opened (for instance we don't assume it's for periodic OA unit metrics). An
3704  * i915-perf stream is expected to be a suitable interface for other forms of
3705  * buffered data written by the GPU besides periodic OA metrics.
3706  *
3707  * Note we copy the properties from userspace outside of the i915 perf
3708  * mutex to avoid an awkward lockdep with mmap_lock.
3709  *
3710  * Most of the implementation details are handled by
3711  * i915_perf_open_ioctl_locked() after taking the &perf->lock
3712  * mutex for serializing with any non-file-operation driver hooks.
3713  *
3714  * Return: A newly opened i915 Perf stream file descriptor or negative
3715  * error code on failure.
3716  */
3717 int i915_perf_open_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
3718                          struct drm_file *file)
3719 {
3720         struct i915_perf *perf = &to_i915(dev)->perf;
3721         struct drm_i915_perf_open_param *param = data;
3722         struct perf_open_properties props;
3723         u32 known_open_flags;
3724         int ret;
3725
3726         if (!perf->i915) {
3727                 DRM_DEBUG("i915 perf interface not available for this system\n");
3728                 return -ENOTSUPP;
3729         }
3730
3731         known_open_flags = I915_PERF_FLAG_FD_CLOEXEC |
3732                            I915_PERF_FLAG_FD_NONBLOCK |
3733                            I915_PERF_FLAG_DISABLED;
3734         if (param->flags & ~known_open_flags) {
3735                 DRM_DEBUG("Unknown drm_i915_perf_open_param flag\n");
3736                 return -EINVAL;
3737         }
3738
3739         ret = read_properties_unlocked(perf,
3740                                        u64_to_user_ptr(param->properties_ptr),
3741                                        param->num_properties,
3742                                        &props);
3743         if (ret)
3744                 return ret;
3745
3746         mutex_lock(&perf->lock);
3747         ret = i915_perf_open_ioctl_locked(perf, param, &props, file);
3748         mutex_unlock(&perf->lock);
3749
3750         return ret;
3751 }
3752
3753 /**
3754  * i915_perf_register - exposes i915-perf to userspace
3755  * @i915: i915 device instance
3756  *
3757  * In particular OA metric sets are advertised under a sysfs metrics/
3758  * directory allowing userspace to enumerate valid IDs that can be
3759  * used to open an i915-perf stream.
3760  */
3761 void i915_perf_register(struct drm_i915_private *i915)
3762 {
3763         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
3764
3765         if (!perf->i915)
3766                 return;
3767
3768         /* To be sure we're synchronized with an attempted
3769          * i915_perf_open_ioctl(); considering that we register after
3770          * being exposed to userspace.
3771          */
3772         mutex_lock(&perf->lock);
3773
3774         perf->metrics_kobj =
3775                 kobject_create_and_add("metrics",
3776                                        &i915->drm.primary->kdev->kobj);
3777
3778         mutex_unlock(&perf->lock);
3779 }
3780
3781 /**
3782  * i915_perf_unregister - hide i915-perf from userspace
3783  * @i915: i915 device instance
3784  *
3785  * i915-perf state cleanup is split up into an 'unregister' and
3786  * 'deinit' phase where the interface is first hidden from
3787  * userspace by i915_perf_unregister() before cleaning up
3788  * remaining state in i915_perf_fini().
