Merge 6.4-rc5 into usb-next
[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, aging_tail and aging_timestamp in the oa_buffer
535  * object.
536  *
537  * Note: It's safe to read OA config state here unlocked, assuming that this is
538  * only called while the stream is enabled, while the global OA configuration
539  * can't be modified.
540  *
541  * Returns: %true if the OA buffer contains data, else %false
542  */
543 static bool oa_buffer_check_unlocked(struct i915_perf_stream *stream)
544 {
545         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
546         int report_size = stream->oa_buffer.format->size;
547         unsigned long flags;
548         bool pollin;
549         u32 hw_tail;
550         u64 now;
551         u32 partial_report_size;
552
553         /* We have to consider the (unlikely) possibility that read() errors
554          * could result in an OA buffer reset which might reset the head and
555          * tail state.
556          */
557         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
558
559         hw_tail = stream->perf->ops.oa_hw_tail_read(stream);
560
561         /* The tail pointer increases in 64 byte increments, not in report_size
562          * steps. Also the report size may not be a power of 2. Compute
563          * potentially partially landed report in the OA buffer
564          */
565         partial_report_size = OA_TAKEN(hw_tail, stream->oa_buffer.tail);
566         partial_report_size %= report_size;
567
568         /* Subtract partial amount off the tail */
569         hw_tail = gtt_offset + OA_TAKEN(hw_tail, partial_report_size);
570
571         now = ktime_get_mono_fast_ns();
572
573         if (hw_tail == stream->oa_buffer.aging_tail &&
574             (now - stream->oa_buffer.aging_timestamp) > OA_TAIL_MARGIN_NSEC) {
575                 /* If the HW tail hasn't move since the last check and the HW
576                  * tail has been aging for long enough, declare it the new
577                  * tail.
578                  */
579                 stream->oa_buffer.tail = stream->oa_buffer.aging_tail;
580         } else {
581                 u32 head, tail, aged_tail;
582
583                 /* NB: The head we observe here might effectively be a little
584                  * out of date. If a read() is in progress, the head could be
585                  * anywhere between this head and stream->oa_buffer.tail.
586                  */
587                 head = stream->oa_buffer.head - gtt_offset;
588                 aged_tail = stream->oa_buffer.tail - gtt_offset;
589
590                 hw_tail -= gtt_offset;
591                 tail = hw_tail;
592
593                 /* Walk the stream backward until we find a report with report
594                  * id and timestmap not at 0. Since the circular buffer pointers
595                  * progress by increments of 64 bytes and that reports can be up
596                  * to 256 bytes long, we can't tell whether a report has fully
597                  * landed in memory before the report id and timestamp of the
598                  * following report have effectively landed.
599                  *
600                  * This is assuming that the writes of the OA unit land in
601                  * memory in the order they were written to.
602                  * If not : (╯°□°)╯︵ ┻━┻
603                  */
604                 while (OA_TAKEN(tail, aged_tail) >= report_size) {
605                         void *report = stream->oa_buffer.vaddr + tail;
606
607                         if (oa_report_id(stream, report) ||
608                             oa_timestamp(stream, report))
609                                 break;
610
611                         tail = (tail - report_size) & (OA_BUFFER_SIZE - 1);
612                 }
613
614                 if (OA_TAKEN(hw_tail, tail) > report_size &&
615                     __ratelimit(&stream->perf->tail_pointer_race))
616                         drm_notice(&stream->uncore->i915->drm,
617                                    "unlanded report(s) head=0x%x tail=0x%x hw_tail=0x%x\n",
618                                    head, tail, hw_tail);
619
620                 stream->oa_buffer.tail = gtt_offset + tail;
621                 stream->oa_buffer.aging_tail = gtt_offset + hw_tail;
622                 stream->oa_buffer.aging_timestamp = now;
623         }
624
625         pollin = OA_TAKEN(stream->oa_buffer.tail - gtt_offset,
626                           stream->oa_buffer.head - gtt_offset) >= report_size;
627
628         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
629
630         return pollin;
631 }
632
633 /**
634  * append_oa_status - Appends a status record to a userspace read() buffer.
635  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
636  * @buf: destination buffer given by userspace
637  * @count: the number of bytes userspace wants to read
638  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
639  * @type: The kind of status to report to userspace
640  *
641  * Writes a status record (such as `DRM_I915_PERF_RECORD_OA_REPORT_LOST`)
642  * into the userspace read() buffer.
