powerpc/mm: Avoid calling arch_enter/leave_lazy_mmu() in set_ptes
[platform/kernel/linux-starfive.git] / drivers / gpu / drm / i915 / i915_perf.c
1 /*
2  * Copyright © 2015-2016 Intel Corporation
3  *
4  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a
5  * copy of this software and associated documentation files (the "Software"),
6  * to deal in the Software without restriction, including without limitation
7  * the rights to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense,
8  * and/or sell copies of the Software, and to permit persons to whom the
9  * Software is furnished to do so, subject to the following conditions:
10  *
11  * The above copyright notice and this permission notice (including the next
12  * paragraph) shall be included in all copies or substantial portions of the
13  * Software.
14  *
15  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
16  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
17  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT.  IN NO EVENT SHALL
18  * THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
19  * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING
20  * FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS
21  * IN THE SOFTWARE.
22  *
23  * Authors:
24  *   Robert Bragg <robert@sixbynine.org>
25  */
26
27
28 /**
29  * DOC: i915 Perf Overview
30  *
31  * Gen graphics supports a large number of performance counters that can help
32  * driver and application developers understand and optimize their use of the
33  * GPU.
34  *
35  * This i915 perf interface enables userspace to configure and open a file
36  * descriptor representing a stream of GPU metrics which can then be read() as
37  * a stream of sample records.
38  *
39  * The interface is particularly suited to exposing buffered metrics that are
40  * captured by DMA from the GPU, unsynchronized with and unrelated to the CPU.
41  *
42  * Streams representing a single context are accessible to applications with a
43  * corresponding drm file descriptor, such that OpenGL can use the interface
44  * without special privileges. Access to system-wide metrics requires root
45  * privileges by default, unless changed via the dev.i915.perf_event_paranoid
46  * sysctl option.
47  *
48  */
49
50 /**
51  * DOC: i915 Perf History and Comparison with Core Perf
52  *
53  * The interface was initially inspired by the core Perf infrastructure but
54  * some notable differences are:
55  *
56  * i915 perf file descriptors represent a "stream" instead of an "event"; where
57  * a perf event primarily corresponds to a single 64bit value, while a stream
58  * might sample sets of tightly-coupled counters, depending on the
59  * configuration.  For example the Gen OA unit isn't designed to support
60  * orthogonal configurations of individual counters; it's configured for a set
61  * of related counters. Samples for an i915 perf stream capturing OA metrics
62  * will include a set of counter values packed in a compact HW specific format.
63  * The OA unit supports a number of different packing formats which can be
64  * selected by the user opening the stream. Perf has support for grouping
65  * events, but each event in the group is configured, validated and
66  * authenticated individually with separate system calls.
67  *
68  * i915 perf stream configurations are provided as an array of u64 (key,value)
69  * pairs, instead of a fixed struct with multiple miscellaneous config members,
70  * interleaved with event-type specific members.
71  *
72  * i915 perf doesn't support exposing metrics via an mmap'd circular buffer.
73  * The supported metrics are being written to memory by the GPU unsynchronized
74  * with the CPU, using HW specific packing formats for counter sets. Sometimes
75  * the constraints on HW configuration require reports to be filtered before it
76  * would be acceptable to expose them to unprivileged applications - to hide
77  * the metrics of other processes/contexts. For these use cases a read() based
78  * interface is a good fit, and provides an opportunity to filter data as it
79  * gets copied from the GPU mapped buffers to userspace buffers.
80  *
81  *
82  * Issues hit with first prototype based on Core Perf
83  * ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
84  *
85  * The first prototype of this driver was based on the core perf
86  * infrastructure, and while we did make that mostly work, with some changes to
87  * perf, we found we were breaking or working around too many assumptions baked
88  * into perf's currently cpu centric design.
89  *
90  * In the end we didn't see a clear benefit to making perf's implementation and
91  * interface more complex by changing design assumptions while we knew we still
92  * wouldn't be able to use any existing perf based userspace tools.
93  *
94  * Also considering the Gen specific nature of the Observability hardware and
95  * how userspace will sometimes need to combine i915 perf OA metrics with
96  * side-band OA data captured via MI_REPORT_PERF_COUNT commands; we're
97  * expecting the interface to be used by a platform specific userspace such as
98  * OpenGL or tools. This is to say; we aren't inherently missing out on having
99  * a standard vendor/architecture agnostic interface by not using perf.
100  *
101  *
102  * For posterity, in case we might re-visit trying to adapt core perf to be
103  * better suited to exposing i915 metrics these were the main pain points we
104  * hit:
105  *
106  * - The perf based OA PMU driver broke some significant design assumptions:
107  *
108  *   Existing perf pmus are used for profiling work on a cpu and we were
109  *   introducing the idea of _IS_DEVICE pmus with different security
110  *   implications, the need to fake cpu-related data (such as user/kernel
111  *   registers) to fit with perf's current design, and adding _DEVICE records
112  *   as a way to forward device-specific status records.
113  *
114  *   The OA unit writes reports of counters into a circular buffer, without
115  *   involvement from the CPU, making our PMU driver the first of a kind.
116  *
117  *   Given the way we were periodically forward data from the GPU-mapped, OA
118  *   buffer to perf's buffer, those bursts of sample writes looked to perf like
119  *   we were sampling too fast and so we had to subvert its throttling checks.
120  *
121  *   Perf supports groups of counters and allows those to be read via
122  *   transactions internally but transactions currently seem designed to be
123  *   explicitly initiated from the cpu (say in response to a userspace read())
124  *   and while we could pull a report out of the OA buffer we can't
125  *   trigger a report from the cpu on demand.
126  *
127  *   Related to being report based; the OA counters are configured in HW as a
128  *   set while perf generally expects counter configurations to be orthogonal.
129  *   Although counters can be associated with a group leader as they are
130  *   opened, there's no clear precedent for being able to provide group-wide
131  *   configuration attributes (for example we want to let userspace choose the
132  *   OA unit report format used to capture all counters in a set, or specify a
133  *   GPU context to filter metrics on). We avoided using perf's grouping
134  *   feature and forwarded OA reports to userspace via perf's 'raw' sample
135  *   field. This suited our userspace well considering how coupled the counters
136  *   are when dealing with normalizing. It would be inconvenient to split
137  *   counters up into separate events, only to require userspace to recombine
138  *   them. For Mesa it's also convenient to be forwarded raw, periodic reports
139  *   for combining with the side-band raw reports it captures using
140  *   MI_REPORT_PERF_COUNT commands.
141  *
142  *   - As a side note on perf's grouping feature; there was also some concern
143  *     that using PERF_FORMAT_GROUP as a way to pack together counter values
144  *     would quite drastically inflate our sample sizes, which would likely
145  *     lower the effective sampling resolutions we could use when the available
146  *     memory bandwidth is limited.
147  *
148  *     With the OA unit's report formats, counters are packed together as 32
149  *     or 40bit values, with the largest report size being 256 bytes.
150  *
151  *     PERF_FORMAT_GROUP values are 64bit, but there doesn't appear to be a
152  *     documented ordering to the values, implying PERF_FORMAT_ID must also be
153  *     used to add a 64bit ID before each value; giving 16 bytes per counter.
154  *
155  *   Related to counter orthogonality; we can't time share the OA unit, while
156  *   event scheduling is a central design idea within perf for allowing
157  *   userspace to open + enable more events than can be configured in HW at any
158  *   one time.  The OA unit is not designed to allow re-configuration while in
159  *   use. We can't reconfigure the OA unit without losing internal OA unit
160  *   state which we can't access explicitly to save and restore. Reconfiguring
161  *   the OA unit is also relatively slow, involving ~100 register writes. From
162  *   userspace Mesa also depends on a stable OA configuration when emitting
163  *   MI_REPORT_PERF_COUNT commands and importantly the OA unit can't be
164  *   disabled while there are outstanding MI_RPC commands lest we hang the
165  *   command streamer.
166  *
167  *   The contents of sample records aren't extensible by device drivers (i.e.
168  *   the sample_type bits). As an example; Sourab Gupta had been looking to
169  *   attach GPU timestamps to our OA samples. We were shoehorning OA reports
170  *   into sample records by using the 'raw' field, but it's tricky to pack more
171  *   than one thing into this field because events/core.c currently only lets a
172  *   pmu give a single raw data pointer plus len which will be copied into the
173  *   ring buffer. To include more than the OA report we'd have to copy the
174  *   report into an intermediate larger buffer. I'd been considering allowing a
175  *   vector of data+len values to be specified for copying the raw data, but
176  *   it felt like a kludge to being using the raw field for this purpose.
177  *
178  * - It felt like our perf based PMU was making some technical compromises
179  *   just for the sake of using perf:
180  *
181  *   perf_event_open() requires events to either relate to a pid or a specific
182  *   cpu core, while our device pmu related to neither.  Events opened with a
183  *   pid will be automatically enabled/disabled according to the scheduling of
184  *   that process - so not appropriate for us. When an event is related to a
185  *   cpu id, perf ensures pmu methods will be invoked via an inter process
186  *   interrupt on that core. To avoid invasive changes our userspace opened OA
187  *   perf events for a specific cpu. This was workable but it meant the
188  *   majority of the OA driver ran in atomic context, including all OA report
189  *   forwarding, which wasn't really necessary in our case and seems to make
190  *   our locking requirements somewhat complex as we handled the interaction
191  *   with the rest of the i915 driver.
192  */
193
194 #include <linux/anon_inodes.h>
195 #include <linux/nospec.h>
196 #include <linux/sizes.h>
197 #include <linux/uuid.h>
198
199 #include "gem/i915_gem_context.h"
200 #include "gem/i915_gem_internal.h"
201 #include "gt/intel_engine_pm.h"
202 #include "gt/intel_engine_regs.h"
203 #include "gt/intel_engine_user.h"
204 #include "gt/intel_execlists_submission.h"
205 #include "gt/intel_gpu_commands.h"
206 #include "gt/intel_gt.h"
207 #include "gt/intel_gt_clock_utils.h"
208 #include "gt/intel_gt_mcr.h"
209 #include "gt/intel_gt_regs.h"
210 #include "gt/intel_lrc.h"
211 #include "gt/intel_lrc_reg.h"
212 #include "gt/intel_rc6.h"
213 #include "gt/intel_ring.h"
214 #include "gt/uc/intel_guc_slpc.h"
215
216 #include "i915_drv.h"
217 #include "i915_file_private.h"
218 #include "i915_perf.h"
219 #include "i915_perf_oa_regs.h"
220 #include "i915_reg.h"
221
222 /* HW requires this to be a power of two, between 128k and 16M, though driver
223  * is currently generally designed assuming the largest 16M size is used such
224  * that the overflow cases are unlikely in normal operation.
225  */
226 #define OA_BUFFER_SIZE          SZ_16M
227
228 #define OA_TAKEN(tail, head)    ((tail - head) & (OA_BUFFER_SIZE - 1))
229
230 /**
231  * DOC: OA Tail Pointer Race
232  *
233  * There's a HW race condition between OA unit tail pointer register updates and
234  * writes to memory whereby the tail pointer can sometimes get ahead of what's
235  * been written out to the OA buffer so far (in terms of what's visible to the
236  * CPU).
237  *
238  * Although this can be observed explicitly while copying reports to userspace
239  * by checking for a zeroed report-id field in tail reports, we want to account
240  * for this earlier, as part of the oa_buffer_check_unlocked to avoid lots of
241  * redundant read() attempts.
242  *
243  * We workaround this issue in oa_buffer_check_unlocked() by reading the reports
244  * in the OA buffer, starting from the tail reported by the HW until we find a
245  * report with its first 2 dwords not 0 meaning its previous report is
246  * completely in memory and ready to be read. Those dwords are also set to 0
247  * once read and the whole buffer is cleared upon OA buffer initialization. The
248  * first dword is the reason for this report while the second is the timestamp,
249  * making the chances of having those 2 fields at 0 fairly unlikely. A more
250  * detailed explanation is available in oa_buffer_check_unlocked().
251  *
252  * Most of the implementation details for this workaround are in
253  * oa_buffer_check_unlocked() and _append_oa_reports()
254  *
255  * Note for posterity: previously the driver used to define an effective tail
256  * pointer that lagged the real pointer by a 'tail margin' measured in bytes
257  * derived from %OA_TAIL_MARGIN_NSEC and the configured sampling frequency.
258  * This was flawed considering that the OA unit may also automatically generate
259  * non-periodic reports (such as on context switch) or the OA unit may be
260  * enabled without any periodic sampling.
261  */
262 #define OA_TAIL_MARGIN_NSEC     100000ULL
263 #define INVALID_TAIL_PTR        0xffffffff
264
265 /* The default frequency for checking whether the OA unit has written new
266  * reports to the circular OA buffer...
267  */
268 #define DEFAULT_POLL_FREQUENCY_HZ 200
269 #define DEFAULT_POLL_PERIOD_NS (NSEC_PER_SEC / DEFAULT_POLL_FREQUENCY_HZ)
270
271 /* for sysctl proc_dointvec_minmax of dev.i915.perf_stream_paranoid */
272 static u32 i915_perf_stream_paranoid = true;
273
274 /* The maximum exponent the hardware accepts is 63 (essentially it selects one
275  * of the 64bit timestamp bits to trigger reports from) but there's currently
276  * no known use case for sampling as infrequently as once per 47 thousand years.
277  *
278  * Since the timestamps included in OA reports are only 32bits it seems
279  * reasonable to limit the OA exponent where it's still possible to account for
280  * overflow in OA report timestamps.
281  */
282 #define OA_EXPONENT_MAX 31
283
284 #define INVALID_CTX_ID 0xffffffff
285
286 /* On Gen8+ automatically triggered OA reports include a 'reason' field... */
287 #define OAREPORT_REASON_MASK           0x3f
288 #define OAREPORT_REASON_MASK_EXTENDED  0x7f
289 #define OAREPORT_REASON_SHIFT          19
290 #define OAREPORT_REASON_TIMER          (1<<0)
291 #define OAREPORT_REASON_CTX_SWITCH     (1<<3)
292 #define OAREPORT_REASON_CLK_RATIO      (1<<5)
293
294 #define HAS_MI_SET_PREDICATE(i915) (GRAPHICS_VER_FULL(i915) >= IP_VER(12, 50))
295
296 /* For sysctl proc_dointvec_minmax of i915_oa_max_sample_rate
297  *
298  * The highest sampling frequency we can theoretically program the OA unit
299  * with is always half the timestamp frequency: E.g. 6.25Mhz for Haswell.
300  *
301  * Initialized just before we register the sysctl parameter.
302  */
303 static int oa_sample_rate_hard_limit;
304
305 /* Theoretically we can program the OA unit to sample every 160ns but don't
306  * allow that by default unless root...
307  *
308  * The default threshold of 100000Hz is based on perf's similar
309  * kernel.perf_event_max_sample_rate sysctl parameter.
310  */
311 static u32 i915_oa_max_sample_rate = 100000;
312
313 /* XXX: beware if future OA HW adds new report formats that the current
314  * code assumes all reports have a power-of-two size and ~(size - 1) can
315  * be used as a mask to align the OA tail pointer.
316  */
317 static const struct i915_oa_format oa_formats[I915_OA_FORMAT_MAX] = {
318         [I915_OA_FORMAT_A13]        = { 0, 64 },
319         [I915_OA_FORMAT_A29]        = { 1, 128 },
320         [I915_OA_FORMAT_A13_B8_C8]  = { 2, 128 },
321         /* A29_B8_C8 Disallowed as 192 bytes doesn't factor into buffer size */
322         [I915_OA_FORMAT_B4_C8]      = { 4, 64 },
323         [I915_OA_FORMAT_A45_B8_C8]  = { 5, 256 },
324         [I915_OA_FORMAT_B4_C8_A16]  = { 6, 128 },
325         [I915_OA_FORMAT_C4_B8]      = { 7, 64 },
326         [I915_OA_FORMAT_A12]                = { 0, 64 },
327         [I915_OA_FORMAT_A12_B8_C8]          = { 2, 128 },
328         [I915_OA_FORMAT_A32u40_A4u32_B8_C8] = { 5, 256 },
329         [I915_OAR_FORMAT_A32u40_A4u32_B8_C8]    = { 5, 256 },
330         [I915_OA_FORMAT_A24u40_A14u32_B8_C8]    = { 5, 256 },
331         [I915_OAM_FORMAT_MPEC8u64_B8_C8]        = { 1, 192, TYPE_OAM, HDR_64_BIT },
332         [I915_OAM_FORMAT_MPEC8u32_B8_C8]        = { 2, 128, TYPE_OAM, HDR_64_BIT },
333 };
334
335 static const u32 mtl_oa_base[] = {
336         [PERF_GROUP_OAM_SAMEDIA_0] = 0x393000,
337 };
338
339 #define SAMPLE_OA_REPORT      (1<<0)
340
341 /**
342  * struct perf_open_properties - for validated properties given to open a stream
343  * @sample_flags: `DRM_I915_PERF_PROP_SAMPLE_*` properties are tracked as flags
344  * @single_context: Whether a single or all gpu contexts should be monitored
345  * @hold_preemption: Whether the preemption is disabled for the filtered
346  *                   context
347  * @ctx_handle: A gem ctx handle for use with @single_context
348  * @metrics_set: An ID for an OA unit metric set advertised via sysfs
349  * @oa_format: An OA unit HW report format
350  * @oa_periodic: Whether to enable periodic OA unit sampling
351  * @oa_period_exponent: The OA unit sampling period is derived from this
352  * @engine: The engine (typically rcs0) being monitored by the OA unit
353  * @has_sseu: Whether @sseu was specified by userspace
354  * @sseu: internal SSEU configuration computed either from the userspace
355  *        specified configuration in the opening parameters or a default value
356  *        (see get_default_sseu_config())
357  * @poll_oa_period: The period in nanoseconds at which the CPU will check for OA
358  * data availability
359  *
360  * As read_properties_unlocked() enumerates and validates the properties given
361  * to open a stream of metrics the configuration is built up in the structure
362  * which starts out zero initialized.
363  */
364 struct perf_open_properties {
365         u32 sample_flags;
366
367         u64 single_context:1;
368         u64 hold_preemption:1;
369         u64 ctx_handle;
370
371         /* OA sampling state */
372         int metrics_set;
373         int oa_format;
374         bool oa_periodic;
375         int oa_period_exponent;
376
377         struct intel_engine_cs *engine;
378
379         bool has_sseu;
380         struct intel_sseu sseu;
381
382         u64 poll_oa_period;
383 };
384
385 struct i915_oa_config_bo {
386         struct llist_node node;
387
388         struct i915_oa_config *oa_config;
389         struct i915_vma *vma;
390 };
391
392 static struct ctl_table_header *sysctl_header;
393
394 static enum hrtimer_restart oa_poll_check_timer_cb(struct hrtimer *hrtimer);
395
396 void i915_oa_config_release(struct kref *ref)
397 {
398         struct i915_oa_config *oa_config =
399                 container_of(ref, typeof(*oa_config), ref);
400
401         kfree(oa_config->flex_regs);
402         kfree(oa_config->b_counter_regs);
403         kfree(oa_config->mux_regs);
404
405         kfree_rcu(oa_config, rcu);
406 }
407
408 struct i915_oa_config *
409 i915_perf_get_oa_config(struct i915_perf *perf, int metrics_set)
410 {
411         struct i915_oa_config *oa_config;
412
413         rcu_read_lock();
414         oa_config = idr_find(&perf->metrics_idr, metrics_set);
415         if (oa_config)
416                 oa_config = i915_oa_config_get(oa_config);
417         rcu_read_unlock();
418
419         return oa_config;
420 }
421
422 static void free_oa_config_bo(struct i915_oa_config_bo *oa_bo)
423 {
424         i915_oa_config_put(oa_bo->oa_config);
425         i915_vma_put(oa_bo->vma);
426         kfree(oa_bo);
427 }
428
429 static inline const
430 struct i915_perf_regs *__oa_regs(struct i915_perf_stream *stream)
431 {
432         return &stream->engine->oa_group->regs;
433 }
434
435 static u32 gen12_oa_hw_tail_read(struct i915_perf_stream *stream)
436 {
437         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
438
439         return intel_uncore_read(uncore, __oa_regs(stream)->oa_tail_ptr) &
440                GEN12_OAG_OATAILPTR_MASK;
441 }
442
443 static u32 gen8_oa_hw_tail_read(struct i915_perf_stream *stream)
444 {
445         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
446
447         return intel_uncore_read(uncore, GEN8_OATAILPTR) & GEN8_OATAILPTR_MASK;
448 }
449
450 static u32 gen7_oa_hw_tail_read(struct i915_perf_stream *stream)
451 {
452         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
453         u32 oastatus1 = intel_uncore_read(uncore, GEN7_OASTATUS1);
454
455         return oastatus1 & GEN7_OASTATUS1_TAIL_MASK;
456 }
457
458 #define oa_report_header_64bit(__s) \
459         ((__s)->oa_buffer.format->header == HDR_64_BIT)
460
461 static u64 oa_report_id(struct i915_perf_stream *stream, void *report)
462 {
463         return oa_report_header_64bit(stream) ? *(u64 *)report : *(u32 *)report;
464 }
465
466 static u64 oa_report_reason(struct i915_perf_stream *stream, void *report)
467 {
468         return (oa_report_id(stream, report) >> OAREPORT_REASON_SHIFT) &
469                (GRAPHICS_VER(stream->perf->i915) == 12 ?
470                 OAREPORT_REASON_MASK_EXTENDED :
471                 OAREPORT_REASON_MASK);
472 }
473
474 static void oa_report_id_clear(struct i915_perf_stream *stream, u32 *report)
475 {
476         if (oa_report_header_64bit(stream))
477                 *(u64 *)report = 0;
478         else
479                 *report = 0;
480 }
481
482 static bool oa_report_ctx_invalid(struct i915_perf_stream *stream, void *report)
483 {
484         return !(oa_report_id(stream, report) &
485                stream->perf->gen8_valid_ctx_bit) &&
486                GRAPHICS_VER(stream->perf->i915) <= 11;
487 }
488
489 static u64 oa_timestamp(struct i915_perf_stream *stream, void *report)
490 {
491         return oa_report_header_64bit(stream) ?
492                 *((u64 *)report + 1) :
493                 *((u32 *)report + 1);
494 }
495
496 static void oa_timestamp_clear(struct i915_perf_stream *stream, u32 *report)
497 {
498         if (oa_report_header_64bit(stream))
499                 *(u64 *)&report[2] = 0;
500         else
501                 report[1] = 0;
502 }
503
504 static u32 oa_context_id(struct i915_perf_stream *stream, u32 *report)
505 {
506         u32 ctx_id = oa_report_header_64bit(stream) ? report[4] : report[2];
507
508         return ctx_id & stream->specific_ctx_id_mask;
509 }
510
511 static void oa_context_id_squash(struct i915_perf_stream *stream, u32 *report)
512 {
513         if (oa_report_header_64bit(stream))
514                 report[4] = INVALID_CTX_ID;
515         else
516                 report[2] = INVALID_CTX_ID;
517 }
518
519 /**
520  * oa_buffer_check_unlocked - check for data and update tail ptr state
521  * @stream: i915 stream instance
522  *
523  * This is either called via fops (for blocking reads in user ctx) or the poll
524  * check hrtimer (atomic ctx) to check the OA buffer tail pointer and check
525  * if there is data available for userspace to read.
526  *
527  * This function is central to providing a workaround for the OA unit tail
528  * pointer having a race with respect to what data is visible to the CPU.
529  * It is responsible for reading tail pointers from the hardware and giving
530  * the pointers time to 'age' before they are made available for reading.
531  * (See description of OA_TAIL_MARGIN_NSEC above for further details.)
532  *
533  * Besides returning true when there is data available to read() this function
534  * also updates the tail in the oa_buffer object.
535  *
536  * Note: It's safe to read OA config state here unlocked, assuming that this is
537  * only called while the stream is enabled, while the global OA configuration
538  * can't be modified.
539  *
540  * Returns: %true if the OA buffer contains data, else %false
541  */
542 static bool oa_buffer_check_unlocked(struct i915_perf_stream *stream)
543 {
544         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
545         int report_size = stream->oa_buffer.format->size;
546         u32 head, tail, read_tail;
547         unsigned long flags;
548         bool pollin;
549         u32 hw_tail;
550         u32 partial_report_size;
551
552         /* We have to consider the (unlikely) possibility that read() errors
553          * could result in an OA buffer reset which might reset the head and
554          * tail state.
555          */
556         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
557
558         hw_tail = stream->perf->ops.oa_hw_tail_read(stream);
559
560         /* The tail pointer increases in 64 byte increments, not in report_size
561          * steps. Also the report size may not be a power of 2. Compute
562          * potentially partially landed report in the OA buffer
563          */
564         partial_report_size = OA_TAKEN(hw_tail, stream->oa_buffer.tail);
565         partial_report_size %= report_size;
566
567         /* Subtract partial amount off the tail */
568         hw_tail = OA_TAKEN(hw_tail, partial_report_size);
569
570         /* NB: The head we observe here might effectively be a little
571          * out of date. If a read() is in progress, the head could be
572          * anywhere between this head and stream->oa_buffer.tail.
573          */
574         head = stream->oa_buffer.head - gtt_offset;
575         read_tail = stream->oa_buffer.tail - gtt_offset;
576
577         tail = hw_tail;
578
579         /* Walk the stream backward until we find a report with report
580          * id and timestmap not at 0. Since the circular buffer pointers
581          * progress by increments of 64 bytes and that reports can be up
582          * to 256 bytes long, we can't tell whether a report has fully
583          * landed in memory before the report id and timestamp of the
584          * following report have effectively landed.