3789  */
3790 void i915_perf_unregister(struct drm_i915_private *i915)
3791 {
3792         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
3793
3794         if (!perf->metrics_kobj)
3795                 return;
3796
3797         kobject_put(perf->metrics_kobj);
3798         perf->metrics_kobj = NULL;
3799 }
3800
3801 static bool gen8_is_valid_flex_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3802 {
3803         static const i915_reg_t flex_eu_regs[] = {
3804                 EU_PERF_CNTL0,
3805                 EU_PERF_CNTL1,
3806                 EU_PERF_CNTL2,
3807                 EU_PERF_CNTL3,
3808                 EU_PERF_CNTL4,
3809                 EU_PERF_CNTL5,
3810                 EU_PERF_CNTL6,
3811         };
3812         int i;
3813
3814         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(flex_eu_regs); i++) {
3815                 if (i915_mmio_reg_offset(flex_eu_regs[i]) == addr)
3816                         return true;
3817         }
3818         return false;
3819 }
3820
3821 #define ADDR_IN_RANGE(addr, start, end) \
3822         ((addr) >= (start) && \
3823          (addr) <= (end))
3824
3825 #define REG_IN_RANGE(addr, start, end) \
3826         ((addr) >= i915_mmio_reg_offset(start) && \
3827          (addr) <= i915_mmio_reg_offset(end))
3828
3829 #define REG_EQUAL(addr, mmio) \
3830         ((addr) == i915_mmio_reg_offset(mmio))
3831
3832 static bool gen7_is_valid_b_counter_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3833 {
3834         return REG_IN_RANGE(addr, OASTARTTRIG1, OASTARTTRIG8) ||
3835                REG_IN_RANGE(addr, OAREPORTTRIG1, OAREPORTTRIG8) ||
3836                REG_IN_RANGE(addr, OACEC0_0, OACEC7_1);
3837 }
3838
3839 static bool gen7_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3840 {
3841         return REG_EQUAL(addr, HALF_SLICE_CHICKEN2) ||
3842                REG_IN_RANGE(addr, MICRO_BP0_0, NOA_WRITE) ||
3843                REG_IN_RANGE(addr, OA_PERFCNT1_LO, OA_PERFCNT2_HI) ||
3844                REG_IN_RANGE(addr, OA_PERFMATRIX_LO, OA_PERFMATRIX_HI);
3845 }
3846
3847 static bool gen8_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3848 {
3849         return gen7_is_valid_mux_addr(perf, addr) ||
3850                REG_EQUAL(addr, WAIT_FOR_RC6_EXIT) ||
3851                REG_IN_RANGE(addr, RPM_CONFIG0, NOA_CONFIG(8));
3852 }
3853
3854 static bool gen10_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3855 {
3856         return gen8_is_valid_mux_addr(perf, addr) ||
3857                REG_EQUAL(addr, GEN10_NOA_WRITE_HIGH) ||
3858                REG_IN_RANGE(addr, OA_PERFCNT3_LO, OA_PERFCNT4_HI);
3859 }
3860
3861 static bool hsw_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3862 {
3863         return gen7_is_valid_mux_addr(perf, addr) ||
3864                ADDR_IN_RANGE(addr, 0x25100, 0x2FF90) ||
3865                REG_IN_RANGE(addr, HSW_MBVID2_NOA0, HSW_MBVID2_NOA9) ||
3866                REG_EQUAL(addr, HSW_MBVID2_MISR0);
3867 }
3868
3869 static bool chv_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3870 {
3871         return gen7_is_valid_mux_addr(perf, addr) ||
3872                ADDR_IN_RANGE(addr, 0x182300, 0x1823A4);
3873 }
3874
3875 static bool gen12_is_valid_b_counter_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3876 {
3877         return REG_IN_RANGE(addr, GEN12_OAG_OASTARTTRIG1, GEN12_OAG_OASTARTTRIG8) ||
3878                REG_IN_RANGE(addr, GEN12_OAG_OAREPORTTRIG1, GEN12_OAG_OAREPORTTRIG8) ||
3879                REG_IN_RANGE(addr, GEN12_OAG_CEC0_0, GEN12_OAG_CEC7_1) ||
3880                REG_IN_RANGE(addr, GEN12_OAG_SCEC0_0, GEN12_OAG_SCEC7_1) ||
3881                REG_EQUAL(addr, GEN12_OAA_DBG_REG) ||
3882                REG_EQUAL(addr, GEN12_OAG_OA_PESS) ||
3883                REG_EQUAL(addr, GEN12_OAG_SPCTR_CNF);
3884 }
3885
3886 static bool gen12_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3887 {
3888         return REG_EQUAL(addr, NOA_WRITE) ||
3889                REG_EQUAL(addr, GEN10_NOA_WRITE_HIGH) ||
3890                REG_EQUAL(addr, GDT_CHICKEN_BITS) ||
3891                REG_EQUAL(addr, WAIT_FOR_RC6_EXIT) ||
3892                REG_EQUAL(addr, RPM_CONFIG0) ||
3893                REG_EQUAL(addr, RPM_CONFIG1) ||
3894                REG_IN_RANGE(addr, NOA_CONFIG(0), NOA_CONFIG(8));
3895 }
3896
3897 static u32 mask_reg_value(u32 reg, u32 val)
3898 {
3899         /* HALF_SLICE_CHICKEN2 is programmed with a the
3900          * WaDisableSTUnitPowerOptimization workaround. Make sure the value
3901          * programmed by userspace doesn't change this.