643  *
644  * The @buf @offset will only be updated on success.
645  *
646  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
647  */
648 static int append_oa_status(struct i915_perf_stream *stream,
649                             char __user *buf,
650                             size_t count,
651                             size_t *offset,
652                             enum drm_i915_perf_record_type type)
653 {
654         struct drm_i915_perf_record_header header = { type, 0, sizeof(header) };
655
656         if ((count - *offset) < header.size)
657                 return -ENOSPC;
658
659         if (copy_to_user(buf + *offset, &header, sizeof(header)))
660                 return -EFAULT;
661
662         (*offset) += header.size;
663
664         return 0;
665 }
666
667 /**
668  * append_oa_sample - Copies single OA report into userspace read() buffer.
669  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
670  * @buf: destination buffer given by userspace
671  * @count: the number of bytes userspace wants to read
672  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
673  * @report: A single OA report to (optionally) include as part of the sample
674  *
675  * The contents of a sample are configured through `DRM_I915_PERF_PROP_SAMPLE_*`
676  * properties when opening a stream, tracked as `stream->sample_flags`. This
677  * function copies the requested components of a single sample to the given
678  * read() @buf.
679  *
680  * The @buf @offset will only be updated on success.
681  *
682  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
683  */
684 static int append_oa_sample(struct i915_perf_stream *stream,
685                             char __user *buf,
686                             size_t count,
687                             size_t *offset,
688                             const u8 *report)
689 {
690         int report_size = stream->oa_buffer.format->size;
691         struct drm_i915_perf_record_header header;
692         int report_size_partial;
693         u8 *oa_buf_end;
694
695         header.type = DRM_I915_PERF_RECORD_SAMPLE;
696         header.pad = 0;
697         header.size = stream->sample_size;
698
699         if ((count - *offset) < header.size)
700                 return -ENOSPC;
701
702         buf += *offset;
703         if (copy_to_user(buf, &header, sizeof(header)))
704                 return -EFAULT;
705         buf += sizeof(header);
706
707         oa_buf_end = stream->oa_buffer.vaddr + OA_BUFFER_SIZE;
708         report_size_partial = oa_buf_end - report;
709
710         if (report_size_partial < report_size) {
711                 if (copy_to_user(buf, report, report_size_partial))
712                         return -EFAULT;
713                 buf += report_size_partial;
714
715                 if (copy_to_user(buf, stream->oa_buffer.vaddr,
716                                  report_size - report_size_partial))
717                         return -EFAULT;
718         } else if (copy_to_user(buf, report, report_size)) {
719                 return -EFAULT;
720         }
721
722         (*offset) += header.size;
723
724         return 0;
725 }
726
727 /**
728  * gen8_append_oa_reports - Copies all buffered OA reports into
729  *                          userspace read() buffer.
730  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
731  * @buf: destination buffer given by userspace
732  * @count: the number of bytes userspace wants to read
733  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
734  *
735  * Notably any error condition resulting in a short read (-%ENOSPC or
736  * -%EFAULT) will be returned even though one or more records may
737  * have been successfully copied. In this case it's up to the caller
738  * to decide if the error should be squashed before returning to
739  * userspace.
740  *
741  * Note: reports are consumed from the head, and appended to the
742  * tail, so the tail chases the head?... If you think that's mad
743  * and back-to-front you're not alone, but this follows the
744  * Gen PRM naming convention.
745  *
746  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
747  */
748 static int gen8_append_oa_reports(struct i915_perf_stream *stream,
749                                   char __user *buf,
750                                   size_t count,
751                                   size_t *offset)
752 {
753         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
754         int report_size = stream->oa_buffer.format->size;
755         u8 *oa_buf_base = stream->oa_buffer.vaddr;
756         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
757         u32 mask = (OA_BUFFER_SIZE - 1);
758         size_t start_offset = *offset;
759         unsigned long flags;
760         u32 head, tail;
761         int ret = 0;
762
763         if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm, !stream->enabled))
764                 return -EIO;
765
766         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
767
768         head = stream->oa_buffer.head;
769         tail = stream->oa_buffer.tail;
770
771         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
772
773         /*
774          * NB: oa_buffer.head/tail include the gtt_offset which we don't want
775          * while indexing relative to oa_buf_base.