585          *
586          * This is assuming that the writes of the OA unit land in
587          * memory in the order they were written to.
588          * If not : (╯°□°)╯︵ ┻━┻
589          */
590         while (OA_TAKEN(tail, read_tail) >= report_size) {
591                 void *report = stream->oa_buffer.vaddr + tail;
592
593                 if (oa_report_id(stream, report) ||
594                     oa_timestamp(stream, report))
595                         break;
596
597                 tail = (tail - report_size) & (OA_BUFFER_SIZE - 1);
598         }
599
600         if (OA_TAKEN(hw_tail, tail) > report_size &&
601             __ratelimit(&stream->perf->tail_pointer_race))
602                 drm_notice(&stream->uncore->i915->drm,
603                            "unlanded report(s) head=0x%x tail=0x%x hw_tail=0x%x\n",
604                  head, tail, hw_tail);
605
606         stream->oa_buffer.tail = gtt_offset + tail;
607
608         pollin = OA_TAKEN(stream->oa_buffer.tail,
609                           stream->oa_buffer.head) >= report_size;
610
611         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
612
613         return pollin;
614 }
615
616 /**
617  * append_oa_status - Appends a status record to a userspace read() buffer.
618  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
619  * @buf: destination buffer given by userspace
620  * @count: the number of bytes userspace wants to read
621  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
622  * @type: The kind of status to report to userspace
623  *
624  * Writes a status record (such as `DRM_I915_PERF_RECORD_OA_REPORT_LOST`)
625  * into the userspace read() buffer.
626  *
627  * The @buf @offset will only be updated on success.
628  *
629  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
630  */
631 static int append_oa_status(struct i915_perf_stream *stream,
632                             char __user *buf,
633                             size_t count,
634                             size_t *offset,
635                             enum drm_i915_perf_record_type type)
636 {
637         struct drm_i915_perf_record_header header = { type, 0, sizeof(header) };
638
639         if ((count - *offset) < header.size)
640                 return -ENOSPC;
641
642         if (copy_to_user(buf + *offset, &header, sizeof(header)))
643                 return -EFAULT;
644
645         (*offset) += header.size;
646
647         return 0;
648 }
649
650 /**
651  * append_oa_sample - Copies single OA report into userspace read() buffer.
652  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
653  * @buf: destination buffer given by userspace
654  * @count: the number of bytes userspace wants to read
655  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
656  * @report: A single OA report to (optionally) include as part of the sample
657  *
658  * The contents of a sample are configured through `DRM_I915_PERF_PROP_SAMPLE_*`
659  * properties when opening a stream, tracked as `stream->sample_flags`. This
660  * function copies the requested components of a single sample to the given
661  * read() @buf.
662  *
663  * The @buf @offset will only be updated on success.
664  *
665  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
666  */
667 static int append_oa_sample(struct i915_perf_stream *stream,
668                             char __user *buf,
669                             size_t count,
670                             size_t *offset,
671                             const u8 *report)
672 {
673         int report_size = stream->oa_buffer.format->size;
674         struct drm_i915_perf_record_header header;
675         int report_size_partial;
676         u8 *oa_buf_end;
677
678         header.type = DRM_I915_PERF_RECORD_SAMPLE;
679         header.pad = 0;
680         header.size = stream->sample_size;
681
682         if ((count - *offset) < header.size)
683                 return -ENOSPC;
684
685         buf += *offset;
686         if (copy_to_user(buf, &header, sizeof(header)))
687                 return -EFAULT;
688         buf += sizeof(header);
689
690         oa_buf_end = stream->oa_buffer.vaddr + OA_BUFFER_SIZE;
691         report_size_partial = oa_buf_end - report;
692
693         if (report_size_partial < report_size) {
694                 if (copy_to_user(buf, report, report_size_partial))
695                         return -EFAULT;
696                 buf += report_size_partial;
697
698                 if (copy_to_user(buf, stream->oa_buffer.vaddr,
699                                  report_size - report_size_partial))
700                         return -EFAULT;
701         } else if (copy_to_user(buf, report, report_size)) {
702                 return -EFAULT;
703         }
704
705         (*offset) += header.size;
706
707         return 0;
708 }
709
710 /**
711  * gen8_append_oa_reports - Copies all buffered OA reports into
712  *                          userspace read() buffer.
713  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
714  * @buf: destination buffer given by userspace
715  * @count: the number of bytes userspace wants to read
716  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
717  *
718  * Notably any error condition resulting in a short read (-%ENOSPC or
719  * -%EFAULT) will be returned even though one or more records may
720  * have been successfully copied. In this case it's up to the caller
721  * to decide if the error should be squashed before returning to
722  * userspace.
723  *
724  * Note: reports are consumed from the head, and appended to the
725  * tail, so the tail chases the head?... If you think that's mad
726  * and back-to-front you're not alone, but this follows the
727  * Gen PRM naming convention.
728  *
729  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
730  */
731 static int gen8_append_oa_reports(struct i915_perf_stream *stream,
732                                   char __user *buf,
733                                   size_t count,
734                                   size_t *offset)
735 {
736         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
737         int report_size = stream->oa_buffer.format->size;
738         u8 *oa_buf_base = stream->oa_buffer.vaddr;
739         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
740         u32 mask = (OA_BUFFER_SIZE - 1);
741         size_t start_offset = *offset;
742         unsigned long flags;
743         u32 head, tail;
744         int ret = 0;
745
746         if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm, !stream->enabled))
747                 return -EIO;
748
749         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
750
751         head = stream->oa_buffer.head;
752         tail = stream->oa_buffer.tail;
753
754         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
755
756         /*
757          * NB: oa_buffer.head/tail include the gtt_offset which we don't want
758          * while indexing relative to oa_buf_base.
759          */
760         head -= gtt_offset;
761         tail -= gtt_offset;
762
763         /*
764          * An out of bounds or misaligned head or tail pointer implies a driver
765          * bug since we validate + align the tail pointers we read from the
766          * hardware and we are in full control of the head pointer which should
767          * only be incremented by multiples of the report size.
768          */
769         if (drm_WARN_ONCE(&uncore->i915->drm,
770                           head > OA_BUFFER_SIZE ||
771                           tail > OA_BUFFER_SIZE,
772                           "Inconsistent OA buffer pointers: head = %u, tail = %u\n",
773                           head, tail))
774                 return -EIO;
775
776
777         for (/* none */;
778              OA_TAKEN(tail, head);
779              head = (head + report_size) & mask) {
780                 u8 *report = oa_buf_base + head;
781                 u32 *report32 = (void *)report;
782                 u32 ctx_id;
783                 u64 reason;
784
785                 /*
786                  * The reason field includes flags identifying what
787                  * triggered this specific report (mostly timer
788                  * triggered or e.g. due to a context switch).
789                  *
790                  * In MMIO triggered reports, some platforms do not set the
791                  * reason bit in this field and it is valid to have a reason
792                  * field of zero.
793                  */
794                 reason = oa_report_reason(stream, report);
795                 ctx_id = oa_context_id(stream, report32);
796
797                 /*
798                  * Squash whatever is in the CTX_ID field if it's marked as
799                  * invalid to be sure we avoid false-positive, single-context
800                  * filtering below...
801                  *
802                  * Note: that we don't clear the valid_ctx_bit so userspace can
803                  * understand that the ID has been squashed by the kernel.
804                  */
805                 if (oa_report_ctx_invalid(stream, report)) {
806                         ctx_id = INVALID_CTX_ID;
807                         oa_context_id_squash(stream, report32);
808                 }
809
810                 /*
811                  * NB: For Gen 8 the OA unit no longer supports clock gating
812                  * off for a specific context and the kernel can't securely
813                  * stop the counters from updating as system-wide / global
814                  * values.
815                  *
816                  * Automatic reports now include a context ID so reports can be
817                  * filtered on the cpu but it's not worth trying to
818                  * automatically subtract/hide counter progress for other
819                  * contexts while filtering since we can't stop userspace
820                  * issuing MI_REPORT_PERF_COUNT commands which would still
821                  * provide a side-band view of the real values.
822                  *
823                  * To allow userspace (such as Mesa/GL_INTEL_performance_query)
824                  * to normalize counters for a single filtered context then it
825                  * needs be forwarded bookend context-switch reports so that it
826                  * can track switches in between MI_REPORT_PERF_COUNT commands
827                  * and can itself subtract/ignore the progress of counters
828                  * associated with other contexts. Note that the hardware
829                  * automatically triggers reports when switching to a new
830                  * context which are tagged with the ID of the newly active
831                  * context. To avoid the complexity (and likely fragility) of
832                  * reading ahead while parsing reports to try and minimize
833                  * forwarding redundant context switch reports (i.e. between
834                  * other, unrelated contexts) we simply elect to forward them
835                  * all.
836                  *
837                  * We don't rely solely on the reason field to identify context
838                  * switches since it's not-uncommon for periodic samples to
839                  * identify a switch before any 'context switch' report.
840                  */
841                 if (!stream->ctx ||
842                     stream->specific_ctx_id == ctx_id ||
843                     stream->oa_buffer.last_ctx_id == stream->specific_ctx_id ||
844                     reason & OAREPORT_REASON_CTX_SWITCH) {
845
846                         /*
847                          * While filtering for a single context we avoid
848                          * leaking the IDs of other contexts.
849                          */
850                         if (stream->ctx &&
851                             stream->specific_ctx_id != ctx_id) {
852                                 oa_context_id_squash(stream, report32);
853                         }
854
855                         ret = append_oa_sample(stream, buf, count, offset,
856                                                report);
857                         if (ret)
858                                 break;
859
860                         stream->oa_buffer.last_ctx_id = ctx_id;
861                 }
862
863                 if (is_power_of_2(report_size)) {
864                         /*
865                          * Clear out the report id and timestamp as a means
866                          * to detect unlanded reports.
867                          */
868                         oa_report_id_clear(stream, report32);
869                         oa_timestamp_clear(stream, report32);
870                 } else {
871                         u8 *oa_buf_end = stream->oa_buffer.vaddr +
872                                          OA_BUFFER_SIZE;
873                         u32 part = oa_buf_end - (u8 *)report32;
874
875                         /* Zero out the entire report */
876                         if (report_size <= part) {
877                                 memset(report32, 0, report_size);
878                         } else {
879                                 memset(report32, 0, part);
880                                 memset(oa_buf_base, 0, report_size - part);
881                         }
882                 }
883         }
884
885         if (start_offset != *offset) {
886                 i915_reg_t oaheadptr;
887
888                 oaheadptr = GRAPHICS_VER(stream->perf->i915) == 12 ?
889                             __oa_regs(stream)->oa_head_ptr :
890                             GEN8_OAHEADPTR;
891
892                 spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
893
894                 /*
895                  * We removed the gtt_offset for the copy loop above, indexing
896                  * relative to oa_buf_base so put back here...
897                  */
898                 head += gtt_offset;
899                 intel_uncore_write(uncore, oaheadptr,
900                                    head & GEN12_OAG_OAHEADPTR_MASK);
901                 stream->oa_buffer.head = head;
902
903                 spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
904         }
905
906         return ret;
907 }
908
909 /**
910  * gen8_oa_read - copy status records then buffered OA reports
911  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
912  * @buf: destination buffer given by userspace
913  * @count: the number of bytes userspace wants to read
914  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
915  *
916  * Checks OA unit status registers and if necessary appends corresponding
917  * status records for userspace (such as for a buffer full condition) and then
918  * initiate appending any buffered OA reports.
919  *
920  * Updates @offset according to the number of bytes successfully copied into
921  * the userspace buffer.
922  *
923  * NB: some data may be successfully copied to the userspace buffer
924  * even if an error is returned, and this is reflected in the
925  * updated @offset.
926  *
927  * Returns: zero on success or a negative error code
928  */
929 static int gen8_oa_read(struct i915_perf_stream *stream,
930                         char __user *buf,
931                         size_t count,
932                         size_t *offset)
933 {
934         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
935         u32 oastatus;
936         i915_reg_t oastatus_reg;
937         int ret;
938
939         if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm, !stream->oa_buffer.vaddr))
940                 return -EIO;
941
942         oastatus_reg = GRAPHICS_VER(stream->perf->i915) == 12 ?
943                        __oa_regs(stream)->oa_status :
944                        GEN8_OASTATUS;
945
946         oastatus = intel_uncore_read(uncore, oastatus_reg);
947
948         /*
949          * We treat OABUFFER_OVERFLOW as a significant error:
950          *
951          * Although theoretically we could handle this more gracefully
952          * sometimes, some Gens don't correctly suppress certain
953          * automatically triggered reports in this condition and so we
954          * have to assume that old reports are now being trampled
955          * over.
956          *
957          * Considering how we don't currently give userspace control
958          * over the OA buffer size and always configure a large 16MB
959          * buffer, then a buffer overflow does anyway likely indicate
960          * that something has gone quite badly wrong.
961          */
962         if (oastatus & GEN8_OASTATUS_OABUFFER_OVERFLOW) {
963                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
964                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_BUFFER_LOST);
965                 if (ret)
966                         return ret;
967
968                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
969                         "OA buffer overflow (exponent = %d): force restart\n",
970                         stream->period_exponent);
971
972                 stream->perf->ops.oa_disable(stream);
973                 stream->perf->ops.oa_enable(stream);
974
975                 /*
976                  * Note: .oa_enable() is expected to re-init the oabuffer and
977                  * reset GEN8_OASTATUS for us
978                  */
979                 oastatus = intel_uncore_read(uncore, oastatus_reg);
980         }
981
982         if (oastatus & GEN8_OASTATUS_REPORT_LOST) {
983                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
984                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_REPORT_LOST);
985                 if (ret)
986                         return ret;
987
988                 intel_uncore_rmw(uncore, oastatus_reg,
989                                  GEN8_OASTATUS_COUNTER_OVERFLOW |
990                                  GEN8_OASTATUS_REPORT_LOST,
991                                  IS_GRAPHICS_VER(uncore->i915, 8, 11) ?
992                                  (GEN8_OASTATUS_HEAD_POINTER_WRAP |
993                                   GEN8_OASTATUS_TAIL_POINTER_WRAP) : 0);
994         }
995
996         return gen8_append_oa_reports(stream, buf, count, offset);
997 }
998
999 /**
1000  * gen7_append_oa_reports - Copies all buffered OA reports into
1001  *                          userspace read() buffer.
1002  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1003  * @buf: destination buffer given by userspace
1004  * @count: the number of bytes userspace wants to read
1005  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
1006  *
1007  * Notably any error condition resulting in a short read (-%ENOSPC or
1008  * -%EFAULT) will be returned even though one or more records may
1009  * have been successfully copied. In this case it's up to the caller
1010  * to decide if the error should be squashed before returning to
1011  * userspace.
1012  *
1013  * Note: reports are consumed from the head, and appended to the
1014  * tail, so the tail chases the head?... If you think that's mad
1015  * and back-to-front you're not alone, but this follows the
1016  * Gen PRM naming convention.
1017  *
1018  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
1019  */
1020 static int gen7_append_oa_reports(struct i915_perf_stream *stream,
1021                                   char __user *buf,
1022                                   size_t count,
1023                                   size_t *offset)
1024 {
1025         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1026         int report_size = stream->oa_buffer.format->size;
1027         u8 *oa_buf_base = stream->oa_buffer.vaddr;
1028         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
1029         u32 mask = (OA_BUFFER_SIZE - 1);
1030         size_t start_offset = *offset;
1031         unsigned long flags;
1032         u32 head, tail;
1033         int ret = 0;
1034
1035         if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm, !stream->enabled))
1036                 return -EIO;
1037
1038         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1039
1040         head = stream->oa_buffer.head;
1041         tail = stream->oa_buffer.tail;
1042
1043         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1044
1045         /* NB: oa_buffer.head/tail include the gtt_offset which we don't want
1046          * while indexing relative to oa_buf_base.
1047          */
1048         head -= gtt_offset;
1049         tail -= gtt_offset;
1050
1051         /* An out of bounds or misaligned head or tail pointer implies a driver
1052          * bug since we validate + align the tail pointers we read from the
1053          * hardware and we are in full control of the head pointer which should
1054          * only be incremented by multiples of the report size (notably also
1055          * all a power of two).
1056          */
1057         if (drm_WARN_ONCE(&uncore->i915->drm,
1058                           head > OA_BUFFER_SIZE || head % report_size ||
1059                           tail > OA_BUFFER_SIZE || tail % report_size,
1060                           "Inconsistent OA buffer pointers: head = %u, tail = %u\n",
1061                           head, tail))
1062                 return -EIO;
1063
1064
1065         for (/* none */;
1066              OA_TAKEN(tail, head);
1067              head = (head + report_size) & mask) {
1068                 u8 *report = oa_buf_base + head;
1069                 u32 *report32 = (void *)report;
1070
1071                 /* All the report sizes factor neatly into the buffer
1072                  * size so we never expect to see a report split
1073                  * between the beginning and end of the buffer.
1074                  *
1075                  * Given the initial alignment check a misalignment
1076                  * here would imply a driver bug that would result
1077                  * in an overrun.
1078                  */
1079                 if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm,
1080                                 (OA_BUFFER_SIZE - head) < report_size)) {
1081                         drm_err(&uncore->i915->drm,
1082                                 "Spurious OA head ptr: non-integral report offset\n");
1083                         break;
1084                 }
1085
1086                 /* The report-ID field for periodic samples includes
1087                  * some undocumented flags related to what triggered
1088                  * the report and is never expected to be zero so we
1089                  * can check that the report isn't invalid before
1090                  * copying it to userspace...
1091                  */
1092                 if (report32[0] == 0) {
1093                         if (__ratelimit(&stream->perf->spurious_report_rs))
1094                                 drm_notice(&uncore->i915->drm,
1095                                            "Skipping spurious, invalid OA report\n");
1096                         continue;
1097                 }
1098
1099                 ret = append_oa_sample(stream, buf, count, offset, report);
1100                 if (ret)
1101                         break;
1102
1103                 /* Clear out the first 2 dwords as a mean to detect unlanded
1104                  * reports.
1105                  */
1106                 report32[0] = 0;
1107                 report32[1] = 0;
1108         }
1109
1110         if (start_offset != *offset) {
1111                 spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1112
1113                 /* We removed the gtt_offset for the copy loop above, indexing
1114                  * relative to oa_buf_base so put back here...
1115                  */
1116                 head += gtt_offset;
1117
1118                 intel_uncore_write(uncore, GEN7_OASTATUS2,
1119                                    (head & GEN7_OASTATUS2_HEAD_MASK) |
1120                                    GEN7_OASTATUS2_MEM_SELECT_GGTT);
1121                 stream->oa_buffer.head = head;
1122
1123                 spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1124         }
1125
1126         return ret;
1127 }
1128
1129 /**
1130  * gen7_oa_read - copy status records then buffered OA reports
1131  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1132  * @buf: destination buffer given by userspace
1133  * @count: the number of bytes userspace wants to read
1134  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
1135  *
1136  * Checks Gen 7 specific OA unit status registers and if necessary appends
1137  * corresponding status records for userspace (such as for a buffer full
1138  * condition) and then initiate appending any buffered OA reports.
1139  *
1140  * Updates @offset according to the number of bytes successfully copied into
1141  * the userspace buffer.
1142  *
1143  * Returns: zero on success or a negative error code
1144  */
1145 static int gen7_oa_read(struct i915_perf_stream *stream,
1146                         char __user *buf,
1147                         size_t count,
1148                         size_t *offset)
1149 {
1150         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1151         u32 oastatus1;
1152         int ret;
1153
1154         if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm, !stream->oa_buffer.vaddr))
1155                 return -EIO;
1156
1157         oastatus1 = intel_uncore_read(uncore, GEN7_OASTATUS1);
1158
1159         /* XXX: On Haswell we don't have a safe way to clear oastatus1
1160          * bits while the OA unit is enabled (while the tail pointer
1161          * may be updated asynchronously) so we ignore status bits
1162          * that have already been reported to userspace.
1163          */
1164         oastatus1 &= ~stream->perf->gen7_latched_oastatus1;
1165
1166         /* We treat OABUFFER_OVERFLOW as a significant error:
1167          *
1168          * - The status can be interpreted to mean that the buffer is
1169          *   currently full (with a higher precedence than OA_TAKEN()
1170          *   which will start to report a near-empty buffer after an
1171          *   overflow) but it's awkward that we can't clear the status
1172          *   on Haswell, so without a reset we won't be able to catch
1173          *   the state again.
1174          *
1175          * - Since it also implies the HW has started overwriting old
1176          *   reports it may also affect our sanity checks for invalid
1177          *   reports when copying to userspace that assume new reports
1178          *   are being written to cleared memory.
1179          *
1180          * - In the future we may want to introduce a flight recorder
1181          *   mode where the driver will automatically maintain a safe
1182          *   guard band between head/tail, avoiding this overflow
1183          *   condition, but we avoid the added driver complexity for
1184          *   now.
1185          */
1186         if (unlikely(oastatus1 & GEN7_OASTATUS1_OABUFFER_OVERFLOW)) {
1187                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
1188                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_BUFFER_LOST);
1189                 if (ret)
1190                         return ret;
1191
1192                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
1193                         "OA buffer overflow (exponent = %d): force restart\n",
1194                         stream->period_exponent);
1195
1196                 stream->perf->ops.oa_disable(stream);
1197                 stream->perf->ops.oa_enable(stream);
1198
1199                 oastatus1 = intel_uncore_read(uncore, GEN7_OASTATUS1);
1200         }
1201
1202         if (unlikely(oastatus1 & GEN7_OASTATUS1_REPORT_LOST)) {
1203                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
1204                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_REPORT_LOST);
1205                 if (ret)
1206                         return ret;
1207                 stream->perf->gen7_latched_oastatus1 |=
1208                         GEN7_OASTATUS1_REPORT_LOST;
1209         }
1210
1211         return gen7_append_oa_reports(stream, buf, count, offset);
1212 }
1213
1214 /**
1215  * i915_oa_wait_unlocked - handles blocking IO until OA data available
1216  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1217  *
1218  * Called when userspace tries to read() from a blocking stream FD opened
1219  * for OA metrics. It waits until the hrtimer callback finds a non-empty
1220  * OA buffer and wakes us.
1221  *
1222  * Note: it's acceptable to have this return with some false positives
1223  * since any subsequent read handling will return -EAGAIN if there isn't
1224  * really data ready for userspace yet.
1225  *
1226  * Returns: zero on success or a negative error code
1227  */
1228 static int i915_oa_wait_unlocked(struct i915_perf_stream *stream)
1229 {
1230         /* We would wait indefinitely if periodic sampling is not enabled */
1231         if (!stream->periodic)
1232                 return -EIO;
1233
1234         return wait_event_interruptible(stream->poll_wq,
1235                                         oa_buffer_check_unlocked(stream));
1236 }
1237
1238 /**
1239  * i915_oa_poll_wait - call poll_wait() for an OA stream poll()
1240  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1241  * @file: An i915 perf stream file
1242  * @wait: poll() state table
1243  *
1244  * For handling userspace polling on an i915 perf stream opened for OA metrics,
1245  * this starts a poll_wait with the wait queue that our hrtimer callback wakes
1246  * when it sees data ready to read in the circular OA buffer.
1247  */
1248 static void i915_oa_poll_wait(struct i915_perf_stream *stream,
1249                               struct file *file,
1250                               poll_table *wait)
1251 {
1252         poll_wait(file, &stream->poll_wq, wait);
1253 }
1254
1255 /**
1256  * i915_oa_read - just calls through to &i915_oa_ops->read
1257  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1258  * @buf: destination buffer given by userspace
1259  * @count: the number of bytes userspace wants to read
1260  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
1261  *
1262  * Updates @offset according to the number of bytes successfully copied into
1263  * the userspace buffer.
1264  *
1265  * Returns: zero on success or a negative error code
1266  */
1267 static int i915_oa_read(struct i915_perf_stream *stream,
1268                         char __user *buf,
1269                         size_t count,
1270                         size_t *offset)
1271 {
1272         return stream->perf->ops.read(stream, buf, count, offset);
1273 }
1274
1275 static struct intel_context *oa_pin_context(struct i915_perf_stream *stream)
1276 {
1277         struct i915_gem_engines_iter it;
1278         struct i915_gem_context *ctx = stream->ctx;
1279         struct intel_context *ce;
1280         struct i915_gem_ww_ctx ww;
1281         int err = -ENODEV;
1282
1283         for_each_gem_engine(ce, i915_gem_context_lock_engines(ctx), it) {
1284                 if (ce->engine != stream->engine) /* first match! */
1285                         continue;
1286
1287                 err = 0;
1288                 break;
1289         }
1290         i915_gem_context_unlock_engines(ctx);
1291
1292         if (err)
1293                 return ERR_PTR(err);
1294
1295         i915_gem_ww_ctx_init(&ww, true);
1296 retry:
1297         /*
1298          * As the ID is the gtt offset of the context's vma we
1299          * pin the vma to ensure the ID remains fixed.