3902          */
3903         if (REG_EQUAL(reg, HALF_SLICE_CHICKEN2))
3904                 val = val & ~_MASKED_BIT_ENABLE(GEN8_ST_PO_DISABLE);
3905
3906         /* WAIT_FOR_RC6_EXIT has only one bit fullfilling the function
3907          * indicated by its name and a bunch of selection fields used by OA
3908          * configs.
3909          */
3910         if (REG_EQUAL(reg, WAIT_FOR_RC6_EXIT))
3911                 val = val & ~_MASKED_BIT_ENABLE(HSW_WAIT_FOR_RC6_EXIT_ENABLE);
3912
3913         return val;
3914 }
3915
3916 static struct i915_oa_reg *alloc_oa_regs(struct i915_perf *perf,
3917                                          bool (*is_valid)(struct i915_perf *perf, u32 addr),
3918                                          u32 __user *regs,
3919                                          u32 n_regs)
3920 {
3921         struct i915_oa_reg *oa_regs;
3922         int err;
3923         u32 i;
3924
3925         if (!n_regs)
3926                 return NULL;
3927
3928         /* No is_valid function means we're not allowing any register to be programmed. */
3929         GEM_BUG_ON(!is_valid);
3930         if (!is_valid)
3931                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3932
3933         oa_regs = kmalloc_array(n_regs, sizeof(*oa_regs), GFP_KERNEL);
3934         if (!oa_regs)
3935                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
3936
3937         for (i = 0; i < n_regs; i++) {
3938                 u32 addr, value;
3939
3940                 err = get_user(addr, regs);
3941                 if (err)
3942                         goto addr_err;
3943
3944                 if (!is_valid(perf, addr)) {
3945                         DRM_DEBUG("Invalid oa_reg address: %X\n", addr);
3946                         err = -EINVAL;
3947                         goto addr_err;
3948                 }
3949
3950                 err = get_user(value, regs + 1);
3951                 if (err)
3952                         goto addr_err;
3953
3954                 oa_regs[i].addr = _MMIO(addr);
3955                 oa_regs[i].value = mask_reg_value(addr, value);
3956
3957                 regs += 2;
3958         }
3959
3960         return oa_regs;
3961
3962 addr_err:
3963         kfree(oa_regs);
3964         return ERR_PTR(err);
3965 }
3966
3967 static ssize_t show_dynamic_id(struct kobject *kobj,
3968                                struct kobj_attribute *attr,
3969                                char *buf)
3970 {
3971         struct i915_oa_config *oa_config =
3972                 container_of(attr, typeof(*oa_config), sysfs_metric_id);
3973
3974         return sprintf(buf, "%d\n", oa_config->id);
3975 }
3976
3977 static int create_dynamic_oa_sysfs_entry(struct i915_perf *perf,
3978                                          struct i915_oa_config *oa_config)
3979 {
3980         sysfs_attr_init(&oa_config->sysfs_metric_id.attr);
3981         oa_config->sysfs_metric_id.attr.name = "id";
3982         oa_config->sysfs_metric_id.attr.mode = S_IRUGO;
3983         oa_config->sysfs_metric_id.show = show_dynamic_id;
3984         oa_config->sysfs_metric_id.store = NULL;
3985
3986         oa_config->attrs[0] = &oa_config->sysfs_metric_id.attr;
3987         oa_config->attrs[1] = NULL;
3988
3989         oa_config->sysfs_metric.name = oa_config->uuid;
3990         oa_config->sysfs_metric.attrs = oa_config->attrs;
3991
3992         return sysfs_create_group(perf->metrics_kobj,
3993                                   &oa_config->sysfs_metric);
3994 }
3995
3996 /**
3997  * i915_perf_add_config_ioctl - DRM ioctl() for userspace to add a new OA config
3998  * @dev: drm device
3999  * @data: ioctl data (pointer to struct drm_i915_perf_oa_config) copied from
4000  *        userspace (unvalidated)
4001  * @file: drm file
4002  *
4003  * Validates the submitted OA register to be saved into a new OA config that
4004  * can then be used for programming the OA unit and its NOA network.