776          */
777         head -= gtt_offset;
778         tail -= gtt_offset;
779
780         /*
781          * An out of bounds or misaligned head or tail pointer implies a driver
782          * bug since we validate + align the tail pointers we read from the
783          * hardware and we are in full control of the head pointer which should
784          * only be incremented by multiples of the report size.
785          */
786         if (drm_WARN_ONCE(&uncore->i915->drm,
787                           head > OA_BUFFER_SIZE ||
788                           tail > OA_BUFFER_SIZE,
789                           "Inconsistent OA buffer pointers: head = %u, tail = %u\n",
790                           head, tail))
791                 return -EIO;
792
793
794         for (/* none */;
795              OA_TAKEN(tail, head);
796              head = (head + report_size) & mask) {
797                 u8 *report = oa_buf_base + head;
798                 u32 *report32 = (void *)report;
799                 u32 ctx_id;
800                 u64 reason;
801
802                 /*
803                  * The reason field includes flags identifying what
804                  * triggered this specific report (mostly timer
805                  * triggered or e.g. due to a context switch).
806                  *
807                  * In MMIO triggered reports, some platforms do not set the
808                  * reason bit in this field and it is valid to have a reason
809                  * field of zero.
810                  */
811                 reason = oa_report_reason(stream, report);
812                 ctx_id = oa_context_id(stream, report32);
813
814                 /*
815                  * Squash whatever is in the CTX_ID field if it's marked as
816                  * invalid to be sure we avoid false-positive, single-context
817                  * filtering below...
818                  *
819                  * Note: that we don't clear the valid_ctx_bit so userspace can
820                  * understand that the ID has been squashed by the kernel.
821                  */
822                 if (oa_report_ctx_invalid(stream, report)) {
823                         ctx_id = INVALID_CTX_ID;
824                         oa_context_id_squash(stream, report32);
825                 }
826
827                 /*
828                  * NB: For Gen 8 the OA unit no longer supports clock gating
829                  * off for a specific context and the kernel can't securely
830                  * stop the counters from updating as system-wide / global
831                  * values.
832                  *
833                  * Automatic reports now include a context ID so reports can be
834                  * filtered on the cpu but it's not worth trying to
835                  * automatically subtract/hide counter progress for other
836                  * contexts while filtering since we can't stop userspace
837                  * issuing MI_REPORT_PERF_COUNT commands which would still
838                  * provide a side-band view of the real values.
839                  *
840                  * To allow userspace (such as Mesa/GL_INTEL_performance_query)
841                  * to normalize counters for a single filtered context then it
842                  * needs be forwarded bookend context-switch reports so that it
843                  * can track switches in between MI_REPORT_PERF_COUNT commands
844                  * and can itself subtract/ignore the progress of counters
845                  * associated with other contexts. Note that the hardware
846                  * automatically triggers reports when switching to a new
847                  * context which are tagged with the ID of the newly active
848                  * context. To avoid the complexity (and likely fragility) of
849                  * reading ahead while parsing reports to try and minimize
850                  * forwarding redundant context switch reports (i.e. between
851                  * other, unrelated contexts) we simply elect to forward them
852                  * all.
853                  *
854                  * We don't rely solely on the reason field to identify context
855                  * switches since it's not-uncommon for periodic samples to
856                  * identify a switch before any 'context switch' report.
857                  */
858                 if (!stream->ctx ||
859                     stream->specific_ctx_id == ctx_id ||
860                     stream->oa_buffer.last_ctx_id == stream->specific_ctx_id ||
861                     reason & OAREPORT_REASON_CTX_SWITCH) {
862
863                         /*
864                          * While filtering for a single context we avoid
865                          * leaking the IDs of other contexts.
866                          */
867                         if (stream->ctx &&
868                             stream->specific_ctx_id != ctx_id) {
869                                 oa_context_id_squash(stream, report32);
870                         }
871
872                         ret = append_oa_sample(stream, buf, count, offset,
873                                                report);
874                         if (ret)
875                                 break;
876
877                         stream->oa_buffer.last_ctx_id = ctx_id;
878                 }
879
880                 if (is_power_of_2(report_size)) {
881                         /*
882                          * Clear out the report id and timestamp as a means
883                          * to detect unlanded reports.