1300          */
1301         err = intel_context_pin_ww(ce, &ww);
1302         if (err == -EDEADLK) {
1303                 err = i915_gem_ww_ctx_backoff(&ww);
1304                 if (!err)
1305                         goto retry;
1306         }
1307         i915_gem_ww_ctx_fini(&ww);
1308
1309         if (err)
1310                 return ERR_PTR(err);
1311
1312         stream->pinned_ctx = ce;
1313         return stream->pinned_ctx;
1314 }
1315
1316 static int
1317 __store_reg_to_mem(struct i915_request *rq, i915_reg_t reg, u32 ggtt_offset)
1318 {
1319         u32 *cs, cmd;
1320
1321         cmd = MI_STORE_REGISTER_MEM | MI_SRM_LRM_GLOBAL_GTT;
1322         if (GRAPHICS_VER(rq->i915) >= 8)
1323                 cmd++;
1324
1325         cs = intel_ring_begin(rq, 4);
1326         if (IS_ERR(cs))
1327                 return PTR_ERR(cs);
1328
1329         *cs++ = cmd;
1330         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(reg);
1331         *cs++ = ggtt_offset;
1332         *cs++ = 0;
1333
1334         intel_ring_advance(rq, cs);
1335
1336         return 0;
1337 }
1338
1339 static int
1340 __read_reg(struct intel_context *ce, i915_reg_t reg, u32 ggtt_offset)
1341 {
1342         struct i915_request *rq;
1343         int err;
1344
1345         rq = i915_request_create(ce);
1346         if (IS_ERR(rq))
1347                 return PTR_ERR(rq);
1348
1349         i915_request_get(rq);
1350
1351         err = __store_reg_to_mem(rq, reg, ggtt_offset);
1352
1353         i915_request_add(rq);
1354         if (!err && i915_request_wait(rq, 0, HZ / 2) < 0)
1355                 err = -ETIME;
1356
1357         i915_request_put(rq);
1358
1359         return err;
1360 }
1361
1362 static int
1363 gen12_guc_sw_ctx_id(struct intel_context *ce, u32 *ctx_id)
1364 {
1365         struct i915_vma *scratch;
1366         u32 *val;
1367         int err;
1368
1369         scratch = __vm_create_scratch_for_read_pinned(&ce->engine->gt->ggtt->vm, 4);
1370         if (IS_ERR(scratch))
1371                 return PTR_ERR(scratch);
1372
1373         err = i915_vma_sync(scratch);
1374         if (err)
1375                 goto err_scratch;
1376
1377         err = __read_reg(ce, RING_EXECLIST_STATUS_HI(ce->engine->mmio_base),
1378                          i915_ggtt_offset(scratch));
1379         if (err)
1380                 goto err_scratch;
1381
1382         val = i915_gem_object_pin_map_unlocked(scratch->obj, I915_MAP_WB);
1383         if (IS_ERR(val)) {
1384                 err = PTR_ERR(val);
1385                 goto err_scratch;
1386         }
1387
1388         *ctx_id = *val;
1389         i915_gem_object_unpin_map(scratch->obj);
1390
1391 err_scratch:
1392         i915_vma_unpin_and_release(&scratch, 0);
1393         return err;
1394 }
1395
1396 /*
1397  * For execlist mode of submission, pick an unused context id
1398  * 0 - (NUM_CONTEXT_TAG -1) are used by other contexts
1399  * XXX_MAX_CONTEXT_HW_ID is used by idle context
1400  *
1401  * For GuC mode of submission read context id from the upper dword of the
1402  * EXECLIST_STATUS register. Note that we read this value only once and expect
1403  * that the value stays fixed for the entire OA use case. There are cases where
1404  * GuC KMD implementation may deregister a context to reuse it's context id, but
1405  * we prevent that from happening to the OA context by pinning it.
1406  */
1407 static int gen12_get_render_context_id(struct i915_perf_stream *stream)
1408 {
1409         u32 ctx_id, mask;
1410         int ret;
1411
1412         if (intel_engine_uses_guc(stream->engine)) {
1413                 ret = gen12_guc_sw_ctx_id(stream->pinned_ctx, &ctx_id);
1414                 if (ret)
1415                         return ret;
1416
1417                 mask = ((1U << GEN12_GUC_SW_CTX_ID_WIDTH) - 1) <<
1418                         (GEN12_GUC_SW_CTX_ID_SHIFT - 32);
1419         } else if (GRAPHICS_VER_FULL(stream->engine->i915) >= IP_VER(12, 50)) {
1420                 ctx_id = (XEHP_MAX_CONTEXT_HW_ID - 1) <<
1421                         (XEHP_SW_CTX_ID_SHIFT - 32);
1422
1423                 mask = ((1U << XEHP_SW_CTX_ID_WIDTH) - 1) <<
1424                         (XEHP_SW_CTX_ID_SHIFT - 32);
1425         } else {
1426                 ctx_id = (GEN12_MAX_CONTEXT_HW_ID - 1) <<
1427                          (GEN11_SW_CTX_ID_SHIFT - 32);
1428
1429                 mask = ((1U << GEN11_SW_CTX_ID_WIDTH) - 1) <<
1430                         (GEN11_SW_CTX_ID_SHIFT - 32);
1431         }
1432         stream->specific_ctx_id = ctx_id & mask;
1433         stream->specific_ctx_id_mask = mask;
1434
1435         return 0;
1436 }
1437
1438 static bool oa_find_reg_in_lri(u32 *state, u32 reg, u32 *offset, u32 end)
1439 {
1440         u32 idx = *offset;
1441         u32 len = min(MI_LRI_LEN(state[idx]) + idx, end);
1442         bool found = false;
1443
1444         idx++;
1445         for (; idx < len; idx += 2) {
1446                 if (state[idx] == reg) {
1447                         found = true;
1448                         break;
1449                 }
1450         }
1451
1452         *offset = idx;
1453         return found;
1454 }
1455
1456 static u32 oa_context_image_offset(struct intel_context *ce, u32 reg)
1457 {
1458         u32 offset, len = (ce->engine->context_size - PAGE_SIZE) / 4;
1459         u32 *state = ce->lrc_reg_state;
1460
1461         if (drm_WARN_ON(&ce->engine->i915->drm, !state))
1462                 return U32_MAX;
1463
1464         for (offset = 0; offset < len; ) {
1465                 if (IS_MI_LRI_CMD(state[offset])) {
1466                         /*
1467                          * We expect reg-value pairs in MI_LRI command, so
1468                          * MI_LRI_LEN() should be even, if not, issue a warning.
1469                          */
1470                         drm_WARN_ON(&ce->engine->i915->drm,
1471                                     MI_LRI_LEN(state[offset]) & 0x1);
1472
1473                         if (oa_find_reg_in_lri(state, reg, &offset, len))
1474                                 break;
1475                 } else {
1476                         offset++;
1477                 }
1478         }
1479
1480         return offset < len ? offset : U32_MAX;
1481 }
1482
1483 static int set_oa_ctx_ctrl_offset(struct intel_context *ce)
1484 {
1485         i915_reg_t reg = GEN12_OACTXCONTROL(ce->engine->mmio_base);
1486         struct i915_perf *perf = &ce->engine->i915->perf;
1487         u32 offset = perf->ctx_oactxctrl_offset;
1488
1489         /* Do this only once. Failure is stored as offset of U32_MAX */
1490         if (offset)
1491                 goto exit;
1492
1493         offset = oa_context_image_offset(ce, i915_mmio_reg_offset(reg));
1494         perf->ctx_oactxctrl_offset = offset;
1495
1496         drm_dbg(&ce->engine->i915->drm,
1497                 "%s oa ctx control at 0x%08x dword offset\n",
1498                 ce->engine->name, offset);
1499
1500 exit:
1501         return offset && offset != U32_MAX ? 0 : -ENODEV;
1502 }
1503
1504 static bool engine_supports_mi_query(struct intel_engine_cs *engine)
1505 {
1506         return engine->class == RENDER_CLASS;
1507 }
1508
1509 /**
1510  * oa_get_render_ctx_id - determine and hold ctx hw id
1511  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1512  *
1513  * Determine the render context hw id, and ensure it remains fixed for the
1514  * lifetime of the stream. This ensures that we don't have to worry about
1515  * updating the context ID in OACONTROL on the fly.
1516  *
1517  * Returns: zero on success or a negative error code
1518  */
1519 static int oa_get_render_ctx_id(struct i915_perf_stream *stream)
1520 {
1521         struct intel_context *ce;
1522         int ret = 0;
1523
1524         ce = oa_pin_context(stream);
1525         if (IS_ERR(ce))
1526                 return PTR_ERR(ce);
1527
1528         if (engine_supports_mi_query(stream->engine) &&
1529             HAS_LOGICAL_RING_CONTEXTS(stream->perf->i915)) {
1530                 /*
1531                  * We are enabling perf query here. If we don't find the context
1532                  * offset here, just return an error.
1533                  */
1534                 ret = set_oa_ctx_ctrl_offset(ce);
1535                 if (ret) {
1536                         intel_context_unpin(ce);
1537                         drm_err(&stream->perf->i915->drm,
1538                                 "Enabling perf query failed for %s\n",
1539                                 stream->engine->name);
1540                         return ret;
1541                 }
1542         }
1543
1544         switch (GRAPHICS_VER(ce->engine->i915)) {
1545         case 7: {
1546                 /*
1547                  * On Haswell we don't do any post processing of the reports
1548                  * and don't need to use the mask.
1549                  */
1550                 stream->specific_ctx_id = i915_ggtt_offset(ce->state);
1551                 stream->specific_ctx_id_mask = 0;
1552                 break;
1553         }
1554
1555         case 8:
1556         case 9:
1557                 if (intel_engine_uses_guc(ce->engine)) {
1558                         /*
1559                          * When using GuC, the context descriptor we write in
1560                          * i915 is read by GuC and rewritten before it's
1561                          * actually written into the hardware. The LRCA is
1562                          * what is put into the context id field of the
1563                          * context descriptor by GuC. Because it's aligned to
1564                          * a page, the lower 12bits are always at 0 and
1565                          * dropped by GuC. They won't be part of the context
1566                          * ID in the OA reports, so squash those lower bits.
1567                          */
1568                         stream->specific_ctx_id = ce->lrc.lrca >> 12;
1569
1570                         /*
1571                          * GuC uses the top bit to signal proxy submission, so
1572                          * ignore that bit.
1573                          */
1574                         stream->specific_ctx_id_mask =
1575                                 (1U << (GEN8_CTX_ID_WIDTH - 1)) - 1;
1576                 } else {
1577                         stream->specific_ctx_id_mask =
1578                                 (1U << GEN8_CTX_ID_WIDTH) - 1;
1579                         stream->specific_ctx_id = stream->specific_ctx_id_mask;
1580                 }
1581                 break;
1582
1583         case 11:
1584         case 12:
1585                 ret = gen12_get_render_context_id(stream);
1586                 break;
1587
1588         default:
1589                 MISSING_CASE(GRAPHICS_VER(ce->engine->i915));
1590         }
1591
1592         ce->tag = stream->specific_ctx_id;
1593
1594         drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
1595                 "filtering on ctx_id=0x%x ctx_id_mask=0x%x\n",
1596                 stream->specific_ctx_id,
1597                 stream->specific_ctx_id_mask);
1598
1599         return ret;
1600 }
1601
1602 /**
1603  * oa_put_render_ctx_id - counterpart to oa_get_render_ctx_id releases hold
1604  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1605  *
1606  * In case anything needed doing to ensure the context HW ID would remain valid
1607  * for the lifetime of the stream, then that can be undone here.
1608  */
1609 static void oa_put_render_ctx_id(struct i915_perf_stream *stream)
1610 {
1611         struct intel_context *ce;
1612
1613         ce = fetch_and_zero(&stream->pinned_ctx);
1614         if (ce) {
1615                 ce->tag = 0; /* recomputed on next submission after parking */
1616                 intel_context_unpin(ce);
1617         }
1618
1619         stream->specific_ctx_id = INVALID_CTX_ID;
1620         stream->specific_ctx_id_mask = 0;
1621 }
1622
1623 static void
1624 free_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1625 {
1626         i915_vma_unpin_and_release(&stream->oa_buffer.vma,
1627                                    I915_VMA_RELEASE_MAP);
1628
1629         stream->oa_buffer.vaddr = NULL;
1630 }
1631
1632 static void
1633 free_oa_configs(struct i915_perf_stream *stream)
1634 {
1635         struct i915_oa_config_bo *oa_bo, *tmp;
1636
1637         i915_oa_config_put(stream->oa_config);
1638         llist_for_each_entry_safe(oa_bo, tmp, stream->oa_config_bos.first, node)
1639                 free_oa_config_bo(oa_bo);
1640 }
1641
1642 static void
1643 free_noa_wait(struct i915_perf_stream *stream)
1644 {
1645         i915_vma_unpin_and_release(&stream->noa_wait, 0);
1646 }
1647
1648 static bool engine_supports_oa(const struct intel_engine_cs *engine)
1649 {
1650         return engine->oa_group;
1651 }
1652
1653 static bool engine_supports_oa_format(struct intel_engine_cs *engine, int type)
1654 {
1655         return engine->oa_group && engine->oa_group->type == type;
1656 }
1657
1658 static void i915_oa_stream_destroy(struct i915_perf_stream *stream)
1659 {
1660         struct i915_perf *perf = stream->perf;
1661         struct intel_gt *gt = stream->engine->gt;
1662         struct i915_perf_group *g = stream->engine->oa_group;
1663
1664         if (WARN_ON(stream != g->exclusive_stream))
1665                 return;
1666
1667         /*
1668          * Unset exclusive_stream first, it will be checked while disabling
1669          * the metric set on gen8+.
1670          *
1671          * See i915_oa_init_reg_state() and lrc_configure_all_contexts()
1672          */
1673         WRITE_ONCE(g->exclusive_stream, NULL);
1674         perf->ops.disable_metric_set(stream);
1675
1676         free_oa_buffer(stream);
1677
1678         /*
1679          * Wa_16011777198:dg2: Unset the override of GUCRC mode to enable rc6.
1680          */
1681         if (stream->override_gucrc)
1682                 drm_WARN_ON(&gt->i915->drm,
1683                             intel_guc_slpc_unset_gucrc_mode(&gt->uc.guc.slpc));
1684
1685         intel_uncore_forcewake_put(stream->uncore, FORCEWAKE_ALL);
1686         intel_engine_pm_put(stream->engine);
1687
1688         if (stream->ctx)
1689                 oa_put_render_ctx_id(stream);
1690
1691         free_oa_configs(stream);
1692         free_noa_wait(stream);
1693
1694         if (perf->spurious_report_rs.missed) {
1695                 drm_notice(&gt->i915->drm,
1696                            "%d spurious OA report notices suppressed due to ratelimiting\n",
1697                            perf->spurious_report_rs.missed);
1698         }
1699 }
1700
1701 static void gen7_init_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1702 {
1703         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1704         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
1705         unsigned long flags;
1706
1707         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1708
1709         /* Pre-DevBDW: OABUFFER must be set with counters off,
1710          * before OASTATUS1, but after OASTATUS2
1711          */
1712         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OASTATUS2, /* head */
1713                            gtt_offset | GEN7_OASTATUS2_MEM_SELECT_GGTT);
1714         stream->oa_buffer.head = gtt_offset;
1715
1716         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OABUFFER, gtt_offset);
1717
1718         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OASTATUS1, /* tail */
1719                            gtt_offset | OABUFFER_SIZE_16M);
1720
1721         /* Mark that we need updated tail pointers to read from... */
1722         stream->oa_buffer.tail = gtt_offset;
1723
1724         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1725
1726         /* On Haswell we have to track which OASTATUS1 flags we've
1727          * already seen since they can't be cleared while periodic
1728          * sampling is enabled.
1729          */
1730         stream->perf->gen7_latched_oastatus1 = 0;
1731
1732         /* NB: although the OA buffer will initially be allocated
1733          * zeroed via shmfs (and so this memset is redundant when
1734          * first allocating), we may re-init the OA buffer, either
1735          * when re-enabling a stream or in error/reset paths.
1736          *
1737          * The reason we clear the buffer for each re-init is for the
1738          * sanity check in gen7_append_oa_reports() that looks at the
1739          * report-id field to make sure it's non-zero which relies on
1740          * the assumption that new reports are being written to zeroed
1741          * memory...
1742          */
1743         memset(stream->oa_buffer.vaddr, 0, OA_BUFFER_SIZE);
1744 }
1745
1746 static void gen8_init_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1747 {
1748         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1749         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
1750         unsigned long flags;
1751
1752         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1753
1754         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OASTATUS, 0);
1755         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OAHEADPTR, gtt_offset);
1756         stream->oa_buffer.head = gtt_offset;
1757
1758         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OABUFFER_UDW, 0);
1759
1760         /*
1761          * PRM says:
1762          *
1763          *  "This MMIO must be set before the OATAILPTR
1764          *  register and after the OAHEADPTR register. This is
1765          *  to enable proper functionality of the overflow
1766          *  bit."
1767          */
1768         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OABUFFER, gtt_offset |
1769                    OABUFFER_SIZE_16M | GEN8_OABUFFER_MEM_SELECT_GGTT);
1770         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OATAILPTR, gtt_offset & GEN8_OATAILPTR_MASK);
1771
1772         /* Mark that we need updated tail pointers to read from... */
1773         stream->oa_buffer.tail = gtt_offset;
1774
1775         /*
1776          * Reset state used to recognise context switches, affecting which
1777          * reports we will forward to userspace while filtering for a single
1778          * context.
1779          */
1780         stream->oa_buffer.last_ctx_id = INVALID_CTX_ID;
1781
1782         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1783
1784         /*
1785          * NB: although the OA buffer will initially be allocated
1786          * zeroed via shmfs (and so this memset is redundant when
1787          * first allocating), we may re-init the OA buffer, either
1788          * when re-enabling a stream or in error/reset paths.
1789          *
1790          * The reason we clear the buffer for each re-init is for the
1791          * sanity check in gen8_append_oa_reports() that looks at the
1792          * reason field to make sure it's non-zero which relies on
1793          * the assumption that new reports are being written to zeroed
1794          * memory...
1795          */
1796         memset(stream->oa_buffer.vaddr, 0, OA_BUFFER_SIZE);
1797 }
1798
1799 static void gen12_init_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1800 {
1801         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1802         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
1803         unsigned long flags;
1804
1805         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1806
1807         intel_uncore_write(uncore, __oa_regs(stream)->oa_status, 0);
1808         intel_uncore_write(uncore, __oa_regs(stream)->oa_head_ptr,
1809                            gtt_offset & GEN12_OAG_OAHEADPTR_MASK);
1810         stream->oa_buffer.head = gtt_offset;
1811
1812         /*
1813          * PRM says:
1814          *
1815          *  "This MMIO must be set before the OATAILPTR
1816          *  register and after the OAHEADPTR register. This is
1817          *  to enable proper functionality of the overflow
1818          *  bit."
1819          */
1820         intel_uncore_write(uncore, __oa_regs(stream)->oa_buffer, gtt_offset |
1821                            OABUFFER_SIZE_16M | GEN8_OABUFFER_MEM_SELECT_GGTT);
1822         intel_uncore_write(uncore, __oa_regs(stream)->oa_tail_ptr,
1823                            gtt_offset & GEN12_OAG_OATAILPTR_MASK);
1824
1825         /* Mark that we need updated tail pointers to read from... */
1826         stream->oa_buffer.tail = gtt_offset;
1827
1828         /*
1829          * Reset state used to recognise context switches, affecting which
1830          * reports we will forward to userspace while filtering for a single
1831          * context.
1832          */
1833         stream->oa_buffer.last_ctx_id = INVALID_CTX_ID;
1834
1835         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1836
1837         /*
1838          * NB: although the OA buffer will initially be allocated
1839          * zeroed via shmfs (and so this memset is redundant when
1840          * first allocating), we may re-init the OA buffer, either
1841          * when re-enabling a stream or in error/reset paths.
1842          *
1843          * The reason we clear the buffer for each re-init is for the
1844          * sanity check in gen8_append_oa_reports() that looks at the
1845          * reason field to make sure it's non-zero which relies on
1846          * the assumption that new reports are being written to zeroed
1847          * memory...
1848          */
1849         memset(stream->oa_buffer.vaddr, 0,
1850                stream->oa_buffer.vma->size);
1851 }
1852
1853 static int alloc_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1854 {
1855         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
1856         struct intel_gt *gt = stream->engine->gt;
1857         struct drm_i915_gem_object *bo;
1858         struct i915_vma *vma;
1859         int ret;
1860
1861         if (drm_WARN_ON(&i915->drm, stream->oa_buffer.vma))
1862                 return -ENODEV;
1863
1864         BUILD_BUG_ON_NOT_POWER_OF_2(OA_BUFFER_SIZE);
1865         BUILD_BUG_ON(OA_BUFFER_SIZE < SZ_128K || OA_BUFFER_SIZE > SZ_16M);
1866
1867         bo = i915_gem_object_create_shmem(stream->perf->i915, OA_BUFFER_SIZE);
1868         if (IS_ERR(bo)) {
1869                 drm_err(&i915->drm, "Failed to allocate OA buffer\n");
1870                 return PTR_ERR(bo);
1871         }
1872
1873         i915_gem_object_set_cache_coherency(bo, I915_CACHE_LLC);
1874
1875         /* PreHSW required 512K alignment, HSW requires 16M */
1876         vma = i915_vma_instance(bo, &gt->ggtt->vm, NULL);
1877         if (IS_ERR(vma)) {
1878                 ret = PTR_ERR(vma);
1879                 goto err_unref;
1880         }
1881
1882         /*
1883          * PreHSW required 512K alignment.
1884          * HSW and onwards, align to requested size of OA buffer.
1885          */
1886         ret = i915_vma_pin(vma, 0, SZ_16M, PIN_GLOBAL | PIN_HIGH);
1887         if (ret) {
1888                 drm_err(&gt->i915->drm, "Failed to pin OA buffer %d\n", ret);
1889                 goto err_unref;
1890         }
1891
1892         stream->oa_buffer.vma = vma;
1893
1894         stream->oa_buffer.vaddr =
1895                 i915_gem_object_pin_map_unlocked(bo, I915_MAP_WB);
1896         if (IS_ERR(stream->oa_buffer.vaddr)) {
1897                 ret = PTR_ERR(stream->oa_buffer.vaddr);
1898                 goto err_unpin;
1899         }
1900
1901         return 0;
1902
1903 err_unpin:
1904         __i915_vma_unpin(vma);
1905
1906 err_unref:
1907         i915_gem_object_put(bo);
1908
1909         stream->oa_buffer.vaddr = NULL;
1910         stream->oa_buffer.vma = NULL;
1911
1912         return ret;
1913 }
1914
1915 static u32 *save_restore_register(struct i915_perf_stream *stream, u32 *cs,
1916                                   bool save, i915_reg_t reg, u32 offset,
1917                                   u32 dword_count)
1918 {
1919         u32 cmd;
1920         u32 d;
1921
1922         cmd = save ? MI_STORE_REGISTER_MEM : MI_LOAD_REGISTER_MEM;
1923         cmd |= MI_SRM_LRM_GLOBAL_GTT;
1924         if (GRAPHICS_VER(stream->perf->i915) >= 8)
1925                 cmd++;
1926
1927         for (d = 0; d < dword_count; d++) {
1928                 *cs++ = cmd;
1929                 *cs++ = i915_mmio_reg_offset(reg) + 4 * d;
1930                 *cs++ = i915_ggtt_offset(stream->noa_wait) + offset + 4 * d;
1931                 *cs++ = 0;
1932         }
1933
1934         return cs;
1935 }
1936
1937 static int alloc_noa_wait(struct i915_perf_stream *stream)
1938 {
1939         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
1940         struct intel_gt *gt = stream->engine->gt;
1941         struct drm_i915_gem_object *bo;
1942         struct i915_vma *vma;
1943         const u64 delay_ticks = 0xffffffffffffffff -
1944                 intel_gt_ns_to_clock_interval(to_gt(stream->perf->i915),
1945                 atomic64_read(&stream->perf->noa_programming_delay));
1946         const u32 base = stream->engine->mmio_base;
1947 #define CS_GPR(x) GEN8_RING_CS_GPR(base, x)
1948         u32 *batch, *ts0, *cs, *jump;
1949         struct i915_gem_ww_ctx ww;
1950         int ret, i;
1951         enum {
1952                 START_TS,
1953                 NOW_TS,
1954                 DELTA_TS,
1955                 JUMP_PREDICATE,
1956                 DELTA_TARGET,
1957                 N_CS_GPR
1958         };
1959         i915_reg_t mi_predicate_result = HAS_MI_SET_PREDICATE(i915) ?
1960                                           MI_PREDICATE_RESULT_2_ENGINE(base) :
1961                                           MI_PREDICATE_RESULT_1(RENDER_RING_BASE);
1962
1963         /*
1964          * gt->scratch was being used to save/restore the GPR registers, but on
1965          * MTL the scratch uses stolen lmem. An MI_SRM to this memory region
1966          * causes an engine hang. Instead allocate an additional page here to
1967          * save/restore GPR registers
1968          */
1969         bo = i915_gem_object_create_internal(i915, 8192);
1970         if (IS_ERR(bo)) {
1971                 drm_err(&i915->drm,
1972                         "Failed to allocate NOA wait batchbuffer\n");
1973                 return PTR_ERR(bo);
1974         }
1975
1976         i915_gem_ww_ctx_init(&ww, true);
1977 retry:
1978         ret = i915_gem_object_lock(bo, &ww);
1979         if (ret)
1980                 goto out_ww;
1981
1982         /*
1983          * We pin in GGTT because we jump into this buffer now because
1984          * multiple OA config BOs will have a jump to this address and it
1985          * needs to be fixed during the lifetime of the i915/perf stream.