4005  *
4006  * Returns: A new allocated config number to be used with the perf open ioctl
4007  * or a negative error code on failure.
4008  */
4009 int i915_perf_add_config_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
4010                                struct drm_file *file)
4011 {
4012         struct i915_perf *perf = &to_i915(dev)->perf;
4013         struct drm_i915_perf_oa_config *args = data;
4014         struct i915_oa_config *oa_config, *tmp;
4015         struct i915_oa_reg *regs;
4016         int err, id;
4017
4018         if (!perf->i915) {
4019                 DRM_DEBUG("i915 perf interface not available for this system\n");
4020                 return -ENOTSUPP;
4021         }
4022
4023         if (!perf->metrics_kobj) {
4024                 DRM_DEBUG("OA metrics weren't advertised via sysfs\n");
4025                 return -EINVAL;
4026         }
4027
4028         if (i915_perf_stream_paranoid && !perfmon_capable()) {
4029                 DRM_DEBUG("Insufficient privileges to add i915 OA config\n");
4030                 return -EACCES;
4031         }
4032
4033         if ((!args->mux_regs_ptr || !args->n_mux_regs) &&
4034             (!args->boolean_regs_ptr || !args->n_boolean_regs) &&
4035             (!args->flex_regs_ptr || !args->n_flex_regs)) {
4036                 DRM_DEBUG("No OA registers given\n");
4037                 return -EINVAL;
4038         }
4039
4040         oa_config = kzalloc(sizeof(*oa_config), GFP_KERNEL);
4041         if (!oa_config) {
4042                 DRM_DEBUG("Failed to allocate memory for the OA config\n");
4043                 return -ENOMEM;
4044         }
4045
4046         oa_config->perf = perf;
4047         kref_init(&oa_config->ref);
4048
4049         if (!uuid_is_valid(args->uuid)) {
4050                 DRM_DEBUG("Invalid uuid format for OA config\n");
4051                 err = -EINVAL;
4052                 goto reg_err;
4053         }
4054
4055         /* Last character in oa_config->uuid will be 0 because oa_config is
4056          * kzalloc.