884                          */
885                         oa_report_id_clear(stream, report32);
886                         oa_timestamp_clear(stream, report32);
887                 } else {
888                         /* Zero out the entire report */
889                         memset(report32, 0, report_size);
890                 }
891         }
892
893         if (start_offset != *offset) {
894                 i915_reg_t oaheadptr;
895
896                 oaheadptr = GRAPHICS_VER(stream->perf->i915) == 12 ?
897                             __oa_regs(stream)->oa_head_ptr :
898                             GEN8_OAHEADPTR;
899
900                 spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
901
902                 /*
903                  * We removed the gtt_offset for the copy loop above, indexing
904                  * relative to oa_buf_base so put back here...
905                  */
906                 head += gtt_offset;
907                 intel_uncore_write(uncore, oaheadptr,
908                                    head & GEN12_OAG_OAHEADPTR_MASK);
909                 stream->oa_buffer.head = head;
910
911                 spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
912         }
913
914         return ret;
915 }
916
917 /**
918  * gen8_oa_read - copy status records then buffered OA reports
919  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
920  * @buf: destination buffer given by userspace
921  * @count: the number of bytes userspace wants to read
922  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
923  *
924  * Checks OA unit status registers and if necessary appends corresponding
925  * status records for userspace (such as for a buffer full condition) and then
926  * initiate appending any buffered OA reports.
927  *
928  * Updates @offset according to the number of bytes successfully copied into
929  * the userspace buffer.
930  *
931  * NB: some data may be successfully copied to the userspace buffer
932  * even if an error is returned, and this is reflected in the
933  * updated @offset.
934  *
935  * Returns: zero on success or a negative error code
936  */
937 static int gen8_oa_read(struct i915_perf_stream *stream,
938                         char __user *buf,
939                         size_t count,
940                         size_t *offset)
941 {
942         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
943         u32 oastatus;
944         i915_reg_t oastatus_reg;
945         int ret;
946
947         if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm, !stream->oa_buffer.vaddr))
948                 return -EIO;
949
950         oastatus_reg = GRAPHICS_VER(stream->perf->i915) == 12 ?
951                        __oa_regs(stream)->oa_status :
952                        GEN8_OASTATUS;
953
954         oastatus = intel_uncore_read(uncore, oastatus_reg);
955
956         /*
957          * We treat OABUFFER_OVERFLOW as a significant error:
958          *
959          * Although theoretically we could handle this more gracefully
960          * sometimes, some Gens don't correctly suppress certain
961          * automatically triggered reports in this condition and so we
962          * have to assume that old reports are now being trampled
963          * over.
964          *
965          * Considering how we don't currently give userspace control
966          * over the OA buffer size and always configure a large 16MB
967          * buffer, then a buffer overflow does anyway likely indicate
968          * that something has gone quite badly wrong.
969          */
970         if (oastatus & GEN8_OASTATUS_OABUFFER_OVERFLOW) {
971                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
972                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_BUFFER_LOST);
973                 if (ret)
974                         return ret;
975
976                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
977                         "OA buffer overflow (exponent = %d): force restart\n",
978                         stream->period_exponent);
979
980                 stream->perf->ops.oa_disable(stream);
981                 stream->perf->ops.oa_enable(stream);
982
983                 /*
984                  * Note: .oa_enable() is expected to re-init the oabuffer and
985                  * reset GEN8_OASTATUS for us
986                  */
987                 oastatus = intel_uncore_read(uncore, oastatus_reg);
988         }
989
990         if (oastatus & GEN8_OASTATUS_REPORT_LOST) {
991                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
992                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_REPORT_LOST);
993                 if (ret)
994                         return ret;
995
996                 intel_uncore_rmw(uncore, oastatus_reg,
997                                  GEN8_OASTATUS_COUNTER_OVERFLOW |
998                                  GEN8_OASTATUS_REPORT_LOST,
999                                  IS_GRAPHICS_VER(uncore->i915, 8, 11) ?
1000                                  (GEN8_OASTATUS_HEAD_POINTER_WRAP |
1001                                   GEN8_OASTATUS_TAIL_POINTER_WRAP) : 0);
1002         }
1003
1004         return gen8_append_oa_reports(stream, buf, count, offset);
1005 }
1006
1007 /**
1008  * gen7_append_oa_reports - Copies all buffered OA reports into
1009  *                          userspace read() buffer.