1986          */
1987         vma = i915_vma_instance(bo, &gt->ggtt->vm, NULL);
1988         if (IS_ERR(vma)) {
1989                 ret = PTR_ERR(vma);
1990                 goto out_ww;
1991         }
1992
1993         ret = i915_vma_pin_ww(vma, &ww, 0, 0, PIN_GLOBAL | PIN_HIGH);
1994         if (ret)
1995                 goto out_ww;
1996
1997         batch = cs = i915_gem_object_pin_map(bo, I915_MAP_WB);
1998         if (IS_ERR(batch)) {
1999                 ret = PTR_ERR(batch);
2000                 goto err_unpin;
2001         }
2002
2003         stream->noa_wait = vma;
2004
2005 #define GPR_SAVE_OFFSET 4096
2006 #define PREDICATE_SAVE_OFFSET 4160
2007
2008         /* Save registers. */
2009         for (i = 0; i < N_CS_GPR; i++)
2010                 cs = save_restore_register(
2011                         stream, cs, true /* save */, CS_GPR(i),
2012                         GPR_SAVE_OFFSET + 8 * i, 2);
2013         cs = save_restore_register(
2014                 stream, cs, true /* save */, mi_predicate_result,
2015                 PREDICATE_SAVE_OFFSET, 1);
2016
2017         /* First timestamp snapshot location. */
2018         ts0 = cs;
2019
2020         /*
2021          * Initial snapshot of the timestamp register to implement the wait.
2022          * We work with 32b values, so clear out the top 32b bits of the
2023          * register because the ALU works 64bits.
2024          */
2025         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(1);
2026         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(START_TS)) + 4;
2027         *cs++ = 0;
2028         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
2029         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(RING_TIMESTAMP(base));
2030         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(START_TS));
2031
2032         /*
2033          * This is the location we're going to jump back into until the
2034          * required amount of time has passed.
2035          */
2036         jump = cs;
2037
2038         /*
2039          * Take another snapshot of the timestamp register. Take care to clear
2040          * up the top 32bits of CS_GPR(1) as we're using it for other
2041          * operations below.
2042          */
2043         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(1);
2044         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(NOW_TS)) + 4;
2045         *cs++ = 0;
2046         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
2047         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(RING_TIMESTAMP(base));
2048         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(NOW_TS));
2049
2050         /*
2051          * Do a diff between the 2 timestamps and store the result back into
2052          * CS_GPR(1).
2053          */
2054         *cs++ = MI_MATH(5);
2055         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCA, MI_MATH_REG(NOW_TS));
2056         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCB, MI_MATH_REG(START_TS));
2057         *cs++ = MI_MATH_SUB;
2058         *cs++ = MI_MATH_STORE(MI_MATH_REG(DELTA_TS), MI_MATH_REG_ACCU);
2059         *cs++ = MI_MATH_STORE(MI_MATH_REG(JUMP_PREDICATE), MI_MATH_REG_CF);
2060
2061         /*
2062          * Transfer the carry flag (set to 1 if ts1 < ts0, meaning the
2063          * timestamp have rolled over the 32bits) into the predicate register
2064          * to be used for the predicated jump.
2065          */
2066         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
2067         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(JUMP_PREDICATE));
2068         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(mi_predicate_result);
2069
2070         if (HAS_MI_SET_PREDICATE(i915))
2071                 *cs++ = MI_SET_PREDICATE | 1;
2072
2073         /* Restart from the beginning if we had timestamps roll over. */
2074         *cs++ = (GRAPHICS_VER(i915) < 8 ?
2075                  MI_BATCH_BUFFER_START :
2076                  MI_BATCH_BUFFER_START_GEN8) |
2077                 MI_BATCH_PREDICATE;
2078         *cs++ = i915_ggtt_offset(vma) + (ts0 - batch) * 4;
2079         *cs++ = 0;
2080
2081         if (HAS_MI_SET_PREDICATE(i915))
2082                 *cs++ = MI_SET_PREDICATE;
2083
2084         /*
2085          * Now add the diff between to previous timestamps and add it to :
2086          *      (((1 * << 64) - 1) - delay_ns)
2087          *
2088          * When the Carry Flag contains 1 this means the elapsed time is
2089          * longer than the expected delay, and we can exit the wait loop.
2090          */
2091         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(2);
2092         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(DELTA_TARGET));
2093         *cs++ = lower_32_bits(delay_ticks);
2094         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(DELTA_TARGET)) + 4;
2095         *cs++ = upper_32_bits(delay_ticks);
2096
2097         *cs++ = MI_MATH(4);
2098         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCA, MI_MATH_REG(DELTA_TS));
2099         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCB, MI_MATH_REG(DELTA_TARGET));
2100         *cs++ = MI_MATH_ADD;
2101         *cs++ = MI_MATH_STOREINV(MI_MATH_REG(JUMP_PREDICATE), MI_MATH_REG_CF);
2102
2103         *cs++ = MI_ARB_CHECK;
2104
2105         /*
2106          * Transfer the result into the predicate register to be used for the
2107          * predicated jump.
2108          */
2109         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
2110         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(JUMP_PREDICATE));
2111         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(mi_predicate_result);
2112
2113         if (HAS_MI_SET_PREDICATE(i915))
2114                 *cs++ = MI_SET_PREDICATE | 1;
2115
2116         /* Predicate the jump.  */
2117         *cs++ = (GRAPHICS_VER(i915) < 8 ?
2118                  MI_BATCH_BUFFER_START :
2119                  MI_BATCH_BUFFER_START_GEN8) |
2120                 MI_BATCH_PREDICATE;
2121         *cs++ = i915_ggtt_offset(vma) + (jump - batch) * 4;
2122         *cs++ = 0;
2123
2124         if (HAS_MI_SET_PREDICATE(i915))
2125                 *cs++ = MI_SET_PREDICATE;
2126
2127         /* Restore registers. */
2128         for (i = 0; i < N_CS_GPR; i++)
2129                 cs = save_restore_register(
2130                         stream, cs, false /* restore */, CS_GPR(i),
2131                         GPR_SAVE_OFFSET + 8 * i, 2);
2132         cs = save_restore_register(
2133                 stream, cs, false /* restore */, mi_predicate_result,
2134                 PREDICATE_SAVE_OFFSET, 1);
2135
2136         /* And return to the ring. */
2137         *cs++ = MI_BATCH_BUFFER_END;
2138
2139         GEM_BUG_ON(cs - batch > PAGE_SIZE / sizeof(*batch));
2140
2141         i915_gem_object_flush_map(bo);
2142         __i915_gem_object_release_map(bo);
2143
2144         goto out_ww;
2145
2146 err_unpin:
2147         i915_vma_unpin_and_release(&vma, 0);
2148 out_ww:
2149         if (ret == -EDEADLK) {
2150                 ret = i915_gem_ww_ctx_backoff(&ww);
2151                 if (!ret)
2152                         goto retry;
2153         }
2154         i915_gem_ww_ctx_fini(&ww);
2155         if (ret)
2156                 i915_gem_object_put(bo);
2157         return ret;
2158 }
2159
2160 static u32 *write_cs_mi_lri(u32 *cs,
2161                             const struct i915_oa_reg *reg_data,
2162                             u32 n_regs)
2163 {
2164         u32 i;
2165
2166         for (i = 0; i < n_regs; i++) {
2167                 if ((i % MI_LOAD_REGISTER_IMM_MAX_REGS) == 0) {
2168                         u32 n_lri = min_t(u32,
2169                                           n_regs - i,
2170                                           MI_LOAD_REGISTER_IMM_MAX_REGS);
2171
2172                         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(n_lri);
2173                 }
2174                 *cs++ = i915_mmio_reg_offset(reg_data[i].addr);
2175                 *cs++ = reg_data[i].value;
2176         }
2177
2178         return cs;
2179 }
2180
2181 static int num_lri_dwords(int num_regs)
2182 {
2183         int count = 0;
2184
2185         if (num_regs > 0) {
2186                 count += DIV_ROUND_UP(num_regs, MI_LOAD_REGISTER_IMM_MAX_REGS);
2187                 count += num_regs * 2;
2188         }
2189
2190         return count;
2191 }
2192
2193 static struct i915_oa_config_bo *
2194 alloc_oa_config_buffer(struct i915_perf_stream *stream,
2195                        struct i915_oa_config *oa_config)
2196 {
2197         struct drm_i915_gem_object *obj;
2198         struct i915_oa_config_bo *oa_bo;
2199         struct i915_gem_ww_ctx ww;
2200         size_t config_length = 0;
2201         u32 *cs;
2202         int err;
2203
2204         oa_bo = kzalloc(sizeof(*oa_bo), GFP_KERNEL);
2205         if (!oa_bo)
2206                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2207
2208         config_length += num_lri_dwords(oa_config->mux_regs_len);
2209         config_length += num_lri_dwords(oa_config->b_counter_regs_len);
2210         config_length += num_lri_dwords(oa_config->flex_regs_len);
2211         config_length += 3; /* MI_BATCH_BUFFER_START */
2212         config_length = ALIGN(sizeof(u32) * config_length, I915_GTT_PAGE_SIZE);
2213
2214         obj = i915_gem_object_create_shmem(stream->perf->i915, config_length);
2215         if (IS_ERR(obj)) {
2216                 err = PTR_ERR(obj);
2217                 goto err_free;
2218         }
2219
2220         i915_gem_ww_ctx_init(&ww, true);
2221 retry:
2222         err = i915_gem_object_lock(obj, &ww);
2223         if (err)
2224                 goto out_ww;
2225
2226         cs = i915_gem_object_pin_map(obj, I915_MAP_WB);
2227         if (IS_ERR(cs)) {
2228                 err = PTR_ERR(cs);
2229                 goto out_ww;
2230         }
2231
2232         cs = write_cs_mi_lri(cs,
2233                              oa_config->mux_regs,
2234                              oa_config->mux_regs_len);
2235         cs = write_cs_mi_lri(cs,
2236                              oa_config->b_counter_regs,
2237                              oa_config->b_counter_regs_len);
2238         cs = write_cs_mi_lri(cs,
2239                              oa_config->flex_regs,
2240                              oa_config->flex_regs_len);
2241
2242         /* Jump into the active wait. */
2243         *cs++ = (GRAPHICS_VER(stream->perf->i915) < 8 ?
2244                  MI_BATCH_BUFFER_START :
2245                  MI_BATCH_BUFFER_START_GEN8);
2246         *cs++ = i915_ggtt_offset(stream->noa_wait);
2247         *cs++ = 0;
2248
2249         i915_gem_object_flush_map(obj);
2250         __i915_gem_object_release_map(obj);
2251
2252         oa_bo->vma = i915_vma_instance(obj,
2253                                        &stream->engine->gt->ggtt->vm,
2254                                        NULL);
2255         if (IS_ERR(oa_bo->vma)) {
2256                 err = PTR_ERR(oa_bo->vma);
2257                 goto out_ww;
2258         }
2259
2260         oa_bo->oa_config = i915_oa_config_get(oa_config);
2261         llist_add(&oa_bo->node, &stream->oa_config_bos);
2262
2263 out_ww:
2264         if (err == -EDEADLK) {
2265                 err = i915_gem_ww_ctx_backoff(&ww);
2266                 if (!err)
2267                         goto retry;
2268         }
2269         i915_gem_ww_ctx_fini(&ww);
2270
2271         if (err)
2272                 i915_gem_object_put(obj);
2273 err_free:
2274         if (err) {
2275                 kfree(oa_bo);
2276                 return ERR_PTR(err);
2277         }
2278         return oa_bo;
2279 }
2280
2281 static struct i915_vma *
2282 get_oa_vma(struct i915_perf_stream *stream, struct i915_oa_config *oa_config)
2283 {
2284         struct i915_oa_config_bo *oa_bo;
2285
2286         /*
2287          * Look for the buffer in the already allocated BOs attached
2288          * to the stream.
2289          */
2290         llist_for_each_entry(oa_bo, stream->oa_config_bos.first, node) {
2291                 if (oa_bo->oa_config == oa_config &&
2292                     memcmp(oa_bo->oa_config->uuid,
2293                            oa_config->uuid,
2294                            sizeof(oa_config->uuid)) == 0)
2295                         goto out;
2296         }
2297
2298         oa_bo = alloc_oa_config_buffer(stream, oa_config);
2299         if (IS_ERR(oa_bo))
2300                 return ERR_CAST(oa_bo);
2301
2302 out:
2303         return i915_vma_get(oa_bo->vma);
2304 }
2305
2306 static int
2307 emit_oa_config(struct i915_perf_stream *stream,
2308                struct i915_oa_config *oa_config,
2309                struct intel_context *ce,
2310                struct i915_active *active)
2311 {
2312         struct i915_request *rq;
2313         struct i915_vma *vma;
2314         struct i915_gem_ww_ctx ww;
2315         int err;
2316
2317         vma = get_oa_vma(stream, oa_config);
2318         if (IS_ERR(vma))
2319                 return PTR_ERR(vma);
2320
2321         i915_gem_ww_ctx_init(&ww, true);
2322 retry:
2323         err = i915_gem_object_lock(vma->obj, &ww);
2324         if (err)
2325                 goto err;
2326
2327         err = i915_vma_pin_ww(vma, &ww, 0, 0, PIN_GLOBAL | PIN_HIGH);
2328         if (err)
2329                 goto err;
2330
2331         intel_engine_pm_get(ce->engine);
2332         rq = i915_request_create(ce);
2333         intel_engine_pm_put(ce->engine);
2334         if (IS_ERR(rq)) {
2335                 err = PTR_ERR(rq);
2336                 goto err_vma_unpin;
2337         }
2338
2339         if (!IS_ERR_OR_NULL(active)) {
2340                 /* After all individual context modifications */
2341                 err = i915_request_await_active(rq, active,
2342                                                 I915_ACTIVE_AWAIT_ACTIVE);
2343                 if (err)
2344                         goto err_add_request;
2345
2346                 err = i915_active_add_request(active, rq);
2347                 if (err)
2348                         goto err_add_request;
2349         }
2350
2351         err = i915_vma_move_to_active(vma, rq, 0);
2352         if (err)
2353                 goto err_add_request;
2354
2355         err = rq->engine->emit_bb_start(rq,
2356                                         i915_vma_offset(vma), 0,
2357                                         I915_DISPATCH_SECURE);
2358         if (err)
2359                 goto err_add_request;
2360
2361 err_add_request:
2362         i915_request_add(rq);
2363 err_vma_unpin:
2364         i915_vma_unpin(vma);
2365 err:
2366         if (err == -EDEADLK) {
2367                 err = i915_gem_ww_ctx_backoff(&ww);
2368                 if (!err)
2369                         goto retry;
2370         }
2371
2372         i915_gem_ww_ctx_fini(&ww);
2373         i915_vma_put(vma);
2374         return err;
2375 }
2376
2377 static struct intel_context *oa_context(struct i915_perf_stream *stream)
2378 {
2379         return stream->pinned_ctx ?: stream->engine->kernel_context;
2380 }
2381
2382 static int
2383 hsw_enable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream,
2384                       struct i915_active *active)
2385 {
2386         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2387
2388         /*
2389          * PRM:
2390          *
2391          * OA unit is using “crclk” for its functionality. When trunk
2392          * level clock gating takes place, OA clock would be gated,
2393          * unable to count the events from non-render clock domain.
2394          * Render clock gating must be disabled when OA is enabled to
2395          * count the events from non-render domain. Unit level clock
2396          * gating for RCS should also be disabled.
2397          */
2398         intel_uncore_rmw(uncore, GEN7_MISCCPCTL,
2399                          GEN7_DOP_CLOCK_GATE_ENABLE, 0);
2400         intel_uncore_rmw(uncore, GEN6_UCGCTL1,
2401                          0, GEN6_CSUNIT_CLOCK_GATE_DISABLE);
2402
2403         return emit_oa_config(stream,
2404                               stream->oa_config, oa_context(stream),
2405                               active);
2406 }
2407
2408 static void hsw_disable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2409 {
2410         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2411
2412         intel_uncore_rmw(uncore, GEN6_UCGCTL1,
2413                          GEN6_CSUNIT_CLOCK_GATE_DISABLE, 0);
2414         intel_uncore_rmw(uncore, GEN7_MISCCPCTL,
2415                          0, GEN7_DOP_CLOCK_GATE_ENABLE);
2416
2417         intel_uncore_rmw(uncore, GDT_CHICKEN_BITS, GT_NOA_ENABLE, 0);
2418 }
2419
2420 static u32 oa_config_flex_reg(const struct i915_oa_config *oa_config,
2421                               i915_reg_t reg)
2422 {
2423         u32 mmio = i915_mmio_reg_offset(reg);
2424         int i;
2425
2426         /*
2427          * This arbitrary default will select the 'EU FPU0 Pipeline
2428          * Active' event. In the future it's anticipated that there
2429          * will be an explicit 'No Event' we can select, but not yet...
2430          */
2431         if (!oa_config)
2432                 return 0;
2433
2434         for (i = 0; i < oa_config->flex_regs_len; i++) {
2435                 if (i915_mmio_reg_offset(oa_config->flex_regs[i].addr) == mmio)
2436                         return oa_config->flex_regs[i].value;
2437         }
2438
2439         return 0;
2440 }
2441 /*
2442  * NB: It must always remain pointer safe to run this even if the OA unit
2443  * has been disabled.
2444  *
2445  * It's fine to put out-of-date values into these per-context registers
2446  * in the case that the OA unit has been disabled.
2447  */
2448 static void
2449 gen8_update_reg_state_unlocked(const struct intel_context *ce,
2450                                const struct i915_perf_stream *stream)
2451 {
2452         u32 ctx_oactxctrl = stream->perf->ctx_oactxctrl_offset;
2453         u32 ctx_flexeu0 = stream->perf->ctx_flexeu0_offset;
2454         /* The MMIO offsets for Flex EU registers aren't contiguous */
2455         static const i915_reg_t flex_regs[] = {
2456                 EU_PERF_CNTL0,
2457                 EU_PERF_CNTL1,
2458                 EU_PERF_CNTL2,
2459                 EU_PERF_CNTL3,
2460                 EU_PERF_CNTL4,
2461                 EU_PERF_CNTL5,
2462                 EU_PERF_CNTL6,
2463         };
2464         u32 *reg_state = ce->lrc_reg_state;
2465         int i;
2466
2467         reg_state[ctx_oactxctrl + 1] =
2468                 (stream->period_exponent << GEN8_OA_TIMER_PERIOD_SHIFT) |
2469                 (stream->periodic ? GEN8_OA_TIMER_ENABLE : 0) |
2470                 GEN8_OA_COUNTER_RESUME;
2471
2472         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(flex_regs); i++)
2473                 reg_state[ctx_flexeu0 + i * 2 + 1] =
2474                         oa_config_flex_reg(stream->oa_config, flex_regs[i]);
2475 }
2476
2477 struct flex {
2478         i915_reg_t reg;
2479         u32 offset;
2480         u32 value;
2481 };
2482
2483 static int
2484 gen8_store_flex(struct i915_request *rq,
2485                 struct intel_context *ce,
2486                 const struct flex *flex, unsigned int count)
2487 {
2488         u32 offset;
2489         u32 *cs;
2490
2491         cs = intel_ring_begin(rq, 4 * count);
2492         if (IS_ERR(cs))
2493                 return PTR_ERR(cs);
2494
2495         offset = i915_ggtt_offset(ce->state) + LRC_STATE_OFFSET;
2496         do {
2497                 *cs++ = MI_STORE_DWORD_IMM_GEN4 | MI_USE_GGTT;
2498                 *cs++ = offset + flex->offset * sizeof(u32);
2499                 *cs++ = 0;
2500                 *cs++ = flex->value;
2501         } while (flex++, --count);
2502
2503         intel_ring_advance(rq, cs);
2504
2505         return 0;
2506 }
2507
2508 static int
2509 gen8_load_flex(struct i915_request *rq,
2510                struct intel_context *ce,
2511                const struct flex *flex, unsigned int count)
2512 {
2513         u32 *cs;
2514
2515         GEM_BUG_ON(!count || count > 63);
2516
2517         cs = intel_ring_begin(rq, 2 * count + 2);
2518         if (IS_ERR(cs))
2519                 return PTR_ERR(cs);
2520
2521         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(count);
2522         do {
2523                 *cs++ = i915_mmio_reg_offset(flex->reg);
2524                 *cs++ = flex->value;
2525         } while (flex++, --count);
2526         *cs++ = MI_NOOP;
2527
2528         intel_ring_advance(rq, cs);
2529
2530         return 0;
2531 }
2532
2533 static int gen8_modify_context(struct intel_context *ce,
2534                                const struct flex *flex, unsigned int count)
2535 {
2536         struct i915_request *rq;
2537         int err;
2538
2539         rq = intel_engine_create_kernel_request(ce->engine);
2540         if (IS_ERR(rq))
2541                 return PTR_ERR(rq);
2542
2543         /* Serialise with the remote context */
2544         err = intel_context_prepare_remote_request(ce, rq);
2545         if (err == 0)
2546                 err = gen8_store_flex(rq, ce, flex, count);
2547
2548         i915_request_add(rq);
2549         return err;
2550 }
2551
2552 static int
2553 gen8_modify_self(struct intel_context *ce,
2554                  const struct flex *flex, unsigned int count,
2555                  struct i915_active *active)
2556 {
2557         struct i915_request *rq;
2558         int err;
2559
2560         intel_engine_pm_get(ce->engine);
2561         rq = i915_request_create(ce);
2562         intel_engine_pm_put(ce->engine);
2563         if (IS_ERR(rq))
2564                 return PTR_ERR(rq);
2565
2566         if (!IS_ERR_OR_NULL(active)) {
2567                 err = i915_active_add_request(active, rq);
2568                 if (err)
2569                         goto err_add_request;
2570         }
2571
2572         err = gen8_load_flex(rq, ce, flex, count);
2573         if (err)
2574                 goto err_add_request;
2575
2576 err_add_request:
2577         i915_request_add(rq);
2578         return err;
2579 }
2580
2581 static int gen8_configure_context(struct i915_perf_stream *stream,
2582                                   struct i915_gem_context *ctx,
2583                                   struct flex *flex, unsigned int count)
2584 {
2585         struct i915_gem_engines_iter it;
2586         struct intel_context *ce;
2587         int err = 0;
2588
2589         for_each_gem_engine(ce, i915_gem_context_lock_engines(ctx), it) {
2590                 GEM_BUG_ON(ce == ce->engine->kernel_context);
2591
2592                 if (ce->engine->class != RENDER_CLASS)
2593                         continue;
2594
2595                 /* Otherwise OA settings will be set upon first use */
2596                 if (!intel_context_pin_if_active(ce))
2597                         continue;
2598
2599                 flex->value = intel_sseu_make_rpcs(ce->engine->gt, &ce->sseu);
2600                 err = gen8_modify_context(ce, flex, count);
2601
2602                 intel_context_unpin(ce);
2603                 if (err)
2604                         break;
2605         }
2606         i915_gem_context_unlock_engines(ctx);
2607
2608         return err;
2609 }
2610
2611 static int gen12_configure_oar_context(struct i915_perf_stream *stream,
2612                                        struct i915_active *active)
2613 {
2614         int err;
2615         struct intel_context *ce = stream->pinned_ctx;
2616         u32 format = stream->oa_buffer.format->format;
2617         u32 offset = stream->perf->ctx_oactxctrl_offset;
2618         struct flex regs_context[] = {
2619                 {
2620                         GEN8_OACTXCONTROL,
2621                         offset + 1,
2622                         active ? GEN8_OA_COUNTER_RESUME : 0,
2623                 },
2624         };
2625         /* Offsets in regs_lri are not used since this configuration is only
2626          * applied using LRI. Initialize the correct offsets for posterity.
2627          */
2628 #define GEN12_OAR_OACONTROL_OFFSET 0x5B0
2629         struct flex regs_lri[] = {
2630                 {
2631                         GEN12_OAR_OACONTROL,
2632                         GEN12_OAR_OACONTROL_OFFSET + 1,
2633                         (format << GEN12_OAR_OACONTROL_COUNTER_FORMAT_SHIFT) |
2634                         (active ? GEN12_OAR_OACONTROL_COUNTER_ENABLE : 0)
2635                 },
2636                 {
2637                         RING_CONTEXT_CONTROL(ce->engine->mmio_base),
2638                         CTX_CONTEXT_CONTROL,
2639                         _MASKED_FIELD(GEN12_CTX_CTRL_OAR_CONTEXT_ENABLE,
2640                                       active ?
2641                                       GEN12_CTX_CTRL_OAR_CONTEXT_ENABLE :
2642                                       0)
2643                 },
2644         };
2645
2646         /* Modify the context image of pinned context with regs_context */
2647         err = intel_context_lock_pinned(ce);
2648         if (err)
2649                 return err;
2650
2651         err = gen8_modify_context(ce, regs_context,
2652                                   ARRAY_SIZE(regs_context));
2653         intel_context_unlock_pinned(ce);
2654         if (err)
2655                 return err;
2656
2657         /* Apply regs_lri using LRI with pinned context */
2658         return gen8_modify_self(ce, regs_lri, ARRAY_SIZE(regs_lri), active);
2659 }
2660
2661 /*
2662  * Manages updating the per-context aspects of the OA stream
2663  * configuration across all contexts.
2664  *
2665  * The awkward consideration here is that OACTXCONTROL controls the
2666  * exponent for periodic sampling which is primarily used for system
2667  * wide profiling where we'd like a consistent sampling period even in
2668  * the face of context switches.
2669  *
2670  * Our approach of updating the register state context (as opposed to
2671  * say using a workaround batch buffer) ensures that the hardware
2672  * won't automatically reload an out-of-date timer exponent even
2673  * transiently before a WA BB could be parsed.
2674  *
2675  * This function needs to:
2676  * - Ensure the currently running context's per-context OA state is
2677  *   updated
2678  * - Ensure that all existing contexts will have the correct per-context
2679  *   OA state if they are scheduled for use.
2680  * - Ensure any new contexts will be initialized with the correct
2681  *   per-context OA state.
2682  *
2683  * Note: it's only the RCS/Render context that has any OA state.