4057          */
4058         memcpy(oa_config->uuid, args->uuid, sizeof(args->uuid));
4059
4060         oa_config->mux_regs_len = args->n_mux_regs;
4061         regs = alloc_oa_regs(perf,
4062                              perf->ops.is_valid_mux_reg,
4063                              u64_to_user_ptr(args->mux_regs_ptr),
4064                              args->n_mux_regs);
4065
4066         if (IS_ERR(regs)) {
4067                 DRM_DEBUG("Failed to create OA config for mux_regs\n");
4068                 err = PTR_ERR(regs);
4069                 goto reg_err;
4070         }
4071         oa_config->mux_regs = regs;
4072
4073         oa_config->b_counter_regs_len = args->n_boolean_regs;
4074         regs = alloc_oa_regs(perf,
4075                              perf->ops.is_valid_b_counter_reg,
4076                              u64_to_user_ptr(args->boolean_regs_ptr),
4077                              args->n_boolean_regs);
4078
4079         if (IS_ERR(regs)) {
4080                 DRM_DEBUG("Failed to create OA config for b_counter_regs\n");
4081                 err = PTR_ERR(regs);
4082                 goto reg_err;
4083         }
4084         oa_config->b_counter_regs = regs;
4085
4086         if (INTEL_GEN(perf->i915) < 8) {
4087                 if (args->n_flex_regs != 0) {
4088                         err = -EINVAL;
4089                         goto reg_err;
4090                 }
4091         } else {
4092                 oa_config->flex_regs_len = args->n_flex_regs;
4093                 regs = alloc_oa_regs(perf,
4094                                      perf->ops.is_valid_flex_reg,
4095                                      u64_to_user_ptr(args->flex_regs_ptr),
4096                                      args->n_flex_regs);
4097
4098                 if (IS_ERR(regs)) {
4099                         DRM_DEBUG("Failed to create OA config for flex_regs\n");
4100                         err = PTR_ERR(regs);
4101                         goto reg_err;
4102                 }
4103                 oa_config->flex_regs = regs;
4104         }
4105
4106         err = mutex_lock_interruptible(&perf->metrics_lock);
4107         if (err)
4108                 goto reg_err;
4109
4110         /* We shouldn't have too many configs, so this iteration shouldn't be
4111          * too costly.
4112          */
4113         idr_for_each_entry(&perf->metrics_idr, tmp, id) {
4114                 if (!strcmp(tmp->uuid, oa_config->uuid)) {
4115                         DRM_DEBUG("OA config already exists with this uuid\n");
4116                         err = -EADDRINUSE;
4117                         goto sysfs_err;
4118                 }
4119         }
4120
4121         err = create_dynamic_oa_sysfs_entry(perf, oa_config);
4122         if (err) {
4123                 DRM_DEBUG("Failed to create sysfs entry for OA config\n");
4124                 goto sysfs_err;
4125         }
4126
4127         /* Config id 0 is invalid, id 1 for kernel stored test config. */
4128         oa_config->id = idr_alloc(&perf->metrics_idr,
4129                                   oa_config, 2,
4130                                   0, GFP_KERNEL);
4131         if (oa_config->id < 0) {
4132                 DRM_DEBUG("Failed to create sysfs entry for OA config\n");
4133                 err = oa_config->id;
4134                 goto sysfs_err;
4135         }
4136
4137         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4138
4139         DRM_DEBUG("Added config %s id=%i\n", oa_config->uuid, oa_config->id);
4140
4141         return oa_config->id;
4142
4143 sysfs_err:
4144         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4145 reg_err:
4146         i915_oa_config_put(oa_config);
4147         DRM_DEBUG("Failed to add new OA config\n");
4148         return err;
4149 }
4150
4151 /**
4152  * i915_perf_remove_config_ioctl - DRM ioctl() for userspace to remove an OA config
4153  * @dev: drm device
4154  * @data: ioctl data (pointer to u64 integer) copied from userspace
4155  * @file: drm file
4156  *
4157  * Configs can be removed while being used, the will stop appearing in sysfs
4158  * and their content will be freed when the stream using the config is closed.
4159  *
4160  * Returns: 0 on success or a negative error code on failure.