1010  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1011  * @buf: destination buffer given by userspace
1012  * @count: the number of bytes userspace wants to read
1013  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
1014  *
1015  * Notably any error condition resulting in a short read (-%ENOSPC or
1016  * -%EFAULT) will be returned even though one or more records may
1017  * have been successfully copied. In this case it's up to the caller
1018  * to decide if the error should be squashed before returning to
1019  * userspace.
1020  *
1021  * Note: reports are consumed from the head, and appended to the
1022  * tail, so the tail chases the head?... If you think that's mad
1023  * and back-to-front you're not alone, but this follows the
1024  * Gen PRM naming convention.
1025  *
1026  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
1027  */
1028 static int gen7_append_oa_reports(struct i915_perf_stream *stream,
1029                                   char __user *buf,
1030                                   size_t count,
1031                                   size_t *offset)
1032 {
1033         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1034         int report_size = stream->oa_buffer.format->size;
1035         u8 *oa_buf_base = stream->oa_buffer.vaddr;
1036         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
1037         u32 mask = (OA_BUFFER_SIZE - 1);
1038         size_t start_offset = *offset;
1039         unsigned long flags;
1040         u32 head, tail;
1041         int ret = 0;
1042
1043         if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm, !stream->enabled))
1044                 return -EIO;
1045
1046         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1047
1048         head = stream->oa_buffer.head;
1049         tail = stream->oa_buffer.tail;
1050
1051         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1052
1053         /* NB: oa_buffer.head/tail include the gtt_offset which we don't want
1054          * while indexing relative to oa_buf_base.
1055          */
1056         head -= gtt_offset;
1057         tail -= gtt_offset;
1058
1059         /* An out of bounds or misaligned head or tail pointer implies a driver
1060          * bug since we validate + align the tail pointers we read from the
1061          * hardware and we are in full control of the head pointer which should
1062          * only be incremented by multiples of the report size (notably also
1063          * all a power of two).
1064          */
1065         if (drm_WARN_ONCE(&uncore->i915->drm,
1066                           head > OA_BUFFER_SIZE || head % report_size ||
1067                           tail > OA_BUFFER_SIZE || tail % report_size,
1068                           "Inconsistent OA buffer pointers: head = %u, tail = %u\n",
1069                           head, tail))
1070                 return -EIO;
1071
1072
1073         for (/* none */;
1074              OA_TAKEN(tail, head);
1075              head = (head + report_size) & mask) {
1076                 u8 *report = oa_buf_base + head;
1077                 u32 *report32 = (void *)report;
1078
1079                 /* All the report sizes factor neatly into the buffer
1080                  * size so we never expect to see a report split
1081                  * between the beginning and end of the buffer.
1082                  *
1083                  * Given the initial alignment check a misalignment
1084                  * here would imply a driver bug that would result
1085                  * in an overrun.
1086                  */
1087                 if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm,
1088                                 (OA_BUFFER_SIZE - head) < report_size)) {
1089                         drm_err(&uncore->i915->drm,
1090                                 "Spurious OA head ptr: non-integral report offset\n");
1091                         break;
1092                 }
1093
1094                 /* The report-ID field for periodic samples includes
1095                  * some undocumented flags related to what triggered
1096                  * the report and is never expected to be zero so we
1097                  * can check that the report isn't invalid before
1098                  * copying it to userspace...
1099                  */
1100                 if (report32[0] == 0) {
1101                         if (__ratelimit(&stream->perf->spurious_report_rs))
1102                                 drm_notice(&uncore->i915->drm,
1103                                            "Skipping spurious, invalid OA report\n");
1104                         continue;
1105                 }
1106
1107                 ret = append_oa_sample(stream, buf, count, offset, report);
1108                 if (ret)
1109                         break;
1110
1111                 /* Clear out the first 2 dwords as a mean to detect unlanded
1112                  * reports.
1113                  */
1114                 report32[0] = 0;
1115                 report32[1] = 0;
1116         }
1117
1118         if (start_offset != *offset) {
1119                 spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1120
1121                 /* We removed the gtt_offset for the copy loop above, indexing
1122                  * relative to oa_buf_base so put back here...