2684  * Note: the first flex register passed must always be R_PWR_CLK_STATE
2685  */
2686 static int
2687 oa_configure_all_contexts(struct i915_perf_stream *stream,
2688                           struct flex *regs,
2689                           size_t num_regs,
2690                           struct i915_active *active)
2691 {
2692         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
2693         struct intel_engine_cs *engine;
2694         struct intel_gt *gt = stream->engine->gt;
2695         struct i915_gem_context *ctx, *cn;
2696         int err;
2697
2698         lockdep_assert_held(&gt->perf.lock);
2699
2700         /*
2701          * The OA register config is setup through the context image. This image
2702          * might be written to by the GPU on context switch (in particular on
2703          * lite-restore). This means we can't safely update a context's image,
2704          * if this context is scheduled/submitted to run on the GPU.
2705          *
2706          * We could emit the OA register config through the batch buffer but
2707          * this might leave small interval of time where the OA unit is
2708          * configured at an invalid sampling period.
2709          *
2710          * Note that since we emit all requests from a single ring, there
2711          * is still an implicit global barrier here that may cause a high
2712          * priority context to wait for an otherwise independent low priority
2713          * context. Contexts idle at the time of reconfiguration are not
2714          * trapped behind the barrier.
2715          */
2716         spin_lock(&i915->gem.contexts.lock);
2717         list_for_each_entry_safe(ctx, cn, &i915->gem.contexts.list, link) {
2718                 if (!kref_get_unless_zero(&ctx->ref))
2719                         continue;
2720
2721                 spin_unlock(&i915->gem.contexts.lock);
2722
2723                 err = gen8_configure_context(stream, ctx, regs, num_regs);
2724                 if (err) {
2725                         i915_gem_context_put(ctx);
2726                         return err;
2727                 }
2728
2729                 spin_lock(&i915->gem.contexts.lock);
2730                 list_safe_reset_next(ctx, cn, link);
2731                 i915_gem_context_put(ctx);
2732         }
2733         spin_unlock(&i915->gem.contexts.lock);
2734
2735         /*
2736          * After updating all other contexts, we need to modify ourselves.
2737          * If we don't modify the kernel_context, we do not get events while
2738          * idle.
2739          */
2740         for_each_uabi_engine(engine, i915) {
2741                 struct intel_context *ce = engine->kernel_context;
2742
2743                 if (engine->class != RENDER_CLASS)
2744                         continue;
2745
2746                 regs[0].value = intel_sseu_make_rpcs(engine->gt, &ce->sseu);
2747
2748                 err = gen8_modify_self(ce, regs, num_regs, active);
2749                 if (err)
2750                         return err;
2751         }
2752
2753         return 0;
2754 }
2755
2756 static int
2757 gen12_configure_all_contexts(struct i915_perf_stream *stream,
2758                              const struct i915_oa_config *oa_config,
2759                              struct i915_active *active)
2760 {
2761         struct flex regs[] = {
2762                 {
2763                         GEN8_R_PWR_CLK_STATE(RENDER_RING_BASE),
2764                         CTX_R_PWR_CLK_STATE,
2765                 },
2766         };
2767
2768         if (stream->engine->class != RENDER_CLASS)
2769                 return 0;
2770
2771         return oa_configure_all_contexts(stream,
2772                                          regs, ARRAY_SIZE(regs),
2773                                          active);
2774 }
2775
2776 static int
2777 lrc_configure_all_contexts(struct i915_perf_stream *stream,
2778                            const struct i915_oa_config *oa_config,
2779                            struct i915_active *active)
2780 {
2781         u32 ctx_oactxctrl = stream->perf->ctx_oactxctrl_offset;
2782         /* The MMIO offsets for Flex EU registers aren't contiguous */
2783         const u32 ctx_flexeu0 = stream->perf->ctx_flexeu0_offset;
2784 #define ctx_flexeuN(N) (ctx_flexeu0 + 2 * (N) + 1)
2785         struct flex regs[] = {
2786                 {
2787                         GEN8_R_PWR_CLK_STATE(RENDER_RING_BASE),
2788                         CTX_R_PWR_CLK_STATE,
2789                 },
2790                 {
2791                         GEN8_OACTXCONTROL,
2792                         ctx_oactxctrl + 1,
2793                 },
2794                 { EU_PERF_CNTL0, ctx_flexeuN(0) },
2795                 { EU_PERF_CNTL1, ctx_flexeuN(1) },
2796                 { EU_PERF_CNTL2, ctx_flexeuN(2) },
2797                 { EU_PERF_CNTL3, ctx_flexeuN(3) },
2798                 { EU_PERF_CNTL4, ctx_flexeuN(4) },
2799                 { EU_PERF_CNTL5, ctx_flexeuN(5) },
2800                 { EU_PERF_CNTL6, ctx_flexeuN(6) },
2801         };
2802 #undef ctx_flexeuN
2803         int i;
2804
2805         regs[1].value =
2806                 (stream->period_exponent << GEN8_OA_TIMER_PERIOD_SHIFT) |
2807                 (stream->periodic ? GEN8_OA_TIMER_ENABLE : 0) |
2808                 GEN8_OA_COUNTER_RESUME;
2809
2810         for (i = 2; i < ARRAY_SIZE(regs); i++)
2811                 regs[i].value = oa_config_flex_reg(oa_config, regs[i].reg);
2812
2813         return oa_configure_all_contexts(stream,
2814                                          regs, ARRAY_SIZE(regs),
2815                                          active);
2816 }
2817
2818 static int
2819 gen8_enable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream,
2820                        struct i915_active *active)
2821 {
2822         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2823         struct i915_oa_config *oa_config = stream->oa_config;
2824         int ret;
2825
2826         /*
2827          * We disable slice/unslice clock ratio change reports on SKL since
2828          * they are too noisy. The HW generates a lot of redundant reports
2829          * where the ratio hasn't really changed causing a lot of redundant
2830          * work to processes and increasing the chances we'll hit buffer
2831          * overruns.
2832          *
2833          * Although we don't currently use the 'disable overrun' OABUFFER
2834          * feature it's worth noting that clock ratio reports have to be
2835          * disabled before considering to use that feature since the HW doesn't
2836          * correctly block these reports.
2837          *
2838          * Currently none of the high-level metrics we have depend on knowing
2839          * this ratio to normalize.
2840          *
2841          * Note: This register is not power context saved and restored, but
2842          * that's OK considering that we disable RC6 while the OA unit is
2843          * enabled.
2844          *
2845          * The _INCLUDE_CLK_RATIO bit allows the slice/unslice frequency to
2846          * be read back from automatically triggered reports, as part of the
2847          * RPT_ID field.
2848          */
2849         if (IS_GRAPHICS_VER(stream->perf->i915, 9, 11)) {
2850                 intel_uncore_write(uncore, GEN8_OA_DEBUG,
2851                                    _MASKED_BIT_ENABLE(GEN9_OA_DEBUG_DISABLE_CLK_RATIO_REPORTS |
2852                                                       GEN9_OA_DEBUG_INCLUDE_CLK_RATIO));
2853         }
2854
2855         /*
2856          * Update all contexts prior writing the mux configurations as we need
2857          * to make sure all slices/subslices are ON before writing to NOA
2858          * registers.
2859          */
2860         ret = lrc_configure_all_contexts(stream, oa_config, active);
2861         if (ret)
2862                 return ret;
2863
2864         return emit_oa_config(stream,
2865                               stream->oa_config, oa_context(stream),
2866                               active);
2867 }
2868
2869 static u32 oag_report_ctx_switches(const struct i915_perf_stream *stream)
2870 {
2871         return _MASKED_FIELD(GEN12_OAG_OA_DEBUG_DISABLE_CTX_SWITCH_REPORTS,
2872                              (stream->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT) ?
2873                              0 : GEN12_OAG_OA_DEBUG_DISABLE_CTX_SWITCH_REPORTS);
2874 }
2875
2876 static int
2877 gen12_enable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream,
2878                         struct i915_active *active)
2879 {
2880         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
2881         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2882         struct i915_oa_config *oa_config = stream->oa_config;
2883         bool periodic = stream->periodic;
2884         u32 period_exponent = stream->period_exponent;
2885         u32 sqcnt1;
2886         int ret;
2887
2888         /*
2889          * Wa_1508761755:xehpsdv, dg2
2890          * EU NOA signals behave incorrectly if EU clock gating is enabled.
2891          * Disable thread stall DOP gating and EU DOP gating.
2892          */
2893         if (IS_XEHPSDV(i915) || IS_DG2(i915)) {
2894                 intel_gt_mcr_multicast_write(uncore->gt, GEN8_ROW_CHICKEN,
2895                                              _MASKED_BIT_ENABLE(STALL_DOP_GATING_DISABLE));
2896                 intel_uncore_write(uncore, GEN7_ROW_CHICKEN2,
2897                                    _MASKED_BIT_ENABLE(GEN12_DISABLE_DOP_GATING));
2898         }
2899
2900         intel_uncore_write(uncore, __oa_regs(stream)->oa_debug,
2901                            /* Disable clk ratio reports, like previous Gens. */
2902                            _MASKED_BIT_ENABLE(GEN12_OAG_OA_DEBUG_DISABLE_CLK_RATIO_REPORTS |
2903                                               GEN12_OAG_OA_DEBUG_INCLUDE_CLK_RATIO) |
2904                            /*
2905                             * If the user didn't require OA reports, instruct
2906                             * the hardware not to emit ctx switch reports.
2907                             */
2908                            oag_report_ctx_switches(stream));
2909
2910         intel_uncore_write(uncore, __oa_regs(stream)->oa_ctx_ctrl, periodic ?
2911                            (GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL_COUNTER_RESUME |
2912                             GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL_TIMER_ENABLE |
2913                             (period_exponent << GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL_TIMER_PERIOD_SHIFT))
2914                             : 0);
2915
2916         /*
2917          * Initialize Super Queue Internal Cnt Register
2918          * Set PMON Enable in order to collect valid metrics.
2919          * Enable byets per clock reporting in OA for XEHPSDV onward.
2920          */
2921         sqcnt1 = GEN12_SQCNT1_PMON_ENABLE |
2922                  (HAS_OA_BPC_REPORTING(i915) ? GEN12_SQCNT1_OABPC : 0);
2923
2924         intel_uncore_rmw(uncore, GEN12_SQCNT1, 0, sqcnt1);
2925
2926         /*
2927          * Update all contexts prior writing the mux configurations as we need
2928          * to make sure all slices/subslices are ON before writing to NOA
2929          * registers.
2930          */
2931         ret = gen12_configure_all_contexts(stream, oa_config, active);
2932         if (ret)
2933                 return ret;
2934
2935         /*
2936          * For Gen12, performance counters are context
2937          * saved/restored. Only enable it for the context that
2938          * requested this.
2939          */
2940         if (stream->ctx) {
2941                 ret = gen12_configure_oar_context(stream, active);
2942                 if (ret)
2943                         return ret;
2944         }
2945
2946         return emit_oa_config(stream,
2947                               stream->oa_config, oa_context(stream),
2948                               active);
2949 }
2950
2951 static void gen8_disable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2952 {
2953         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2954
2955         /* Reset all contexts' slices/subslices configurations. */
2956         lrc_configure_all_contexts(stream, NULL, NULL);
2957
2958         intel_uncore_rmw(uncore, GDT_CHICKEN_BITS, GT_NOA_ENABLE, 0);
2959 }
2960
2961 static void gen11_disable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2962 {
2963         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2964
2965         /* Reset all contexts' slices/subslices configurations. */
2966         lrc_configure_all_contexts(stream, NULL, NULL);
2967
2968         /* Make sure we disable noa to save power. */
2969         intel_uncore_rmw(uncore, RPM_CONFIG1, GEN10_GT_NOA_ENABLE, 0);
2970 }
2971
2972 static void gen12_disable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2973 {
2974         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2975         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
2976         u32 sqcnt1;
2977
2978         /*
2979          * Wa_1508761755:xehpsdv, dg2
2980          * Enable thread stall DOP gating and EU DOP gating.
2981          */
2982         if (IS_XEHPSDV(i915) || IS_DG2(i915)) {
2983                 intel_gt_mcr_multicast_write(uncore->gt, GEN8_ROW_CHICKEN,
2984                                              _MASKED_BIT_DISABLE(STALL_DOP_GATING_DISABLE));
2985                 intel_uncore_write(uncore, GEN7_ROW_CHICKEN2,
2986                                    _MASKED_BIT_DISABLE(GEN12_DISABLE_DOP_GATING));
2987         }
2988
2989         /* Reset all contexts' slices/subslices configurations. */
2990         gen12_configure_all_contexts(stream, NULL, NULL);
2991
2992         /* disable the context save/restore or OAR counters */
2993         if (stream->ctx)
2994                 gen12_configure_oar_context(stream, NULL);
2995
2996         /* Make sure we disable noa to save power. */
2997         intel_uncore_rmw(uncore, RPM_CONFIG1, GEN10_GT_NOA_ENABLE, 0);
2998
2999         sqcnt1 = GEN12_SQCNT1_PMON_ENABLE |
3000                  (HAS_OA_BPC_REPORTING(i915) ? GEN12_SQCNT1_OABPC : 0);
3001
3002         /* Reset PMON Enable to save power. */
3003         intel_uncore_rmw(uncore, GEN12_SQCNT1, sqcnt1, 0);
3004 }
3005
3006 static void gen7_oa_enable(struct i915_perf_stream *stream)
3007 {
3008         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
3009         struct i915_gem_context *ctx = stream->ctx;
3010         u32 ctx_id = stream->specific_ctx_id;
3011         bool periodic = stream->periodic;
3012         u32 period_exponent = stream->period_exponent;
3013         u32 report_format = stream->oa_buffer.format->format;
3014
3015         /*
3016          * Reset buf pointers so we don't forward reports from before now.
3017          *
3018          * Think carefully if considering trying to avoid this, since it
3019          * also ensures status flags and the buffer itself are cleared
3020          * in error paths, and we have checks for invalid reports based
3021          * on the assumption that certain fields are written to zeroed
3022          * memory which this helps maintains.
3023          */
3024         gen7_init_oa_buffer(stream);
3025
3026         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OACONTROL,
3027                            (ctx_id & GEN7_OACONTROL_CTX_MASK) |
3028                            (period_exponent <<
3029                             GEN7_OACONTROL_TIMER_PERIOD_SHIFT) |
3030                            (periodic ? GEN7_OACONTROL_TIMER_ENABLE : 0) |
3031                            (report_format << GEN7_OACONTROL_FORMAT_SHIFT) |
3032                            (ctx ? GEN7_OACONTROL_PER_CTX_ENABLE : 0) |
3033                            GEN7_OACONTROL_ENABLE);
3034 }
3035
3036 static void gen8_oa_enable(struct i915_perf_stream *stream)
3037 {
3038         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
3039         u32 report_format = stream->oa_buffer.format->format;
3040
3041         /*
3042          * Reset buf pointers so we don't forward reports from before now.
3043          *
3044          * Think carefully if considering trying to avoid this, since it
3045          * also ensures status flags and the buffer itself are cleared
3046          * in error paths, and we have checks for invalid reports based
3047          * on the assumption that certain fields are written to zeroed
3048          * memory which this helps maintains.
3049          */
3050         gen8_init_oa_buffer(stream);
3051
3052         /*
3053          * Note: we don't rely on the hardware to perform single context
3054          * filtering and instead filter on the cpu based on the context-id
3055          * field of reports
3056          */
3057         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OACONTROL,
3058                            (report_format << GEN8_OA_REPORT_FORMAT_SHIFT) |
3059                            GEN8_OA_COUNTER_ENABLE);
3060 }
3061
3062 static void gen12_oa_enable(struct i915_perf_stream *stream)
3063 {
3064         const struct i915_perf_regs *regs;
3065         u32 val;
3066
3067         /*
3068          * If we don't want OA reports from the OA buffer, then we don't even
3069          * need to program the OAG unit.
3070          */
3071         if (!(stream->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT))
3072                 return;
3073
3074         gen12_init_oa_buffer(stream);
3075
3076         regs = __oa_regs(stream);
3077         val = (stream->oa_buffer.format->format << regs->oa_ctrl_counter_format_shift) |
3078               GEN12_OAG_OACONTROL_OA_COUNTER_ENABLE;
3079
3080         intel_uncore_write(stream->uncore, regs->oa_ctrl, val);
3081 }
3082
3083 /**
3084  * i915_oa_stream_enable - handle `I915_PERF_IOCTL_ENABLE` for OA stream
3085  * @stream: An i915 perf stream opened for OA metrics
3086  *
3087  * [Re]enables hardware periodic sampling according to the period configured
3088  * when opening the stream. This also starts a hrtimer that will periodically
3089  * check for data in the circular OA buffer for notifying userspace (e.g.
3090  * during a read() or poll()).
3091  */
3092 static void i915_oa_stream_enable(struct i915_perf_stream *stream)
3093 {
3094         stream->pollin = false;
3095
3096         stream->perf->ops.oa_enable(stream);
3097
3098         if (stream->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT)
3099                 hrtimer_start(&stream->poll_check_timer,
3100                               ns_to_ktime(stream->poll_oa_period),
3101                               HRTIMER_MODE_REL_PINNED);
3102 }
3103
3104 static void gen7_oa_disable(struct i915_perf_stream *stream)
3105 {
3106         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
3107
3108         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OACONTROL, 0);
3109         if (intel_wait_for_register(uncore,
3110                                     GEN7_OACONTROL, GEN7_OACONTROL_ENABLE, 0,
3111                                     50))
3112                 drm_err(&stream->perf->i915->drm,
3113                         "wait for OA to be disabled timed out\n");
3114 }
3115
3116 static void gen8_oa_disable(struct i915_perf_stream *stream)
3117 {
3118         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
3119
3120         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OACONTROL, 0);
3121         if (intel_wait_for_register(uncore,
3122                                     GEN8_OACONTROL, GEN8_OA_COUNTER_ENABLE, 0,
3123                                     50))
3124                 drm_err(&stream->perf->i915->drm,
3125                         "wait for OA to be disabled timed out\n");
3126 }
3127
3128 static void gen12_oa_disable(struct i915_perf_stream *stream)
3129 {
3130         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
3131
3132         intel_uncore_write(uncore, __oa_regs(stream)->oa_ctrl, 0);
3133         if (intel_wait_for_register(uncore,
3134                                     __oa_regs(stream)->oa_ctrl,
3135                                     GEN12_OAG_OACONTROL_OA_COUNTER_ENABLE, 0,
3136                                     50))
3137                 drm_err(&stream->perf->i915->drm,
3138                         "wait for OA to be disabled timed out\n");
3139
3140         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OA_TLB_INV_CR, 1);
3141         if (intel_wait_for_register(uncore,
3142                                     GEN12_OA_TLB_INV_CR,
3143                                     1, 0,
3144                                     50))
3145                 drm_err(&stream->perf->i915->drm,
3146                         "wait for OA tlb invalidate timed out\n");
3147 }
3148
3149 /**
3150  * i915_oa_stream_disable - handle `I915_PERF_IOCTL_DISABLE` for OA stream
3151  * @stream: An i915 perf stream opened for OA metrics
3152  *
3153  * Stops the OA unit from periodically writing counter reports into the
3154  * circular OA buffer. This also stops the hrtimer that periodically checks for
3155  * data in the circular OA buffer, for notifying userspace.
3156  */
3157 static void i915_oa_stream_disable(struct i915_perf_stream *stream)
3158 {
3159         stream->perf->ops.oa_disable(stream);
3160
3161         if (stream->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT)
3162                 hrtimer_cancel(&stream->poll_check_timer);
3163 }
3164
3165 static const struct i915_perf_stream_ops i915_oa_stream_ops = {
3166         .destroy = i915_oa_stream_destroy,
3167         .enable = i915_oa_stream_enable,
3168         .disable = i915_oa_stream_disable,
3169         .wait_unlocked = i915_oa_wait_unlocked,
3170         .poll_wait = i915_oa_poll_wait,
3171         .read = i915_oa_read,
3172 };
3173
3174 static int i915_perf_stream_enable_sync(struct i915_perf_stream *stream)
3175 {
3176         struct i915_active *active;
3177         int err;
3178
3179         active = i915_active_create();
3180         if (!active)
3181                 return -ENOMEM;
3182
3183         err = stream->perf->ops.enable_metric_set(stream, active);
3184         if (err == 0)
3185                 __i915_active_wait(active, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3186
3187         i915_active_put(active);
3188         return err;
3189 }
3190
3191 static void
3192 get_default_sseu_config(struct intel_sseu *out_sseu,
3193                         struct intel_engine_cs *engine)
3194 {
3195         const struct sseu_dev_info *devinfo_sseu = &engine->gt->info.sseu;
3196
3197         *out_sseu = intel_sseu_from_device_info(devinfo_sseu);
3198
3199         if (GRAPHICS_VER(engine->i915) == 11) {
3200                 /*
3201                  * We only need subslice count so it doesn't matter which ones
3202                  * we select - just turn off low bits in the amount of half of
3203                  * all available subslices per slice.
3204                  */
3205                 out_sseu->subslice_mask =
3206                         ~(~0 << (hweight8(out_sseu->subslice_mask) / 2));
3207                 out_sseu->slice_mask = 0x1;
3208         }
3209 }
3210
3211 static int
3212 get_sseu_config(struct intel_sseu *out_sseu,
3213                 struct intel_engine_cs *engine,
3214                 const struct drm_i915_gem_context_param_sseu *drm_sseu)
3215 {
3216         if (drm_sseu->engine.engine_class != engine->uabi_class ||
3217             drm_sseu->engine.engine_instance != engine->uabi_instance)
3218                 return -EINVAL;
3219
3220         return i915_gem_user_to_context_sseu(engine->gt, drm_sseu, out_sseu);
3221 }
3222
3223 /*
3224  * OA timestamp frequency = CS timestamp frequency in most platforms. On some
3225  * platforms OA unit ignores the CTC_SHIFT and the 2 timestamps differ. In such
3226  * cases, return the adjusted CS timestamp frequency to the user.
3227  */
3228 u32 i915_perf_oa_timestamp_frequency(struct drm_i915_private *i915)
3229 {
3230         /*
3231          * Wa_18013179988:dg2
3232          * Wa_14015846243:mtl
3233          */
3234         if (IS_DG2(i915) || IS_METEORLAKE(i915)) {
3235                 intel_wakeref_t wakeref;
3236                 u32 reg, shift;
3237
3238                 with_intel_runtime_pm(to_gt(i915)->uncore->rpm, wakeref)
3239                         reg = intel_uncore_read(to_gt(i915)->uncore, RPM_CONFIG0);
3240
3241                 shift = REG_FIELD_GET(GEN10_RPM_CONFIG0_CTC_SHIFT_PARAMETER_MASK,
3242                                       reg);
3243
3244                 return to_gt(i915)->clock_frequency << (3 - shift);
3245         }
3246
3247         return to_gt(i915)->clock_frequency;
3248 }
3249
3250 /**
3251  * i915_oa_stream_init - validate combined props for OA stream and init
3252  * @stream: An i915 perf stream
3253  * @param: The open parameters passed to `DRM_I915_PERF_OPEN`
3254  * @props: The property state that configures stream (individually validated)
3255  *
3256  * While read_properties_unlocked() validates properties in isolation it
3257  * doesn't ensure that the combination necessarily makes sense.
3258  *
3259  * At this point it has been determined that userspace wants a stream of
3260  * OA metrics, but still we need to further validate the combined
3261  * properties are OK.
3262  *
3263  * If the configuration makes sense then we can allocate memory for
3264  * a circular OA buffer and apply the requested metric set configuration.
3265  *
3266  * Returns: zero on success or a negative error code.
3267  */
3268 static int i915_oa_stream_init(struct i915_perf_stream *stream,
3269                                struct drm_i915_perf_open_param *param,
3270                                struct perf_open_properties *props)
3271 {
3272         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
3273         struct i915_perf *perf = stream->perf;
3274         struct i915_perf_group *g;
3275         struct intel_gt *gt;
3276         int ret;
3277
3278         if (!props->engine) {
3279                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3280                         "OA engine not specified\n");
3281                 return -EINVAL;
3282         }
3283         gt = props->engine->gt;
3284         g = props->engine->oa_group;
3285
3286         /*
3287          * If the sysfs metrics/ directory wasn't registered for some
3288          * reason then don't let userspace try their luck with config
3289          * IDs
3290          */
3291         if (!perf->metrics_kobj) {
3292                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3293                         "OA metrics weren't advertised via sysfs\n");
3294                 return -EINVAL;
3295         }
3296
3297         if (!(props->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT) &&
3298             (GRAPHICS_VER(perf->i915) < 12 || !stream->ctx)) {
3299                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3300                         "Only OA report sampling supported\n");
3301                 return -EINVAL;
3302         }
3303
3304         if (!perf->ops.enable_metric_set) {
3305                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3306                         "OA unit not supported\n");
3307                 return -ENODEV;
3308         }
3309
3310         /*
3311          * To avoid the complexity of having to accurately filter
3312          * counter reports and marshal to the appropriate client
3313          * we currently only allow exclusive access
3314          */
3315         if (g->exclusive_stream) {
3316                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3317                         "OA unit already in use\n");
3318                 return -EBUSY;
3319         }
3320
3321         if (!props->oa_format) {
3322                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3323                         "OA report format not specified\n");
3324                 return -EINVAL;
3325         }
3326
3327         stream->engine = props->engine;
3328         stream->uncore = stream->engine->gt->uncore;
3329
3330         stream->sample_size = sizeof(struct drm_i915_perf_record_header);
3331
3332         stream->oa_buffer.format = &perf->oa_formats[props->oa_format];
3333         if (drm_WARN_ON(&i915->drm, stream->oa_buffer.format->size == 0))
3334                 return -EINVAL;
3335
3336         stream->sample_flags = props->sample_flags;
3337         stream->sample_size += stream->oa_buffer.format->size;
3338
3339         stream->hold_preemption = props->hold_preemption;
3340
3341         stream->periodic = props->oa_periodic;
3342         if (stream->periodic)
3343                 stream->period_exponent = props->oa_period_exponent;
3344
3345         if (stream->ctx) {
3346                 ret = oa_get_render_ctx_id(stream);
3347                 if (ret) {
3348                         drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3349                                 "Invalid context id to filter with\n");
3350                         return ret;
3351                 }
3352         }
3353
3354         ret = alloc_noa_wait(stream);
3355         if (ret) {
3356                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3357                         "Unable to allocate NOA wait batch buffer\n");
3358                 goto err_noa_wait_alloc;
3359         }
3360
3361         stream->oa_config = i915_perf_get_oa_config(perf, props->metrics_set);
3362         if (!stream->oa_config) {
3363                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3364                         "Invalid OA config id=%i\n", props->metrics_set);
3365                 ret = -EINVAL;
3366                 goto err_config;
3367         }
3368
3369         /* PRM - observability performance counters:
3370          *
3371          *   OACONTROL, performance counter enable, note:
3372          *
3373          *   "When this bit is set, in order to have coherent counts,
3374          *   RC6 power state and trunk clock gating must be disabled.