4161  */
4162 int i915_perf_remove_config_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
4163                                   struct drm_file *file)
4164 {
4165         struct i915_perf *perf = &to_i915(dev)->perf;
4166         u64 *arg = data;
4167         struct i915_oa_config *oa_config;
4168         int ret;
4169
4170         if (!perf->i915) {
4171                 DRM_DEBUG("i915 perf interface not available for this system\n");
4172                 return -ENOTSUPP;
4173         }
4174
4175         if (i915_perf_stream_paranoid && !perfmon_capable()) {
4176                 DRM_DEBUG("Insufficient privileges to remove i915 OA config\n");
4177                 return -EACCES;
4178         }
4179
4180         ret = mutex_lock_interruptible(&perf->metrics_lock);
4181         if (ret)
4182                 return ret;
4183
4184         oa_config = idr_find(&perf->metrics_idr, *arg);
4185         if (!oa_config) {
4186                 DRM_DEBUG("Failed to remove unknown OA config\n");
4187                 ret = -ENOENT;
4188                 goto err_unlock;
4189         }
4190
4191         GEM_BUG_ON(*arg != oa_config->id);
4192
4193         sysfs_remove_group(perf->metrics_kobj, &oa_config->sysfs_metric);
4194
4195         idr_remove(&perf->metrics_idr, *arg);
4196
4197         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4198
4199         DRM_DEBUG("Removed config %s id=%i\n", oa_config->uuid, oa_config->id);
4200
4201         i915_oa_config_put(oa_config);
4202
4203         return 0;
4204
4205 err_unlock:
4206         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4207         return ret;
4208 }
4209
4210 static struct ctl_table oa_table[] = {
4211         {
4212          .procname = "perf_stream_paranoid",
4213          .data = &i915_perf_stream_paranoid,
4214          .maxlen = sizeof(i915_perf_stream_paranoid),
4215          .mode = 0644,
4216          .proc_handler = proc_dointvec_minmax,
4217          .extra1 = SYSCTL_ZERO,
4218          .extra2 = SYSCTL_ONE,
4219          },
4220         {
4221          .procname = "oa_max_sample_rate",
4222          .data = &i915_oa_max_sample_rate,
4223          .maxlen = sizeof(i915_oa_max_sample_rate),
4224          .mode = 0644,
4225          .proc_handler = proc_dointvec_minmax,
4226          .extra1 = SYSCTL_ZERO,
4227          .extra2 = &oa_sample_rate_hard_limit,
4228          },
4229         {}
4230 };
4231
4232 static struct ctl_table i915_root[] = {
4233         {
4234          .procname = "i915",
4235          .maxlen = 0,
4236          .mode = 0555,
4237          .child = oa_table,
4238          },
4239         {}
4240 };
4241
4242 static struct ctl_table dev_root[] = {
4243         {
4244          .procname = "dev",
4245          .maxlen = 0,
4246          .mode = 0555,
4247          .child = i915_root,
4248          },
4249         {}
4250 };
4251
4252 /**
4253  * i915_perf_init - initialize i915-perf state on module bind
4254  * @i915: i915 device instance
4255  *
4256  * Initializes i915-perf state without exposing anything to userspace.
4257  *
4258  * Note: i915-perf initialization is split into an 'init' and 'register'
4259  * phase with the i915_perf_register() exposing state to userspace.
4260  */
4261 void i915_perf_init(struct drm_i915_private *i915)
4262 {
4263         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
4264
4265         /* XXX const struct i915_perf_ops! */
4266
4267         if (IS_HASWELL(i915)) {
4268                 perf->ops.is_valid_b_counter_reg = gen7_is_valid_b_counter_addr;
4269                 perf->ops.is_valid_mux_reg = hsw_is_valid_mux_addr;
4270                 perf->ops.is_valid_flex_reg = NULL;
4271                 perf->ops.enable_metric_set = hsw_enable_metric_set;
4272                 perf->ops.disable_metric_set = hsw_disable_metric_set;
4273                 perf->ops.oa_enable = gen7_oa_enable;
4274                 perf->ops.oa_disable = gen7_oa_disable;
4275                 perf->ops.read = gen7_oa_read;
4276                 perf->ops.oa_hw_tail_read = gen7_oa_hw_tail_read;
4277
4278                 perf->oa_formats = hsw_oa_formats;
4279         } else if (HAS_LOGICAL_RING_CONTEXTS(i915)) {
4280                 /* Note: that although we could theoretically also support the
4281                  * legacy ringbuffer mode on BDW (and earlier iterations of
4282                  * this driver, before upstreaming did this) it didn't seem
4283                  * worth the complexity to maintain now that BDW+ enable
4284                  * execlist mode by default.