3375          *   This can be achieved by programming MMIO registers as
3376          *   0xA094=0 and 0xA090[31]=1"
3377          *
3378          *   In our case we are expecting that taking pm + FORCEWAKE
3379          *   references will effectively disable RC6.
3380          */
3381         intel_engine_pm_get(stream->engine);
3382         intel_uncore_forcewake_get(stream->uncore, FORCEWAKE_ALL);
3383
3384         /*
3385          * Wa_16011777198:dg2: GuC resets render as part of the Wa. This causes
3386          * OA to lose the configuration state. Prevent this by overriding GUCRC
3387          * mode.
3388          */
3389         if (intel_uc_uses_guc_rc(&gt->uc) &&
3390             (IS_DG2_GRAPHICS_STEP(gt->i915, G10, STEP_A0, STEP_C0) ||
3391              IS_DG2_GRAPHICS_STEP(gt->i915, G11, STEP_A0, STEP_B0))) {
3392                 ret = intel_guc_slpc_override_gucrc_mode(&gt->uc.guc.slpc,
3393                                                          SLPC_GUCRC_MODE_GUCRC_NO_RC6);
3394                 if (ret) {
3395                         drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3396                                 "Unable to override gucrc mode\n");
3397                         goto err_gucrc;
3398                 }
3399
3400                 stream->override_gucrc = true;
3401         }
3402
3403         ret = alloc_oa_buffer(stream);
3404         if (ret)
3405                 goto err_oa_buf_alloc;
3406
3407         stream->ops = &i915_oa_stream_ops;
3408
3409         stream->engine->gt->perf.sseu = props->sseu;
3410         WRITE_ONCE(g->exclusive_stream, stream);
3411
3412         ret = i915_perf_stream_enable_sync(stream);
3413         if (ret) {
3414                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3415                         "Unable to enable metric set\n");
3416                 goto err_enable;
3417         }
3418
3419         drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3420                 "opening stream oa config uuid=%s\n",
3421                   stream->oa_config->uuid);
3422
3423         hrtimer_init(&stream->poll_check_timer,
3424                      CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
3425         stream->poll_check_timer.function = oa_poll_check_timer_cb;
3426         init_waitqueue_head(&stream->poll_wq);
3427         spin_lock_init(&stream->oa_buffer.ptr_lock);
3428         mutex_init(&stream->lock);
3429
3430         return 0;
3431
3432 err_enable:
3433         WRITE_ONCE(g->exclusive_stream, NULL);
3434         perf->ops.disable_metric_set(stream);
3435
3436         free_oa_buffer(stream);
3437
3438 err_oa_buf_alloc:
3439         if (stream->override_gucrc)
3440                 intel_guc_slpc_unset_gucrc_mode(&gt->uc.guc.slpc);
3441
3442 err_gucrc:
3443         intel_uncore_forcewake_put(stream->uncore, FORCEWAKE_ALL);
3444         intel_engine_pm_put(stream->engine);
3445
3446         free_oa_configs(stream);
3447
3448 err_config:
3449         free_noa_wait(stream);
3450
3451 err_noa_wait_alloc:
3452         if (stream->ctx)
3453                 oa_put_render_ctx_id(stream);
3454
3455         return ret;
3456 }
3457
3458 void i915_oa_init_reg_state(const struct intel_context *ce,
3459                             const struct intel_engine_cs *engine)
3460 {
3461         struct i915_perf_stream *stream;
3462
3463         if (engine->class != RENDER_CLASS)
3464                 return;
3465
3466         /* perf.exclusive_stream serialised by lrc_configure_all_contexts() */
3467         stream = READ_ONCE(engine->oa_group->exclusive_stream);
3468         if (stream && GRAPHICS_VER(stream->perf->i915) < 12)
3469                 gen8_update_reg_state_unlocked(ce, stream);
3470 }
3471
3472 /**
3473  * i915_perf_read - handles read() FOP for i915 perf stream FDs
3474  * @file: An i915 perf stream file
3475  * @buf: destination buffer given by userspace
3476  * @count: the number of bytes userspace wants to read
3477  * @ppos: (inout) file seek position (unused)
3478  *
3479  * The entry point for handling a read() on a stream file descriptor from
3480  * userspace. Most of the work is left to the i915_perf_read_locked() and
3481  * &i915_perf_stream_ops->read but to save having stream implementations (of
3482  * which we might have multiple later) we handle blocking read here.
3483  *
3484  * We can also consistently treat trying to read from a disabled stream
3485  * as an IO error so implementations can assume the stream is enabled
3486  * while reading.
3487  *
3488  * Returns: The number of bytes copied or a negative error code on failure.
3489  */
3490 static ssize_t i915_perf_read(struct file *file,
3491                               char __user *buf,
3492                               size_t count,
3493                               loff_t *ppos)
3494 {
3495         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
3496         size_t offset = 0;
3497         int ret;
3498
3499         /* To ensure it's handled consistently we simply treat all reads of a
3500          * disabled stream as an error. In particular it might otherwise lead
3501          * to a deadlock for blocking file descriptors...
3502          */
3503         if (!stream->enabled || !(stream->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT))
3504                 return -EIO;
3505
3506         if (!(file->f_flags & O_NONBLOCK)) {
3507                 /* There's the small chance of false positives from
3508                  * stream->ops->wait_unlocked.
3509                  *
3510                  * E.g. with single context filtering since we only wait until
3511                  * oabuffer has >= 1 report we don't immediately know whether
3512                  * any reports really belong to the current context
3513                  */
3514                 do {
3515                         ret = stream->ops->wait_unlocked(stream);
3516                         if (ret)
3517                                 return ret;
3518
3519                         mutex_lock(&stream->lock);
3520                         ret = stream->ops->read(stream, buf, count, &offset);
3521                         mutex_unlock(&stream->lock);
3522                 } while (!offset && !ret);
3523         } else {
3524                 mutex_lock(&stream->lock);
3525                 ret = stream->ops->read(stream, buf, count, &offset);
3526                 mutex_unlock(&stream->lock);
3527         }
3528
3529         /* We allow the poll checking to sometimes report false positive EPOLLIN
3530          * events where we might actually report EAGAIN on read() if there's
3531          * not really any data available. In this situation though we don't
3532          * want to enter a busy loop between poll() reporting a EPOLLIN event
3533          * and read() returning -EAGAIN. Clearing the oa.pollin state here
3534          * effectively ensures we back off until the next hrtimer callback
3535          * before reporting another EPOLLIN event.
3536          * The exception to this is if ops->read() returned -ENOSPC which means
3537          * that more OA data is available than could fit in the user provided
3538          * buffer. In this case we want the next poll() call to not block.
3539          */
3540         if (ret != -ENOSPC)
3541                 stream->pollin = false;
3542
3543         /* Possible values for ret are 0, -EFAULT, -ENOSPC, -EIO, ... */
3544         return offset ?: (ret ?: -EAGAIN);
3545 }
3546
3547 static enum hrtimer_restart oa_poll_check_timer_cb(struct hrtimer *hrtimer)
3548 {
3549         struct i915_perf_stream *stream =
3550                 container_of(hrtimer, typeof(*stream), poll_check_timer);
3551
3552         if (oa_buffer_check_unlocked(stream)) {
3553                 stream->pollin = true;
3554                 wake_up(&stream->poll_wq);
3555         }
3556
3557         hrtimer_forward_now(hrtimer,
3558                             ns_to_ktime(stream->poll_oa_period));
3559
3560         return HRTIMER_RESTART;
3561 }
3562
3563 /**
3564  * i915_perf_poll_locked - poll_wait() with a suitable wait queue for stream
3565  * @stream: An i915 perf stream
3566  * @file: An i915 perf stream file
3567  * @wait: poll() state table
3568  *
3569  * For handling userspace polling on an i915 perf stream, this calls through to
3570  * &i915_perf_stream_ops->poll_wait to call poll_wait() with a wait queue that
3571  * will be woken for new stream data.
3572  *
3573  * Returns: any poll events that are ready without sleeping
3574  */
3575 static __poll_t i915_perf_poll_locked(struct i915_perf_stream *stream,
3576                                       struct file *file,
3577                                       poll_table *wait)
3578 {
3579         __poll_t events = 0;
3580
3581         stream->ops->poll_wait(stream, file, wait);
3582
3583         /* Note: we don't explicitly check whether there's something to read
3584          * here since this path may be very hot depending on what else
3585          * userspace is polling, or on the timeout in use. We rely solely on
3586          * the hrtimer/oa_poll_check_timer_cb to notify us when there are
3587          * samples to read.
3588          */
3589         if (stream->pollin)
3590                 events |= EPOLLIN;
3591
3592         return events;
3593 }
3594
3595 /**
3596  * i915_perf_poll - call poll_wait() with a suitable wait queue for stream
3597  * @file: An i915 perf stream file
3598  * @wait: poll() state table
3599  *
3600  * For handling userspace polling on an i915 perf stream, this ensures
3601  * poll_wait() gets called with a wait queue that will be woken for new stream
3602  * data.
3603  *
3604  * Note: Implementation deferred to i915_perf_poll_locked()
3605  *
3606  * Returns: any poll events that are ready without sleeping
3607  */
3608 static __poll_t i915_perf_poll(struct file *file, poll_table *wait)
3609 {
3610         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
3611         __poll_t ret;
3612
3613         mutex_lock(&stream->lock);
3614         ret = i915_perf_poll_locked(stream, file, wait);
3615         mutex_unlock(&stream->lock);
3616
3617         return ret;
3618 }
3619
3620 /**
3621  * i915_perf_enable_locked - handle `I915_PERF_IOCTL_ENABLE` ioctl
3622  * @stream: A disabled i915 perf stream
3623  *
3624  * [Re]enables the associated capture of data for this stream.
3625  *
3626  * If a stream was previously enabled then there's currently no intention
3627  * to provide userspace any guarantee about the preservation of previously
3628  * buffered data.
3629  */
3630 static void i915_perf_enable_locked(struct i915_perf_stream *stream)
3631 {
3632         if (stream->enabled)
3633                 return;
3634
3635         /* Allow stream->ops->enable() to refer to this */
3636         stream->enabled = true;
3637
3638         if (stream->ops->enable)
3639                 stream->ops->enable(stream);
3640
3641         if (stream->hold_preemption)
3642                 intel_context_set_nopreempt(stream->pinned_ctx);
3643 }
3644
3645 /**
3646  * i915_perf_disable_locked - handle `I915_PERF_IOCTL_DISABLE` ioctl
3647  * @stream: An enabled i915 perf stream
3648  *
3649  * Disables the associated capture of data for this stream.
3650  *
3651  * The intention is that disabling an re-enabling a stream will ideally be
3652  * cheaper than destroying and re-opening a stream with the same configuration,
3653  * though there are no formal guarantees about what state or buffered data
3654  * must be retained between disabling and re-enabling a stream.
3655  *
3656  * Note: while a stream is disabled it's considered an error for userspace
3657  * to attempt to read from the stream (-EIO).
3658  */
3659 static void i915_perf_disable_locked(struct i915_perf_stream *stream)
3660 {
3661         if (!stream->enabled)
3662                 return;
3663
3664         /* Allow stream->ops->disable() to refer to this */
3665         stream->enabled = false;
3666
3667         if (stream->hold_preemption)
3668                 intel_context_clear_nopreempt(stream->pinned_ctx);
3669
3670         if (stream->ops->disable)
3671                 stream->ops->disable(stream);
3672 }
3673
3674 static long i915_perf_config_locked(struct i915_perf_stream *stream,
3675                                     unsigned long metrics_set)
3676 {
3677         struct i915_oa_config *config;
3678         long ret = stream->oa_config->id;
3679
3680         config = i915_perf_get_oa_config(stream->perf, metrics_set);
3681         if (!config)
3682                 return -EINVAL;
3683
3684         if (config != stream->oa_config) {
3685                 int err;
3686
3687                 /*
3688                  * If OA is bound to a specific context, emit the
3689                  * reconfiguration inline from that context. The update
3690                  * will then be ordered with respect to submission on that
3691                  * context.
3692                  *
3693                  * When set globally, we use a low priority kernel context,
3694                  * so it will effectively take effect when idle.
3695                  */
3696                 err = emit_oa_config(stream, config, oa_context(stream), NULL);
3697                 if (!err)
3698                         config = xchg(&stream->oa_config, config);
3699                 else
3700                         ret = err;
3701         }
3702
3703         i915_oa_config_put(config);
3704
3705         return ret;
3706 }
3707
3708 /**
3709  * i915_perf_ioctl_locked - support ioctl() usage with i915 perf stream FDs
3710  * @stream: An i915 perf stream
3711  * @cmd: the ioctl request
3712  * @arg: the ioctl data
3713  *
3714  * Returns: zero on success or a negative error code. Returns -EINVAL for
3715  * an unknown ioctl request.
3716  */
3717 static long i915_perf_ioctl_locked(struct i915_perf_stream *stream,
3718                                    unsigned int cmd,
3719                                    unsigned long arg)
3720 {
3721         switch (cmd) {
3722         case I915_PERF_IOCTL_ENABLE:
3723                 i915_perf_enable_locked(stream);
3724                 return 0;
3725         case I915_PERF_IOCTL_DISABLE:
3726                 i915_perf_disable_locked(stream);
3727                 return 0;
3728         case I915_PERF_IOCTL_CONFIG:
3729                 return i915_perf_config_locked(stream, arg);
3730         }
3731
3732         return -EINVAL;
3733 }
3734
3735 /**
3736  * i915_perf_ioctl - support ioctl() usage with i915 perf stream FDs
3737  * @file: An i915 perf stream file
3738  * @cmd: the ioctl request
3739  * @arg: the ioctl data
3740  *
3741  * Implementation deferred to i915_perf_ioctl_locked().
3742  *
3743  * Returns: zero on success or a negative error code. Returns -EINVAL for
3744  * an unknown ioctl request.
3745  */
3746 static long i915_perf_ioctl(struct file *file,
3747                             unsigned int cmd,
3748                             unsigned long arg)
3749 {
3750         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
3751         long ret;
3752
3753         mutex_lock(&stream->lock);
3754         ret = i915_perf_ioctl_locked(stream, cmd, arg);
3755         mutex_unlock(&stream->lock);
3756
3757         return ret;
3758 }
3759
3760 /**
3761  * i915_perf_destroy_locked - destroy an i915 perf stream
3762  * @stream: An i915 perf stream
3763  *
3764  * Frees all resources associated with the given i915 perf @stream, disabling
3765  * any associated data capture in the process.
3766  *
3767  * Note: The &gt->perf.lock mutex has been taken to serialize
3768  * with any non-file-operation driver hooks.
3769  */
3770 static void i915_perf_destroy_locked(struct i915_perf_stream *stream)
3771 {
3772         if (stream->enabled)
3773                 i915_perf_disable_locked(stream);
3774
3775         if (stream->ops->destroy)
3776                 stream->ops->destroy(stream);
3777
3778         if (stream->ctx)
3779                 i915_gem_context_put(stream->ctx);
3780
3781         kfree(stream);
3782 }
3783
3784 /**
3785  * i915_perf_release - handles userspace close() of a stream file
3786  * @inode: anonymous inode associated with file
3787  * @file: An i915 perf stream file
3788  *
3789  * Cleans up any resources associated with an open i915 perf stream file.
3790  *
3791  * NB: close() can't really fail from the userspace point of view.
3792  *
3793  * Returns: zero on success or a negative error code.
3794  */
3795 static int i915_perf_release(struct inode *inode, struct file *file)
3796 {
3797         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
3798         struct i915_perf *perf = stream->perf;
3799         struct intel_gt *gt = stream->engine->gt;
3800
3801         /*
3802          * Within this call, we know that the fd is being closed and we have no
3803          * other user of stream->lock. Use the perf lock to destroy the stream
3804          * here.
3805          */
3806         mutex_lock(&gt->perf.lock);
3807         i915_perf_destroy_locked(stream);
3808         mutex_unlock(&gt->perf.lock);
3809
3810         /* Release the reference the perf stream kept on the driver. */
3811         drm_dev_put(&perf->i915->drm);
3812
3813         return 0;
3814 }
3815
3816
3817 static const struct file_operations fops = {
3818         .owner          = THIS_MODULE,
3819         .llseek         = no_llseek,
3820         .release        = i915_perf_release,
3821         .poll           = i915_perf_poll,
3822         .read           = i915_perf_read,
3823         .unlocked_ioctl = i915_perf_ioctl,
3824         /* Our ioctl have no arguments, so it's safe to use the same function
3825          * to handle 32bits compatibility.
3826          */
3827         .compat_ioctl   = i915_perf_ioctl,
3828 };
3829
3830
3831 /**
3832  * i915_perf_open_ioctl_locked - DRM ioctl() for userspace to open a stream FD
3833  * @perf: i915 perf instance
3834  * @param: The open parameters passed to 'DRM_I915_PERF_OPEN`
3835  * @props: individually validated u64 property value pairs
3836  * @file: drm file
3837  *
3838  * See i915_perf_ioctl_open() for interface details.
3839  *
3840  * Implements further stream config validation and stream initialization on
3841  * behalf of i915_perf_open_ioctl() with the &gt->perf.lock mutex
3842  * taken to serialize with any non-file-operation driver hooks.
3843  *
3844  * Note: at this point the @props have only been validated in isolation and
3845  * it's still necessary to validate that the combination of properties makes
3846  * sense.
3847  *
3848  * In the case where userspace is interested in OA unit metrics then further
3849  * config validation and stream initialization details will be handled by
3850  * i915_oa_stream_init(). The code here should only validate config state that
3851  * will be relevant to all stream types / backends.
3852  *
3853  * Returns: zero on success or a negative error code.
3854  */
3855 static int
3856 i915_perf_open_ioctl_locked(struct i915_perf *perf,
3857                             struct drm_i915_perf_open_param *param,
3858                             struct perf_open_properties *props,
3859                             struct drm_file *file)
3860 {
3861         struct i915_gem_context *specific_ctx = NULL;
3862         struct i915_perf_stream *stream = NULL;
3863         unsigned long f_flags = 0;
3864         bool privileged_op = true;
3865         int stream_fd;
3866         int ret;
3867
3868         if (props->single_context) {
3869                 u32 ctx_handle = props->ctx_handle;
3870                 struct drm_i915_file_private *file_priv = file->driver_priv;
3871
3872                 specific_ctx = i915_gem_context_lookup(file_priv, ctx_handle);
3873                 if (IS_ERR(specific_ctx)) {
3874                         drm_dbg(&perf->i915->drm,
3875                                 "Failed to look up context with ID %u for opening perf stream\n",
3876                                   ctx_handle);
3877                         ret = PTR_ERR(specific_ctx);
3878                         goto err;
3879                 }
3880         }
3881
3882         /*
3883          * On Haswell the OA unit supports clock gating off for a specific
3884          * context and in this mode there's no visibility of metrics for the
3885          * rest of the system, which we consider acceptable for a
3886          * non-privileged client.
3887          *
3888          * For Gen8->11 the OA unit no longer supports clock gating off for a
3889          * specific context and the kernel can't securely stop the counters
3890          * from updating as system-wide / global values. Even though we can
3891          * filter reports based on the included context ID we can't block
3892          * clients from seeing the raw / global counter values via
3893          * MI_REPORT_PERF_COUNT commands and so consider it a privileged op to
3894          * enable the OA unit by default.
3895          *
3896          * For Gen12+ we gain a new OAR unit that only monitors the RCS on a
3897          * per context basis. So we can relax requirements there if the user
3898          * doesn't request global stream access (i.e. query based sampling
3899          * using MI_RECORD_PERF_COUNT.
3900          */
3901         if (IS_HASWELL(perf->i915) && specific_ctx)
3902                 privileged_op = false;
3903         else if (GRAPHICS_VER(perf->i915) == 12 && specific_ctx &&
3904                  (props->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT) == 0)
3905                 privileged_op = false;
3906
3907         if (props->hold_preemption) {
3908                 if (!props->single_context) {
3909                         drm_dbg(&perf->i915->drm,
3910                                 "preemption disable with no context\n");
3911                         ret = -EINVAL;
3912                         goto err;
3913                 }
3914                 privileged_op = true;
3915         }
3916
3917         /*
3918          * Asking for SSEU configuration is a priviliged operation.
3919          */
3920         if (props->has_sseu)
3921                 privileged_op = true;
3922         else
3923                 get_default_sseu_config(&props->sseu, props->engine);
3924
3925         /* Similar to perf's kernel.perf_paranoid_cpu sysctl option
3926          * we check a dev.i915.perf_stream_paranoid sysctl option
3927          * to determine if it's ok to access system wide OA counters
3928          * without CAP_PERFMON or CAP_SYS_ADMIN privileges.
3929          */
3930         if (privileged_op &&
3931             i915_perf_stream_paranoid && !perfmon_capable()) {
3932                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
3933                         "Insufficient privileges to open i915 perf stream\n");
3934                 ret = -EACCES;
3935                 goto err_ctx;
3936         }
3937
3938         stream = kzalloc(sizeof(*stream), GFP_KERNEL);
3939         if (!stream) {
3940                 ret = -ENOMEM;
3941                 goto err_ctx;
3942         }
3943
3944         stream->perf = perf;
3945         stream->ctx = specific_ctx;
3946         stream->poll_oa_period = props->poll_oa_period;
3947
3948         ret = i915_oa_stream_init(stream, param, props);
3949         if (ret)
3950                 goto err_alloc;
3951
3952         /* we avoid simply assigning stream->sample_flags = props->sample_flags
3953          * to have _stream_init check the combination of sample flags more
3954          * thoroughly, but still this is the expected result at this point.
3955          */
3956         if (WARN_ON(stream->sample_flags != props->sample_flags)) {
3957                 ret = -ENODEV;
3958                 goto err_flags;
3959         }
3960
3961         if (param->flags & I915_PERF_FLAG_FD_CLOEXEC)
3962                 f_flags |= O_CLOEXEC;
3963         if (param->flags & I915_PERF_FLAG_FD_NONBLOCK)
3964                 f_flags |= O_NONBLOCK;
3965
3966         stream_fd = anon_inode_getfd("[i915_perf]", &fops, stream, f_flags);
3967         if (stream_fd < 0) {
3968                 ret = stream_fd;
3969                 goto err_flags;
3970         }
3971
3972         if (!(param->flags & I915_PERF_FLAG_DISABLED))
3973                 i915_perf_enable_locked(stream);
3974
3975         /* Take a reference on the driver that will be kept with stream_fd
3976          * until its release.
3977          */
3978         drm_dev_get(&perf->i915->drm);
3979
3980         return stream_fd;
3981
3982 err_flags:
3983         if (stream->ops->destroy)
3984                 stream->ops->destroy(stream);
3985 err_alloc:
3986         kfree(stream);
3987 err_ctx:
3988         if (specific_ctx)
3989                 i915_gem_context_put(specific_ctx);
3990 err:
3991         return ret;
3992 }
3993
3994 static u64 oa_exponent_to_ns(struct i915_perf *perf, int exponent)
3995 {
3996         u64 nom = (2ULL << exponent) * NSEC_PER_SEC;
3997         u32 den = i915_perf_oa_timestamp_frequency(perf->i915);
3998
3999         return div_u64(nom + den - 1, den);
4000 }
4001
4002 static __always_inline bool
4003 oa_format_valid(struct i915_perf *perf, enum drm_i915_oa_format format)
4004 {
4005         return test_bit(format, perf->format_mask);
4006 }
4007
4008 static __always_inline void
4009 oa_format_add(struct i915_perf *perf, enum drm_i915_oa_format format)
4010 {
4011         __set_bit(format, perf->format_mask);
4012 }
4013
4014 /**
4015  * read_properties_unlocked - validate + copy userspace stream open properties
4016  * @perf: i915 perf instance
4017  * @uprops: The array of u64 key value pairs given by userspace
4018  * @n_props: The number of key value pairs expected in @uprops
4019  * @props: The stream configuration built up while validating properties
4020  *
4021  * Note this function only validates properties in isolation it doesn't
4022  * validate that the combination of properties makes sense or that all
4023  * properties necessary for a particular kind of stream have been set.
4024  *
4025  * Note that there currently aren't any ordering requirements for properties so
4026  * we shouldn't validate or assume anything about ordering here. This doesn't
4027  * rule out defining new properties with ordering requirements in the future.