4285                  */
4286                 perf->ops.read = gen8_oa_read;
4287
4288                 if (IS_GEN_RANGE(i915, 8, 9)) {
4289                         perf->oa_formats = gen8_plus_oa_formats;
4290
4291                         perf->ops.is_valid_b_counter_reg =
4292                                 gen7_is_valid_b_counter_addr;
4293                         perf->ops.is_valid_mux_reg =
4294                                 gen8_is_valid_mux_addr;
4295                         perf->ops.is_valid_flex_reg =
4296                                 gen8_is_valid_flex_addr;
4297
4298                         if (IS_CHERRYVIEW(i915)) {
4299                                 perf->ops.is_valid_mux_reg =
4300                                         chv_is_valid_mux_addr;
4301                         }
4302
4303                         perf->ops.oa_enable = gen8_oa_enable;
4304                         perf->ops.oa_disable = gen8_oa_disable;
4305                         perf->ops.enable_metric_set = gen8_enable_metric_set;
4306                         perf->ops.disable_metric_set = gen8_disable_metric_set;
4307                         perf->ops.oa_hw_tail_read = gen8_oa_hw_tail_read;
4308
4309                         if (IS_GEN(i915, 8)) {
4310                                 perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x120;
4311                                 perf->ctx_flexeu0_offset = 0x2ce;
4312
4313                                 perf->gen8_valid_ctx_bit = BIT(25);
4314                         } else {
4315                                 perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x128;
4316                                 perf->ctx_flexeu0_offset = 0x3de;
4317
4318                                 perf->gen8_valid_ctx_bit = BIT(16);
4319                         }
4320                 } else if (IS_GEN_RANGE(i915, 10, 11)) {
4321                         perf->oa_formats = gen8_plus_oa_formats;
4322
4323                         perf->ops.is_valid_b_counter_reg =
4324                                 gen7_is_valid_b_counter_addr;
4325                         perf->ops.is_valid_mux_reg =
4326                                 gen10_is_valid_mux_addr;
4327                         perf->ops.is_valid_flex_reg =
4328                                 gen8_is_valid_flex_addr;
4329
4330                         perf->ops.oa_enable = gen8_oa_enable;
4331                         perf->ops.oa_disable = gen8_oa_disable;
4332                         perf->ops.enable_metric_set = gen8_enable_metric_set;
4333                         perf->ops.disable_metric_set = gen10_disable_metric_set;
4334                         perf->ops.oa_hw_tail_read = gen8_oa_hw_tail_read;
4335
4336                         if (IS_GEN(i915, 10)) {
4337                                 perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x128;
4338                                 perf->ctx_flexeu0_offset = 0x3de;
4339                         } else {
4340                                 perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x124;
4341                                 perf->ctx_flexeu0_offset = 0x78e;
4342                         }
4343                         perf->gen8_valid_ctx_bit = BIT(16);
4344                 } else if (IS_GEN(i915, 12)) {
4345                         perf->oa_formats = gen12_oa_formats;
4346
4347                         perf->ops.is_valid_b_counter_reg =
4348                                 gen12_is_valid_b_counter_addr;
4349                         perf->ops.is_valid_mux_reg =
4350                                 gen12_is_valid_mux_addr;
4351                         perf->ops.is_valid_flex_reg =
4352                                 gen8_is_valid_flex_addr;
4353
4354                         perf->ops.oa_enable = gen12_oa_enable;
4355                         perf->ops.oa_disable = gen12_oa_disable;
4356                         perf->ops.enable_metric_set = gen12_enable_metric_set;
4357                         perf->ops.disable_metric_set = gen12_disable_metric_set;
4358                         perf->ops.oa_hw_tail_read = gen12_oa_hw_tail_read;
4359
4360                         perf->ctx_flexeu0_offset = 0;
4361                         perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x144;
4362                 }
4363         }
4364
4365         if (perf->ops.enable_metric_set) {
4366                 mutex_init(&perf->lock);
4367
4368                 oa_sample_rate_hard_limit =
4369                         RUNTIME_INFO(i915)->cs_timestamp_frequency_hz / 2;
4370
4371                 mutex_init(&perf->metrics_lock);
4372                 idr_init(&perf->metrics_idr);
4373
4374                 /* We set up some ratelimit state to potentially throttle any
4375                  * _NOTES about spurious, invalid OA reports which we don't
4376                  * forward to userspace.