4028  */
4029 static int read_properties_unlocked(struct i915_perf *perf,
4030                                     u64 __user *uprops,
4031                                     u32 n_props,
4032                                     struct perf_open_properties *props)
4033 {
4034         struct drm_i915_gem_context_param_sseu user_sseu;
4035         const struct i915_oa_format *f;
4036         u64 __user *uprop = uprops;
4037         bool config_instance = false;
4038         bool config_class = false;
4039         bool config_sseu = false;
4040         u8 class, instance;
4041         u32 i;
4042         int ret;
4043
4044         memset(props, 0, sizeof(struct perf_open_properties));
4045         props->poll_oa_period = DEFAULT_POLL_PERIOD_NS;
4046
4047         /* Considering that ID = 0 is reserved and assuming that we don't
4048          * (currently) expect any configurations to ever specify duplicate
4049          * values for a particular property ID then the last _PROP_MAX value is
4050          * one greater than the maximum number of properties we expect to get
4051          * from userspace.
4052          */
4053         if (!n_props || n_props >= DRM_I915_PERF_PROP_MAX) {
4054                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4055                         "Invalid number of i915 perf properties given\n");
4056                 return -EINVAL;
4057         }
4058
4059         /* Defaults when class:instance is not passed */
4060         class = I915_ENGINE_CLASS_RENDER;
4061         instance = 0;
4062
4063         for (i = 0; i < n_props; i++) {
4064                 u64 oa_period, oa_freq_hz;
4065                 u64 id, value;
4066
4067                 ret = get_user(id, uprop);
4068                 if (ret)
4069                         return ret;
4070
4071                 ret = get_user(value, uprop + 1);
4072                 if (ret)
4073                         return ret;
4074
4075                 if (id == 0 || id >= DRM_I915_PERF_PROP_MAX) {
4076                         drm_dbg(&perf->i915->drm,
4077                                 "Unknown i915 perf property ID\n");
4078                         return -EINVAL;
4079                 }
4080
4081                 switch ((enum drm_i915_perf_property_id)id) {
4082                 case DRM_I915_PERF_PROP_CTX_HANDLE:
4083                         props->single_context = 1;
4084                         props->ctx_handle = value;
4085                         break;
4086                 case DRM_I915_PERF_PROP_SAMPLE_OA:
4087                         if (value)
4088                                 props->sample_flags |= SAMPLE_OA_REPORT;
4089                         break;
4090                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_METRICS_SET:
4091                         if (value == 0) {
4092                                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4093                                         "Unknown OA metric set ID\n");
4094                                 return -EINVAL;
4095                         }
4096                         props->metrics_set = value;
4097                         break;
4098                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_FORMAT:
4099                         if (value == 0 || value >= I915_OA_FORMAT_MAX) {
4100                                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4101                                         "Out-of-range OA report format %llu\n",
4102                                           value);
4103                                 return -EINVAL;
4104                         }
4105                         if (!oa_format_valid(perf, value)) {
4106                                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4107                                         "Unsupported OA report format %llu\n",
4108                                           value);
4109                                 return -EINVAL;
4110                         }
4111                         props->oa_format = value;
4112                         break;
4113                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_EXPONENT:
4114                         if (value > OA_EXPONENT_MAX) {
4115                                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4116                                         "OA timer exponent too high (> %u)\n",
4117                                          OA_EXPONENT_MAX);
4118                                 return -EINVAL;
4119                         }
4120
4121                         /* Theoretically we can program the OA unit to sample
4122                          * e.g. every 160ns for HSW, 167ns for BDW/SKL or 104ns
4123                          * for BXT. We don't allow such high sampling
4124                          * frequencies by default unless root.
4125                          */
4126
4127                         BUILD_BUG_ON(sizeof(oa_period) != 8);
4128                         oa_period = oa_exponent_to_ns(perf, value);
4129
4130                         /* This check is primarily to ensure that oa_period <=
4131                          * UINT32_MAX (before passing to do_div which only
4132                          * accepts a u32 denominator), but we can also skip
4133                          * checking anything < 1Hz which implicitly can't be
4134                          * limited via an integer oa_max_sample_rate.
4135                          */
4136                         if (oa_period <= NSEC_PER_SEC) {
4137                                 u64 tmp = NSEC_PER_SEC;
4138                                 do_div(tmp, oa_period);
4139                                 oa_freq_hz = tmp;
4140                         } else
4141                                 oa_freq_hz = 0;
4142
4143                         if (oa_freq_hz > i915_oa_max_sample_rate && !perfmon_capable()) {
4144                                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4145                                         "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",
4146                                           i915_oa_max_sample_rate);
4147                                 return -EACCES;
4148                         }
4149
4150                         props->oa_periodic = true;
4151                         props->oa_period_exponent = value;
4152                         break;
4153                 case DRM_I915_PERF_PROP_HOLD_PREEMPTION:
4154                         props->hold_preemption = !!value;
4155                         break;
4156                 case DRM_I915_PERF_PROP_GLOBAL_SSEU: {
4157                         if (GRAPHICS_VER_FULL(perf->i915) >= IP_VER(12, 50)) {
4158                                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4159                                         "SSEU config not supported on gfx %x\n",
4160                                         GRAPHICS_VER_FULL(perf->i915));
4161                                 return -ENODEV;
4162                         }
4163
4164                         if (copy_from_user(&user_sseu,
4165                                            u64_to_user_ptr(value),
4166                                            sizeof(user_sseu))) {
4167                                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4168                                         "Unable to copy global sseu parameter\n");
4169                                 return -EFAULT;
4170                         }
4171                         config_sseu = true;
4172                         break;
4173                 }
4174                 case DRM_I915_PERF_PROP_POLL_OA_PERIOD:
4175                         if (value < 100000 /* 100us */) {
4176                                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4177                                         "OA availability timer too small (%lluns < 100us)\n",
4178                                           value);
4179                                 return -EINVAL;
4180                         }
4181                         props->poll_oa_period = value;
4182                         break;
4183                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_ENGINE_CLASS:
4184                         class = (u8)value;
4185                         config_class = true;
4186                         break;
4187                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_ENGINE_INSTANCE:
4188                         instance = (u8)value;
4189                         config_instance = true;
4190                         break;
4191                 default:
4192                         MISSING_CASE(id);
4193                         return -EINVAL;
4194                 }
4195
4196                 uprop += 2;
4197         }
4198
4199         if ((config_class && !config_instance) ||
4200             (config_instance && !config_class)) {
4201                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4202                         "OA engine-class and engine-instance parameters must be passed together\n");
4203                 return -EINVAL;
4204         }
4205
4206         props->engine = intel_engine_lookup_user(perf->i915, class, instance);
4207         if (!props->engine) {
4208                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4209                         "OA engine class and instance invalid %d:%d\n",
4210                         class, instance);
4211                 return -EINVAL;
4212         }
4213
4214         if (!engine_supports_oa(props->engine)) {
4215                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4216                         "Engine not supported by OA %d:%d\n",
4217                         class, instance);
4218                 return -EINVAL;
4219         }
4220
4221         /*
4222          * Wa_14017512683: mtl[a0..c0): Use of OAM must be preceded with Media
4223          * C6 disable in BIOS. Fail if Media C6 is enabled on steppings where OAM
4224          * does not work as expected.
4225          */
4226         if (IS_MTL_MEDIA_STEP(props->engine->i915, STEP_A0, STEP_C0) &&
4227             props->engine->oa_group->type == TYPE_OAM &&
4228             intel_check_bios_c6_setup(&props->engine->gt->rc6)) {
4229                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4230                         "OAM requires media C6 to be disabled in BIOS\n");
4231                 return -EINVAL;
4232         }
4233
4234         i = array_index_nospec(props->oa_format, I915_OA_FORMAT_MAX);
4235         f = &perf->oa_formats[i];
4236         if (!engine_supports_oa_format(props->engine, f->type)) {
4237                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4238                         "Invalid OA format %d for class %d\n",
4239                         f->type, props->engine->class);
4240                 return -EINVAL;
4241         }
4242
4243         if (config_sseu) {
4244                 ret = get_sseu_config(&props->sseu, props->engine, &user_sseu);
4245                 if (ret) {
4246                         drm_dbg(&perf->i915->drm,
4247                                 "Invalid SSEU configuration\n");
4248                         return ret;
4249                 }
4250                 props->has_sseu = true;
4251         }
4252
4253         return 0;
4254 }
4255
4256 /**
4257  * i915_perf_open_ioctl - DRM ioctl() for userspace to open a stream FD
4258  * @dev: drm device
4259  * @data: ioctl data copied from userspace (unvalidated)
4260  * @file: drm file
4261  *
4262  * Validates the stream open parameters given by userspace including flags
4263  * and an array of u64 key, value pair properties.
4264  *
4265  * Very little is assumed up front about the nature of the stream being
4266  * opened (for instance we don't assume it's for periodic OA unit metrics). An
4267  * i915-perf stream is expected to be a suitable interface for other forms of
4268  * buffered data written by the GPU besides periodic OA metrics.
4269  *
4270  * Note we copy the properties from userspace outside of the i915 perf
4271  * mutex to avoid an awkward lockdep with mmap_lock.
4272  *
4273  * Most of the implementation details are handled by
4274  * i915_perf_open_ioctl_locked() after taking the &gt->perf.lock
4275  * mutex for serializing with any non-file-operation driver hooks.
4276  *
4277  * Return: A newly opened i915 Perf stream file descriptor or negative
4278  * error code on failure.
4279  */
4280 int i915_perf_open_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
4281                          struct drm_file *file)
4282 {
4283         struct i915_perf *perf = &to_i915(dev)->perf;
4284         struct drm_i915_perf_open_param *param = data;
4285         struct intel_gt *gt;
4286         struct perf_open_properties props;
4287         u32 known_open_flags;
4288         int ret;
4289
4290         if (!perf->i915) {
4291                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4292                         "i915 perf interface not available for this system\n");
4293                 return -ENOTSUPP;
4294         }
4295
4296         known_open_flags = I915_PERF_FLAG_FD_CLOEXEC |
4297                            I915_PERF_FLAG_FD_NONBLOCK |
4298                            I915_PERF_FLAG_DISABLED;
4299         if (param->flags & ~known_open_flags) {
4300                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4301                         "Unknown drm_i915_perf_open_param flag\n");
4302                 return -EINVAL;
4303         }
4304
4305         ret = read_properties_unlocked(perf,
4306                                        u64_to_user_ptr(param->properties_ptr),
4307                                        param->num_properties,
4308                                        &props);
4309         if (ret)
4310                 return ret;
4311
4312         gt = props.engine->gt;
4313
4314         mutex_lock(&gt->perf.lock);
4315         ret = i915_perf_open_ioctl_locked(perf, param, &props, file);
4316         mutex_unlock(&gt->perf.lock);
4317
4318         return ret;
4319 }
4320
4321 /**
4322  * i915_perf_register - exposes i915-perf to userspace
4323  * @i915: i915 device instance
4324  *
4325  * In particular OA metric sets are advertised under a sysfs metrics/
4326  * directory allowing userspace to enumerate valid IDs that can be
4327  * used to open an i915-perf stream.
4328  */
4329 void i915_perf_register(struct drm_i915_private *i915)
4330 {
4331         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
4332         struct intel_gt *gt = to_gt(i915);
4333
4334         if (!perf->i915)
4335                 return;
4336
4337         /* To be sure we're synchronized with an attempted
4338          * i915_perf_open_ioctl(); considering that we register after
4339          * being exposed to userspace.
4340          */
4341         mutex_lock(&gt->perf.lock);
4342
4343         perf->metrics_kobj =
4344                 kobject_create_and_add("metrics",
4345                                        &i915->drm.primary->kdev->kobj);
4346
4347         mutex_unlock(&gt->perf.lock);
4348 }
4349
4350 /**
4351  * i915_perf_unregister - hide i915-perf from userspace
4352  * @i915: i915 device instance
4353  *
4354  * i915-perf state cleanup is split up into an 'unregister' and
4355  * 'deinit' phase where the interface is first hidden from
4356  * userspace by i915_perf_unregister() before cleaning up
4357  * remaining state in i915_perf_fini().
4358  */
4359 void i915_perf_unregister(struct drm_i915_private *i915)
4360 {
4361         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
4362
4363         if (!perf->metrics_kobj)
4364                 return;
4365
4366         kobject_put(perf->metrics_kobj);
4367         perf->metrics_kobj = NULL;
4368 }
4369
4370 static bool gen8_is_valid_flex_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
4371 {
4372         static const i915_reg_t flex_eu_regs[] = {
4373                 EU_PERF_CNTL0,
4374                 EU_PERF_CNTL1,
4375                 EU_PERF_CNTL2,
4376                 EU_PERF_CNTL3,
4377                 EU_PERF_CNTL4,
4378                 EU_PERF_CNTL5,
4379                 EU_PERF_CNTL6,
4380         };
4381         int i;
4382
4383         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(flex_eu_regs); i++) {
4384                 if (i915_mmio_reg_offset(flex_eu_regs[i]) == addr)
4385                         return true;
4386         }
4387         return false;
4388 }
4389
4390 static bool reg_in_range_table(u32 addr, const struct i915_range *table)
4391 {
4392         while (table->start || table->end) {
4393                 if (addr >= table->start && addr <= table->end)
4394                         return true;
4395
4396                 table++;
4397         }
4398
4399         return false;
4400 }
4401
4402 #define REG_EQUAL(addr, mmio) \
4403         ((addr) == i915_mmio_reg_offset(mmio))
4404
4405 static const struct i915_range gen7_oa_b_counters[] = {
4406         { .start = 0x2710, .end = 0x272c },     /* OASTARTTRIG[1-8] */
4407         { .start = 0x2740, .end = 0x275c },     /* OAREPORTTRIG[1-8] */
4408         { .start = 0x2770, .end = 0x27ac },     /* OACEC[0-7][0-1] */
4409         {}
4410 };
4411
4412 static const struct i915_range gen12_oa_b_counters[] = {
4413         { .start = 0x2b2c, .end = 0x2b2c },     /* GEN12_OAG_OA_PESS */
4414         { .start = 0xd900, .end = 0xd91c },     /* GEN12_OAG_OASTARTTRIG[1-8] */
4415         { .start = 0xd920, .end = 0xd93c },     /* GEN12_OAG_OAREPORTTRIG1[1-8] */
4416         { .start = 0xd940, .end = 0xd97c },     /* GEN12_OAG_CEC[0-7][0-1] */
4417         { .start = 0xdc00, .end = 0xdc3c },     /* GEN12_OAG_SCEC[0-7][0-1] */
4418         { .start = 0xdc40, .end = 0xdc40 },     /* GEN12_OAG_SPCTR_CNF */
4419         { .start = 0xdc44, .end = 0xdc44 },     /* GEN12_OAA_DBG_REG */
4420         {}
4421 };
4422
4423 static const struct i915_range mtl_oam_b_counters[] = {
4424         { .start = 0x393000, .end = 0x39301c }, /* GEN12_OAM_STARTTRIG1[1-8] */
4425         { .start = 0x393020, .end = 0x39303c }, /* GEN12_OAM_REPORTTRIG1[1-8] */
4426         { .start = 0x393040, .end = 0x39307c }, /* GEN12_OAM_CEC[0-7][0-1] */
4427         { .start = 0x393200, .end = 0x39323C }, /* MPES[0-7] */
4428         {}
4429 };
4430
4431 static const struct i915_range xehp_oa_b_counters[] = {
4432         { .start = 0xdc48, .end = 0xdc48 },     /* OAA_ENABLE_REG */
4433         { .start = 0xdd00, .end = 0xdd48 },     /* OAG_LCE0_0 - OAA_LENABLE_REG */
4434         {}
4435 };
4436
4437 static const struct i915_range gen7_oa_mux_regs[] = {
4438         { .start = 0x91b8, .end = 0x91cc },     /* OA_PERFCNT[1-2], OA_PERFMATRIX */
4439         { .start = 0x9800, .end = 0x9888 },     /* MICRO_BP0_0 - NOA_WRITE */
4440         { .start = 0xe180, .end = 0xe180 },     /* HALF_SLICE_CHICKEN2 */
4441         {}
4442 };
4443
4444 static const struct i915_range hsw_oa_mux_regs[] = {
4445         { .start = 0x09e80, .end = 0x09ea4 }, /* HSW_MBVID2_NOA[0-9] */
4446         { .start = 0x09ec0, .end = 0x09ec0 }, /* HSW_MBVID2_MISR0 */
4447         { .start = 0x25100, .end = 0x2ff90 },
4448         {}
4449 };
4450
4451 static const struct i915_range chv_oa_mux_regs[] = {
4452         { .start = 0x182300, .end = 0x1823a4 },
4453         {}
4454 };
4455
4456 static const struct i915_range gen8_oa_mux_regs[] = {
4457         { .start = 0x0d00, .end = 0x0d2c },     /* RPM_CONFIG[0-1], NOA_CONFIG[0-8] */
4458         { .start = 0x20cc, .end = 0x20cc },     /* WAIT_FOR_RC6_EXIT */
4459         {}
4460 };
4461
4462 static const struct i915_range gen11_oa_mux_regs[] = {
4463         { .start = 0x91c8, .end = 0x91dc },     /* OA_PERFCNT[3-4] */
4464         {}
4465 };
4466
4467 static const struct i915_range gen12_oa_mux_regs[] = {
4468         { .start = 0x0d00, .end = 0x0d04 },     /* RPM_CONFIG[0-1] */
4469         { .start = 0x0d0c, .end = 0x0d2c },     /* NOA_CONFIG[0-8] */
4470         { .start = 0x9840, .end = 0x9840 },     /* GDT_CHICKEN_BITS */
4471         { .start = 0x9884, .end = 0x9888 },     /* NOA_WRITE */
4472         { .start = 0x20cc, .end = 0x20cc },     /* WAIT_FOR_RC6_EXIT */
4473         {}
4474 };
4475
4476 /*
4477  * Ref: 14010536224:
4478  * 0x20cc is repurposed on MTL, so use a separate array for MTL.
4479  */
4480 static const struct i915_range mtl_oa_mux_regs[] = {
4481         { .start = 0x0d00, .end = 0x0d04 },     /* RPM_CONFIG[0-1] */
4482         { .start = 0x0d0c, .end = 0x0d2c },     /* NOA_CONFIG[0-8] */
4483         { .start = 0x9840, .end = 0x9840 },     /* GDT_CHICKEN_BITS */
4484         { .start = 0x9884, .end = 0x9888 },     /* NOA_WRITE */
4485         { .start = 0x38d100, .end = 0x38d114},  /* VISACTL */
4486         {}
4487 };
4488
4489 static bool gen7_is_valid_b_counter_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
4490 {
4491         return reg_in_range_table(addr, gen7_oa_b_counters);
4492 }
4493
4494 static bool gen8_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
4495 {
4496         return reg_in_range_table(addr, gen7_oa_mux_regs) ||
4497                 reg_in_range_table(addr, gen8_oa_mux_regs);
4498 }
4499
4500 static bool gen11_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
4501 {
4502         return reg_in_range_table(addr, gen7_oa_mux_regs) ||
4503                 reg_in_range_table(addr, gen8_oa_mux_regs) ||
4504                 reg_in_range_table(addr, gen11_oa_mux_regs);
4505 }
4506
4507 static bool hsw_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
4508 {
4509         return reg_in_range_table(addr, gen7_oa_mux_regs) ||
4510                 reg_in_range_table(addr, hsw_oa_mux_regs);
4511 }
4512
4513 static bool chv_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
4514 {
4515         return reg_in_range_table(addr, gen7_oa_mux_regs) ||
4516                 reg_in_range_table(addr, chv_oa_mux_regs);
4517 }
4518
4519 static bool gen12_is_valid_b_counter_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
4520 {
4521         return reg_in_range_table(addr, gen12_oa_b_counters);
4522 }
4523
4524 static bool mtl_is_valid_oam_b_counter_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
4525 {
4526         if (HAS_OAM(perf->i915) &&
4527             GRAPHICS_VER_FULL(perf->i915) >= IP_VER(12, 70))
4528                 return reg_in_range_table(addr, mtl_oam_b_counters);
4529
4530         return false;
4531 }
4532
4533 static bool xehp_is_valid_b_counter_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
4534 {
4535         return reg_in_range_table(addr, xehp_oa_b_counters) ||
4536                 reg_in_range_table(addr, gen12_oa_b_counters) ||
4537                 mtl_is_valid_oam_b_counter_addr(perf, addr);
4538 }
4539
4540 static bool gen12_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
4541 {
4542         if (IS_METEORLAKE(perf->i915))
4543                 return reg_in_range_table(addr, mtl_oa_mux_regs);
4544         else
4545                 return reg_in_range_table(addr, gen12_oa_mux_regs);
4546 }
4547
4548 static u32 mask_reg_value(u32 reg, u32 val)
4549 {
4550         /* HALF_SLICE_CHICKEN2 is programmed with a the
4551          * WaDisableSTUnitPowerOptimization workaround. Make sure the value
4552          * programmed by userspace doesn't change this.
4553          */
4554         if (REG_EQUAL(reg, HALF_SLICE_CHICKEN2))
4555                 val = val & ~_MASKED_BIT_ENABLE(GEN8_ST_PO_DISABLE);
4556
4557         /* WAIT_FOR_RC6_EXIT has only one bit fullfilling the function
4558          * indicated by its name and a bunch of selection fields used by OA
4559          * configs.
4560          */
4561         if (REG_EQUAL(reg, WAIT_FOR_RC6_EXIT))
4562                 val = val & ~_MASKED_BIT_ENABLE(HSW_WAIT_FOR_RC6_EXIT_ENABLE);
4563
4564         return val;
4565 }
4566
4567 static struct i915_oa_reg *alloc_oa_regs(struct i915_perf *perf,
4568                                          bool (*is_valid)(struct i915_perf *perf, u32 addr),
4569                                          u32 __user *regs,
4570                                          u32 n_regs)
4571 {
4572         struct i915_oa_reg *oa_regs;
4573         int err;
4574         u32 i;
4575
4576         if (!n_regs)
4577                 return NULL;
4578
4579         /* No is_valid function means we're not allowing any register to be programmed. */
4580         GEM_BUG_ON(!is_valid);
4581         if (!is_valid)
4582                 return ERR_PTR(-EINVAL);
4583
4584         oa_regs = kmalloc_array(n_regs, sizeof(*oa_regs), GFP_KERNEL);
4585         if (!oa_regs)
4586                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
4587
4588         for (i = 0; i < n_regs; i++) {
4589                 u32 addr, value;
4590
4591                 err = get_user(addr, regs);
4592                 if (err)
4593                         goto addr_err;
4594
4595                 if (!is_valid(perf, addr)) {
4596                         drm_dbg(&perf->i915->drm,
4597                                 "Invalid oa_reg address: %X\n", addr);
4598                         err = -EINVAL;
4599                         goto addr_err;
4600                 }
4601
4602                 err = get_user(value, regs + 1);
4603                 if (err)
4604                         goto addr_err;
4605
4606                 oa_regs[i].addr = _MMIO(addr);
4607                 oa_regs[i].value = mask_reg_value(addr, value);
4608
4609                 regs += 2;
4610         }
4611
4612         return oa_regs;
4613
4614 addr_err:
4615         kfree(oa_regs);
4616         return ERR_PTR(err);
4617 }
4618
4619 static ssize_t show_dynamic_id(struct kobject *kobj,
4620                                struct kobj_attribute *attr,
4621                                char *buf)
4622 {
4623         struct i915_oa_config *oa_config =
4624                 container_of(attr, typeof(*oa_config), sysfs_metric_id);
4625
4626         return sprintf(buf, "%d\n", oa_config->id);
4627 }
4628
4629 static int create_dynamic_oa_sysfs_entry(struct i915_perf *perf,
4630                                          struct i915_oa_config *oa_config)
4631 {
4632         sysfs_attr_init(&oa_config->sysfs_metric_id.attr);
4633         oa_config->sysfs_metric_id.attr.name = "id";
4634         oa_config->sysfs_metric_id.attr.mode = S_IRUGO;
4635         oa_config->sysfs_metric_id.show = show_dynamic_id;
4636         oa_config->sysfs_metric_id.store = NULL;
4637
4638         oa_config->attrs[0] = &oa_config->sysfs_metric_id.attr;
4639         oa_config->attrs[1] = NULL;
4640
4641         oa_config->sysfs_metric.name = oa_config->uuid;
4642         oa_config->sysfs_metric.attrs = oa_config->attrs;
4643
4644         return sysfs_create_group(perf->metrics_kobj,
4645                                   &oa_config->sysfs_metric);
4646 }
4647
4648 /**
4649  * i915_perf_add_config_ioctl - DRM ioctl() for userspace to add a new OA config
4650  * @dev: drm device
4651  * @data: ioctl data (pointer to struct drm_i915_perf_oa_config) copied from
4652  *        userspace (unvalidated)
4653  * @file: drm file
4654  *
4655  * Validates the submitted OA register to be saved into a new OA config that
4656  * can then be used for programming the OA unit and its NOA network.
4657  *
4658  * Returns: A new allocated config number to be used with the perf open ioctl
4659  * or a negative error code on failure.