4377                  *
4378                  * We print a _NOTE about any throttling when closing the
4379                  * stream instead of waiting until driver _fini which no one
4380                  * would ever see.
4381                  *
4382                  * Using the same limiting factors as printk_ratelimit()
4383                  */
4384                 ratelimit_state_init(&perf->spurious_report_rs, 5 * HZ, 10);
4385                 /* Since we use a DRM_NOTE for spurious reports it would be
4386                  * inconsistent to let __ratelimit() automatically print a
4387                  * warning for throttling.
4388                  */
4389                 ratelimit_set_flags(&perf->spurious_report_rs,
4390                                     RATELIMIT_MSG_ON_RELEASE);
4391
4392                 ratelimit_state_init(&perf->tail_pointer_race,
4393                                      5 * HZ, 10);
4394                 ratelimit_set_flags(&perf->tail_pointer_race,
4395                                     RATELIMIT_MSG_ON_RELEASE);
4396
4397                 atomic64_set(&perf->noa_programming_delay,
4398                              500 * 1000 /* 500us */);
4399
4400                 perf->i915 = i915;
4401         }
4402 }
4403
4404 static int destroy_config(int id, void *p, void *data)
4405 {
4406         i915_oa_config_put(p);
4407         return 0;
4408 }
4409
4410 void i915_perf_sysctl_register(void)
4411 {
4412         sysctl_header = register_sysctl_table(dev_root);
4413 }
4414
4415 void i915_perf_sysctl_unregister(void)
4416 {
4417         unregister_sysctl_table(sysctl_header);
4418 }
4419
4420 /**
4421  * i915_perf_fini - Counter part to i915_perf_init()
4422  * @i915: i915 device instance
4423  */
4424 void i915_perf_fini(struct drm_i915_private *i915)
4425 {
4426         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
4427
4428         if (!perf->i915)
4429                 return;
4430
4431         idr_for_each(&perf->metrics_idr, destroy_config, perf);
4432         idr_destroy(&perf->metrics_idr);
4433
4434         memset(&perf->ops, 0, sizeof(perf->ops));
4435         perf->i915 = NULL;
4436 }
4437
4438 /**
4439  * i915_perf_ioctl_version - Version of the i915-perf subsystem
4440  *
4441  * This version number is used by userspace to detect available features.
4442  */
4443 int i915_perf_ioctl_version(void)
4444 {
4445         /*
4446          * 1: Initial version
4447          *   I915_PERF_IOCTL_ENABLE
4448          *   I915_PERF_IOCTL_DISABLE
4449          *
4450          * 2: Added runtime modification of OA config.
4451          *   I915_PERF_IOCTL_CONFIG
4452          *
4453          * 3: Add DRM_I915_PERF_PROP_HOLD_PREEMPTION parameter to hold
4454          *    preemption on a particular context so that performance data is
4455          *    accessible from a delta of MI_RPC reports without looking at the
4456          *    OA buffer.
4457          *
4458          * 4: Add DRM_I915_PERF_PROP_ALLOWED_SSEU to limit what contexts can
4459          *    be run for the duration of the performance recording based on
4460          *    their SSEU configuration.
4461          *
4462          * 5: Add DRM_I915_PERF_PROP_POLL_OA_PERIOD parameter that controls the
4463          *    interval for the hrtimer used to check for OA data.
4464          */
4465         return 5;
4466 }
4467
4468 #if IS_ENABLED(CONFIG_DRM_I915_SELFTEST)
4469 #include "selftests/i915_perf.c"
4470 #endif