4660  */
4661 int i915_perf_add_config_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
4662                                struct drm_file *file)
4663 {
4664         struct i915_perf *perf = &to_i915(dev)->perf;
4665         struct drm_i915_perf_oa_config *args = data;
4666         struct i915_oa_config *oa_config, *tmp;
4667         struct i915_oa_reg *regs;
4668         int err, id;
4669
4670         if (!perf->i915) {
4671                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4672                         "i915 perf interface not available for this system\n");
4673                 return -ENOTSUPP;
4674         }
4675
4676         if (!perf->metrics_kobj) {
4677                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4678                         "OA metrics weren't advertised via sysfs\n");
4679                 return -EINVAL;
4680         }
4681
4682         if (i915_perf_stream_paranoid && !perfmon_capable()) {
4683                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4684                         "Insufficient privileges to add i915 OA config\n");
4685                 return -EACCES;
4686         }
4687
4688         if ((!args->mux_regs_ptr || !args->n_mux_regs) &&
4689             (!args->boolean_regs_ptr || !args->n_boolean_regs) &&
4690             (!args->flex_regs_ptr || !args->n_flex_regs)) {
4691                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4692                         "No OA registers given\n");
4693                 return -EINVAL;
4694         }
4695
4696         oa_config = kzalloc(sizeof(*oa_config), GFP_KERNEL);
4697         if (!oa_config) {
4698                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4699                         "Failed to allocate memory for the OA config\n");
4700                 return -ENOMEM;
4701         }
4702
4703         oa_config->perf = perf;
4704         kref_init(&oa_config->ref);
4705
4706         if (!uuid_is_valid(args->uuid)) {
4707                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4708                         "Invalid uuid format for OA config\n");
4709                 err = -EINVAL;
4710                 goto reg_err;
4711         }
4712
4713         /* Last character in oa_config->uuid will be 0 because oa_config is
4714          * kzalloc.
4715          */
4716         memcpy(oa_config->uuid, args->uuid, sizeof(args->uuid));
4717
4718         oa_config->mux_regs_len = args->n_mux_regs;
4719         regs = alloc_oa_regs(perf,
4720                              perf->ops.is_valid_mux_reg,
4721                              u64_to_user_ptr(args->mux_regs_ptr),
4722                              args->n_mux_regs);
4723
4724         if (IS_ERR(regs)) {
4725                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4726                         "Failed to create OA config for mux_regs\n");
4727                 err = PTR_ERR(regs);
4728                 goto reg_err;
4729         }
4730         oa_config->mux_regs = regs;
4731
4732         oa_config->b_counter_regs_len = args->n_boolean_regs;
4733         regs = alloc_oa_regs(perf,
4734                              perf->ops.is_valid_b_counter_reg,
4735                              u64_to_user_ptr(args->boolean_regs_ptr),
4736                              args->n_boolean_regs);
4737
4738         if (IS_ERR(regs)) {
4739                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4740                         "Failed to create OA config for b_counter_regs\n");
4741                 err = PTR_ERR(regs);
4742                 goto reg_err;
4743         }
4744         oa_config->b_counter_regs = regs;
4745
4746         if (GRAPHICS_VER(perf->i915) < 8) {
4747                 if (args->n_flex_regs != 0) {
4748                         err = -EINVAL;
4749                         goto reg_err;
4750                 }
4751         } else {
4752                 oa_config->flex_regs_len = args->n_flex_regs;
4753                 regs = alloc_oa_regs(perf,
4754                                      perf->ops.is_valid_flex_reg,
4755                                      u64_to_user_ptr(args->flex_regs_ptr),
4756                                      args->n_flex_regs);
4757
4758                 if (IS_ERR(regs)) {
4759                         drm_dbg(&perf->i915->drm,
4760                                 "Failed to create OA config for flex_regs\n");
4761                         err = PTR_ERR(regs);
4762                         goto reg_err;
4763                 }
4764                 oa_config->flex_regs = regs;
4765         }
4766
4767         err = mutex_lock_interruptible(&perf->metrics_lock);
4768         if (err)
4769                 goto reg_err;
4770
4771         /* We shouldn't have too many configs, so this iteration shouldn't be
4772          * too costly.
4773          */
4774         idr_for_each_entry(&perf->metrics_idr, tmp, id) {
4775                 if (!strcmp(tmp->uuid, oa_config->uuid)) {
4776                         drm_dbg(&perf->i915->drm,
4777                                 "OA config already exists with this uuid\n");
4778                         err = -EADDRINUSE;
4779                         goto sysfs_err;
4780                 }
4781         }
4782
4783         err = create_dynamic_oa_sysfs_entry(perf, oa_config);
4784         if (err) {
4785                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4786                         "Failed to create sysfs entry for OA config\n");
4787                 goto sysfs_err;
4788         }
4789
4790         /* Config id 0 is invalid, id 1 for kernel stored test config. */
4791         oa_config->id = idr_alloc(&perf->metrics_idr,
4792                                   oa_config, 2,
4793                                   0, GFP_KERNEL);
4794         if (oa_config->id < 0) {
4795                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4796                         "Failed to create sysfs entry for OA config\n");
4797                 err = oa_config->id;
4798                 goto sysfs_err;
4799         }
4800         id = oa_config->id;
4801
4802         drm_dbg(&perf->i915->drm,
4803                 "Added config %s id=%i\n", oa_config->uuid, oa_config->id);
4804         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4805
4806         return id;
4807
4808 sysfs_err:
4809         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4810 reg_err:
4811         i915_oa_config_put(oa_config);
4812         drm_dbg(&perf->i915->drm,
4813                 "Failed to add new OA config\n");
4814         return err;
4815 }
4816
4817 /**
4818  * i915_perf_remove_config_ioctl - DRM ioctl() for userspace to remove an OA config
4819  * @dev: drm device
4820  * @data: ioctl data (pointer to u64 integer) copied from userspace
4821  * @file: drm file
4822  *
4823  * Configs can be removed while being used, the will stop appearing in sysfs
4824  * and their content will be freed when the stream using the config is closed.
4825  *
4826  * Returns: 0 on success or a negative error code on failure.
4827  */
4828 int i915_perf_remove_config_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
4829                                   struct drm_file *file)
4830 {
4831         struct i915_perf *perf = &to_i915(dev)->perf;
4832         u64 *arg = data;
4833         struct i915_oa_config *oa_config;
4834         int ret;
4835
4836         if (!perf->i915) {
4837                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4838                         "i915 perf interface not available for this system\n");
4839                 return -ENOTSUPP;
4840         }
4841
4842         if (i915_perf_stream_paranoid && !perfmon_capable()) {
4843                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4844                         "Insufficient privileges to remove i915 OA config\n");
4845                 return -EACCES;
4846         }
4847
4848         ret = mutex_lock_interruptible(&perf->metrics_lock);
4849         if (ret)
4850                 return ret;
4851
4852         oa_config = idr_find(&perf->metrics_idr, *arg);
4853         if (!oa_config) {
4854                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4855                         "Failed to remove unknown OA config\n");
4856                 ret = -ENOENT;
4857                 goto err_unlock;
4858         }
4859
4860         GEM_BUG_ON(*arg != oa_config->id);
4861
4862         sysfs_remove_group(perf->metrics_kobj, &oa_config->sysfs_metric);
4863
4864         idr_remove(&perf->metrics_idr, *arg);
4865
4866         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4867
4868         drm_dbg(&perf->i915->drm,
4869                 "Removed config %s id=%i\n", oa_config->uuid, oa_config->id);
4870
4871         i915_oa_config_put(oa_config);
4872
4873         return 0;
4874
4875 err_unlock:
4876         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4877         return ret;
4878 }
4879
4880 static struct ctl_table oa_table[] = {
4881         {
4882          .procname = "perf_stream_paranoid",
4883          .data = &i915_perf_stream_paranoid,
4884          .maxlen = sizeof(i915_perf_stream_paranoid),
4885          .mode = 0644,
4886          .proc_handler = proc_dointvec_minmax,
4887          .extra1 = SYSCTL_ZERO,
4888          .extra2 = SYSCTL_ONE,
4889          },
4890         {
4891          .procname = "oa_max_sample_rate",
4892          .data = &i915_oa_max_sample_rate,
4893          .maxlen = sizeof(i915_oa_max_sample_rate),
4894          .mode = 0644,
4895          .proc_handler = proc_dointvec_minmax,
4896          .extra1 = SYSCTL_ZERO,
4897          .extra2 = &oa_sample_rate_hard_limit,
4898          },
4899         {}
4900 };
4901
4902 static u32 num_perf_groups_per_gt(struct intel_gt *gt)
4903 {
4904         return 1;
4905 }
4906
4907 static u32 __oam_engine_group(struct intel_engine_cs *engine)
4908 {
4909         if (GRAPHICS_VER_FULL(engine->i915) >= IP_VER(12, 70)) {
4910                 /*
4911                  * There's 1 SAMEDIA gt and 1 OAM per SAMEDIA gt. All media slices
4912                  * within the gt use the same OAM. All MTL SKUs list 1 SA MEDIA.
4913                  */
4914                 drm_WARN_ON(&engine->i915->drm,
4915                             engine->gt->type != GT_MEDIA);
4916
4917                 return PERF_GROUP_OAM_SAMEDIA_0;
4918         }
4919
4920         return PERF_GROUP_INVALID;
4921 }
4922
4923 static u32 __oa_engine_group(struct intel_engine_cs *engine)
4924 {
4925         switch (engine->class) {
4926         case RENDER_CLASS:
4927                 return PERF_GROUP_OAG;
4928
4929         case VIDEO_DECODE_CLASS:
4930         case VIDEO_ENHANCEMENT_CLASS:
4931                 return __oam_engine_group(engine);
4932
4933         default:
4934                 return PERF_GROUP_INVALID;
4935         }
4936 }
4937
4938 static struct i915_perf_regs __oam_regs(u32 base)
4939 {
4940         return (struct i915_perf_regs) {
4941                 base,
4942                 GEN12_OAM_HEAD_POINTER(base),
4943                 GEN12_OAM_TAIL_POINTER(base),
4944                 GEN12_OAM_BUFFER(base),
4945                 GEN12_OAM_CONTEXT_CONTROL(base),
4946                 GEN12_OAM_CONTROL(base),
4947                 GEN12_OAM_DEBUG(base),
4948                 GEN12_OAM_STATUS(base),
4949                 GEN12_OAM_CONTROL_COUNTER_FORMAT_SHIFT,
4950         };
4951 }
4952
4953 static struct i915_perf_regs __oag_regs(void)
4954 {
4955         return (struct i915_perf_regs) {
4956                 0,
4957                 GEN12_OAG_OAHEADPTR,
4958                 GEN12_OAG_OATAILPTR,
4959                 GEN12_OAG_OABUFFER,
4960                 GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL,
4961                 GEN12_OAG_OACONTROL,
4962                 GEN12_OAG_OA_DEBUG,
4963                 GEN12_OAG_OASTATUS,
4964                 GEN12_OAG_OACONTROL_OA_COUNTER_FORMAT_SHIFT,
4965         };
4966 }
4967
4968 static void oa_init_groups(struct intel_gt *gt)
4969 {
4970         int i, num_groups = gt->perf.num_perf_groups;
4971
4972         for (i = 0; i < num_groups; i++) {
4973                 struct i915_perf_group *g = &gt->perf.group[i];
4974
4975                 /* Fused off engines can result in a group with num_engines == 0 */
4976                 if (g->num_engines == 0)
4977                         continue;
4978
4979                 if (i == PERF_GROUP_OAG && gt->type != GT_MEDIA) {
4980                         g->regs = __oag_regs();
4981                         g->type = TYPE_OAG;
4982                 } else if (GRAPHICS_VER_FULL(gt->i915) >= IP_VER(12, 70)) {
4983                         g->regs = __oam_regs(mtl_oa_base[i]);
4984                         g->type = TYPE_OAM;
4985                 }
4986         }
4987 }
4988
4989 static int oa_init_gt(struct intel_gt *gt)
4990 {
4991         u32 num_groups = num_perf_groups_per_gt(gt);
4992         struct intel_engine_cs *engine;
4993         struct i915_perf_group *g;
4994         intel_engine_mask_t tmp;
4995
4996         g = kcalloc(num_groups, sizeof(*g), GFP_KERNEL);
4997         if (!g)
4998                 return -ENOMEM;
4999
5000         for_each_engine_masked(engine, gt, ALL_ENGINES, tmp) {
5001                 u32 index = __oa_engine_group(engine);
5002
5003                 engine->oa_group = NULL;
5004                 if (index < num_groups) {
5005                         g[index].num_engines++;
5006                         engine->oa_group = &g[index];
5007                 }
5008         }
5009
5010         gt->perf.num_perf_groups = num_groups;
5011         gt->perf.group = g;
5012
5013         oa_init_groups(gt);
5014
5015         return 0;
5016 }
5017
5018 static int oa_init_engine_groups(struct i915_perf *perf)
5019 {
5020         struct intel_gt *gt;
5021         int i, ret;
5022
5023         for_each_gt(gt, perf->i915, i) {
5024                 ret = oa_init_gt(gt);
5025                 if (ret)
5026                         return ret;
5027         }
5028
5029         return 0;
5030 }
5031
5032 static void oa_init_supported_formats(struct i915_perf *perf)
5033 {
5034         struct drm_i915_private *i915 = perf->i915;
5035         enum intel_platform platform = INTEL_INFO(i915)->platform;
5036
5037         switch (platform) {
5038         case INTEL_HASWELL:
5039                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A13);
5040                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A13);
5041                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A29);
5042                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A13_B8_C8);
5043                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_B4_C8);
5044                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A45_B8_C8);
5045                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_B4_C8_A16);
5046                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_C4_B8);
5047                 break;
5048
5049         case INTEL_BROADWELL:
5050         case INTEL_CHERRYVIEW:
5051         case INTEL_SKYLAKE:
5052         case INTEL_BROXTON:
5053         case INTEL_KABYLAKE:
5054         case INTEL_GEMINILAKE:
5055         case INTEL_COFFEELAKE:
5056         case INTEL_COMETLAKE:
5057         case INTEL_ICELAKE:
5058         case INTEL_ELKHARTLAKE:
5059         case INTEL_JASPERLAKE:
5060         case INTEL_TIGERLAKE:
5061         case INTEL_ROCKETLAKE:
5062         case INTEL_DG1:
5063         case INTEL_ALDERLAKE_S:
5064         case INTEL_ALDERLAKE_P:
5065                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A12);
5066                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A12_B8_C8);
5067                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A32u40_A4u32_B8_C8);
5068                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_C4_B8);
5069                 break;
5070
5071         case INTEL_DG2:
5072                 oa_format_add(perf, I915_OAR_FORMAT_A32u40_A4u32_B8_C8);
5073                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A24u40_A14u32_B8_C8);
5074                 break;
5075
5076         case INTEL_METEORLAKE:
5077                 oa_format_add(perf, I915_OAR_FORMAT_A32u40_A4u32_B8_C8);
5078                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A24u40_A14u32_B8_C8);
5079                 oa_format_add(perf, I915_OAM_FORMAT_MPEC8u64_B8_C8);
5080                 oa_format_add(perf, I915_OAM_FORMAT_MPEC8u32_B8_C8);
5081                 break;
5082
5083         default:
5084                 MISSING_CASE(platform);
5085         }
5086 }
5087
5088 static void i915_perf_init_info(struct drm_i915_private *i915)
5089 {
5090         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
5091
5092         switch (GRAPHICS_VER(i915)) {
5093         case 8:
5094                 perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x120;
5095                 perf->ctx_flexeu0_offset = 0x2ce;
5096                 perf->gen8_valid_ctx_bit = BIT(25);
5097                 break;
5098         case 9:
5099                 perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x128;
5100                 perf->ctx_flexeu0_offset = 0x3de;
5101                 perf->gen8_valid_ctx_bit = BIT(16);
5102                 break;
5103         case 11:
5104                 perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x124;
5105                 perf->ctx_flexeu0_offset = 0x78e;
5106                 perf->gen8_valid_ctx_bit = BIT(16);
5107                 break;
5108         case 12:
5109                 /*
5110                  * Calculate offset at runtime in oa_pin_context for gen12 and
5111                  * cache the value in perf->ctx_oactxctrl_offset.
5112                  */
5113                 break;
5114         default:
5115                 MISSING_CASE(GRAPHICS_VER(i915));
5116         }
5117 }
5118
5119 /**
5120  * i915_perf_init - initialize i915-perf state on module bind
5121  * @i915: i915 device instance
5122  *
5123  * Initializes i915-perf state without exposing anything to userspace.
5124  *
5125  * Note: i915-perf initialization is split into an 'init' and 'register'
5126  * phase with the i915_perf_register() exposing state to userspace.
5127  */
5128 int i915_perf_init(struct drm_i915_private *i915)
5129 {
5130         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
5131
5132         perf->oa_formats = oa_formats;
5133         if (IS_HASWELL(i915)) {
5134                 perf->ops.is_valid_b_counter_reg = gen7_is_valid_b_counter_addr;
5135                 perf->ops.is_valid_mux_reg = hsw_is_valid_mux_addr;
5136                 perf->ops.is_valid_flex_reg = NULL;
5137                 perf->ops.enable_metric_set = hsw_enable_metric_set;
5138                 perf->ops.disable_metric_set = hsw_disable_metric_set;
5139                 perf->ops.oa_enable = gen7_oa_enable;
5140                 perf->ops.oa_disable = gen7_oa_disable;
5141                 perf->ops.read = gen7_oa_read;
5142                 perf->ops.oa_hw_tail_read = gen7_oa_hw_tail_read;
5143         } else if (HAS_LOGICAL_RING_CONTEXTS(i915)) {
5144                 /* Note: that although we could theoretically also support the
5145                  * legacy ringbuffer mode on BDW (and earlier iterations of
5146                  * this driver, before upstreaming did this) it didn't seem
5147                  * worth the complexity to maintain now that BDW+ enable
5148                  * execlist mode by default.
5149                  */
5150                 perf->ops.read = gen8_oa_read;
5151                 i915_perf_init_info(i915);
5152
5153                 if (IS_GRAPHICS_VER(i915, 8, 9)) {
5154                         perf->ops.is_valid_b_counter_reg =
5155                                 gen7_is_valid_b_counter_addr;
5156                         perf->ops.is_valid_mux_reg =
5157                                 gen8_is_valid_mux_addr;
5158                         perf->ops.is_valid_flex_reg =
5159                                 gen8_is_valid_flex_addr;
5160
5161                         if (IS_CHERRYVIEW(i915)) {
5162                                 perf->ops.is_valid_mux_reg =
5163                                         chv_is_valid_mux_addr;
5164                         }
5165
5166                         perf->ops.oa_enable = gen8_oa_enable;
5167                         perf->ops.oa_disable = gen8_oa_disable;
5168                         perf->ops.enable_metric_set = gen8_enable_metric_set;
5169                         perf->ops.disable_metric_set = gen8_disable_metric_set;
5170                         perf->ops.oa_hw_tail_read = gen8_oa_hw_tail_read;
5171                 } else if (GRAPHICS_VER(i915) == 11) {
5172                         perf->ops.is_valid_b_counter_reg =
5173                                 gen7_is_valid_b_counter_addr;
5174                         perf->ops.is_valid_mux_reg =
5175                                 gen11_is_valid_mux_addr;
5176                         perf->ops.is_valid_flex_reg =
5177                                 gen8_is_valid_flex_addr;
5178
5179                         perf->ops.oa_enable = gen8_oa_enable;
5180                         perf->ops.oa_disable = gen8_oa_disable;
5181                         perf->ops.enable_metric_set = gen8_enable_metric_set;
5182                         perf->ops.disable_metric_set = gen11_disable_metric_set;
5183                         perf->ops.oa_hw_tail_read = gen8_oa_hw_tail_read;
5184                 } else if (GRAPHICS_VER(i915) == 12) {
5185                         perf->ops.is_valid_b_counter_reg =
5186                                 HAS_OA_SLICE_CONTRIB_LIMITS(i915) ?
5187                                 xehp_is_valid_b_counter_addr :
5188                                 gen12_is_valid_b_counter_addr;
5189                         perf->ops.is_valid_mux_reg =
5190                                 gen12_is_valid_mux_addr;
5191                         perf->ops.is_valid_flex_reg =
5192                                 gen8_is_valid_flex_addr;
5193
5194                         perf->ops.oa_enable = gen12_oa_enable;
5195                         perf->ops.oa_disable = gen12_oa_disable;
5196                         perf->ops.enable_metric_set = gen12_enable_metric_set;
5197                         perf->ops.disable_metric_set = gen12_disable_metric_set;
5198                         perf->ops.oa_hw_tail_read = gen12_oa_hw_tail_read;
5199                 }
5200         }
5201
5202         if (perf->ops.enable_metric_set) {
5203                 struct intel_gt *gt;
5204                 int i, ret;
5205
5206                 for_each_gt(gt, i915, i)
5207                         mutex_init(&gt->perf.lock);
5208
5209                 /* Choose a representative limit */
5210                 oa_sample_rate_hard_limit = to_gt(i915)->clock_frequency / 2;
5211
5212                 mutex_init(&perf->metrics_lock);
5213                 idr_init_base(&perf->metrics_idr, 1);
5214
5215                 /* We set up some ratelimit state to potentially throttle any
5216                  * _NOTES about spurious, invalid OA reports which we don't
5217                  * forward to userspace.
5218                  *
5219                  * We print a _NOTE about any throttling when closing the
5220                  * stream instead of waiting until driver _fini which no one
5221                  * would ever see.
5222                  *
5223                  * Using the same limiting factors as printk_ratelimit()
5224                  */
5225                 ratelimit_state_init(&perf->spurious_report_rs, 5 * HZ, 10);
5226                 /* Since we use a DRM_NOTE for spurious reports it would be
5227                  * inconsistent to let __ratelimit() automatically print a
5228                  * warning for throttling.
5229                  */
5230                 ratelimit_set_flags(&perf->spurious_report_rs,
5231                                     RATELIMIT_MSG_ON_RELEASE);
5232
5233                 ratelimit_state_init(&perf->tail_pointer_race,
5234                                      5 * HZ, 10);
5235                 ratelimit_set_flags(&perf->tail_pointer_race,
5236                                     RATELIMIT_MSG_ON_RELEASE);
5237
5238                 atomic64_set(&perf->noa_programming_delay,
5239                              500 * 1000 /* 500us */);
5240
5241                 perf->i915 = i915;
5242
5243                 ret = oa_init_engine_groups(perf);
5244                 if (ret) {
5245                         drm_err(&i915->drm,
5246                                 "OA initialization failed %d\n", ret);
5247                         return ret;
5248                 }
5249
5250                 oa_init_supported_formats(perf);
5251         }
5252
5253         return 0;
5254 }
5255
5256 static int destroy_config(int id, void *p, void *data)
5257 {
5258         i915_oa_config_put(p);
5259         return 0;
5260 }
5261
5262 int i915_perf_sysctl_register(void)
5263 {
5264         sysctl_header = register_sysctl("dev/i915", oa_table);
5265         return 0;
5266 }
5267
5268 void i915_perf_sysctl_unregister(void)
5269 {
5270         unregister_sysctl_table(sysctl_header);
5271 }
5272
5273 /**
5274  * i915_perf_fini - Counter part to i915_perf_init()
5275  * @i915: i915 device instance
5276  */
5277 void i915_perf_fini(struct drm_i915_private *i915)
5278 {
5279         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
5280         struct intel_gt *gt;
5281         int i;
5282
5283         if (!perf->i915)
5284                 return;
5285
5286         for_each_gt(gt, perf->i915, i)
5287                 kfree(gt->perf.group);
5288
5289         idr_for_each(&perf->metrics_idr, destroy_config, perf);
5290         idr_destroy(&perf->metrics_idr);
5291
5292         memset(&perf->ops, 0, sizeof(perf->ops));
5293         perf->i915 = NULL;
5294 }
5295
5296 /**
5297  * i915_perf_ioctl_version - Version of the i915-perf subsystem
5298  * @i915: The i915 device
5299  *
5300  * This version number is used by userspace to detect available features.
5301  */
5302 int i915_perf_ioctl_version(struct drm_i915_private *i915)
5303 {
5304         /*
5305          * 1: Initial version
5306          *   I915_PERF_IOCTL_ENABLE
5307          *   I915_PERF_IOCTL_DISABLE
5308          *
5309          * 2: Added runtime modification of OA config.
5310          *   I915_PERF_IOCTL_CONFIG
5311          *
5312          * 3: Add DRM_I915_PERF_PROP_HOLD_PREEMPTION parameter to hold
5313          *    preemption on a particular context so that performance data is
5314          *    accessible from a delta of MI_RPC reports without looking at the
5315          *    OA buffer.
5316          *
5317          * 4: Add DRM_I915_PERF_PROP_ALLOWED_SSEU to limit what contexts can
5318          *    be run for the duration of the performance recording based on
5319          *    their SSEU configuration.
5320          *
5321          * 5: Add DRM_I915_PERF_PROP_POLL_OA_PERIOD parameter that controls the
5322          *    interval for the hrtimer used to check for OA data.
5323          *
5324          * 6: Add DRM_I915_PERF_PROP_OA_ENGINE_CLASS and
5325          *    DRM_I915_PERF_PROP_OA_ENGINE_INSTANCE
5326          *
5327          * 7: Add support for video decode and enhancement classes.
5328          */
5329
5330         /*
5331          * Wa_14017512683: mtl[a0..c0): Use of OAM must be preceded with Media
5332          * C6 disable in BIOS. If Media C6 is enabled in BIOS, return version 6
5333          * to indicate that OA media is not supported.
5334          */
5335         if (IS_MTL_MEDIA_STEP(i915, STEP_A0, STEP_C0)) {
5336                 struct intel_gt *gt;
5337                 int i;
5338
5339                 for_each_gt(gt, i915, i) {
5340                         if (gt->type == GT_MEDIA &&
5341                             intel_check_bios_c6_setup(&gt->rc6))
5342                                 return 6;
5343                 }
5344         }
5345
5346         return 7;
5347 }
5348
5349 #if IS_ENABLED(CONFIG_DRM_I915_SELFTEST)
5350 #include "selftests/i915_perf.c"
5351 #endif