1123                  */
1124                 head += gtt_offset;
1125
1126                 intel_uncore_write(uncore, GEN7_OASTATUS2,
1127                                    (head & GEN7_OASTATUS2_HEAD_MASK) |
1128                                    GEN7_OASTATUS2_MEM_SELECT_GGTT);
1129                 stream->oa_buffer.head = head;
1130
1131                 spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1132         }
1133
1134         return ret;
1135 }
1136
1137 /**
1138  * gen7_oa_read - copy status records then buffered OA reports
1139  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1140  * @buf: destination buffer given by userspace
1141  * @count: the number of bytes userspace wants to read
1142  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
1143  *
1144  * Checks Gen 7 specific OA unit status registers and if necessary appends
1145  * corresponding status records for userspace (such as for a buffer full
1146  * condition) and then initiate appending any buffered OA reports.
1147  *
1148  * Updates @offset according to the number of bytes successfully copied into
1149  * the userspace buffer.
1150  *
1151  * Returns: zero on success or a negative error code
1152  */
1153 static int gen7_oa_read(struct i915_perf_stream *stream,
1154                         char __user *buf,
1155                         size_t count,
1156                         size_t *offset)
1157 {
1158         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1159         u32 oastatus1;
1160         int ret;
1161
1162         if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm, !stream->oa_buffer.vaddr))
1163                 return -EIO;
1164
1165         oastatus1 = intel_uncore_read(uncore, GEN7_OASTATUS1);
1166
1167         /* XXX: On Haswell we don't have a safe way to clear oastatus1
1168          * bits while the OA unit is enabled (while the tail pointer
1169          * may be updated asynchronously) so we ignore status bits
1170          * that have already been reported to userspace.
1171          */
1172         oastatus1 &= ~stream->perf->gen7_latched_oastatus1;
1173
1174         /* We treat OABUFFER_OVERFLOW as a significant error:
1175          *
1176          * - The status can be interpreted to mean that the buffer is
1177          *   currently full (with a higher precedence than OA_TAKEN()
1178          *   which will start to report a near-empty buffer after an
1179          *   overflow) but it's awkward that we can't clear the status
1180          *   on Haswell, so without a reset we won't be able to catch
1181          *   the state again.
1182          *
1183          * - Since it also implies the HW has started overwriting old
1184          *   reports it may also affect our sanity checks for invalid
1185          *   reports when copying to userspace that assume new reports
1186          *   are being written to cleared memory.
1187          *
1188          * - In the future we may want to introduce a flight recorder
1189          *   mode where the driver will automatically maintain a safe
1190          *   guard band between head/tail, avoiding this overflow
1191          *   condition, but we avoid the added driver complexity for
1192          *   now.
1193          */
1194         if (unlikely(oastatus1 & GEN7_OASTATUS1_OABUFFER_OVERFLOW)) {
1195                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
1196                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_BUFFER_LOST);
1197                 if (ret)
1198                         return ret;
1199
1200                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
1201                         "OA buffer overflow (exponent = %d): force restart\n",
1202                         stream->period_exponent);
1203
1204                 stream->perf->ops.oa_disable(stream);
1205                 stream->perf->ops.oa_enable(stream);
1206
1207                 oastatus1 = intel_uncore_read(uncore, GEN7_OASTATUS1);
1208         }
1209
1210         if (unlikely(oastatus1 & GEN7_OASTATUS1_REPORT_LOST)) {
1211                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
1212                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_REPORT_LOST);
1213                 if (ret)
1214                         return ret;
1215                 stream->perf->gen7_latched_oastatus1 |=
1216                         GEN7_OASTATUS1_REPORT_LOST;
1217         }
1218
1219         return gen7_append_oa_reports(stream, buf, count, offset);
1220 }
1221
1222 /**
1223  * i915_oa_wait_unlocked - handles blocking IO until OA data available
1224  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1225  *
1226  * Called when userspace tries to read() from a blocking stream FD opened
1227  * for OA metrics. It waits until the hrtimer callback finds a non-empty
1228  * OA buffer and wakes us.
1229  *
1230  * Note: it's acceptable to have this return with some false positives
1231  * since any subsequent read handling will return -EAGAIN if there isn't
1232  * really data ready for userspace yet.
1233  *
1234  * Returns: zero on success or a negative error code
1235  */
1236 static int i915_oa_wait_unlocked(struct i915_perf_stream *stream)
1237 {
1238         /* We would wait indefinitely if periodic sampling is not enabled */
1239         if (!stream->periodic)
1240                 return -EIO;
1241
1242         return wait_event_interruptible(stream->poll_wq,
1243                                         oa_buffer_check_unlocked(stream));
1244 }
1245
1246 /**
1247  * i915_oa_poll_wait - call poll_wait() for an OA stream poll()
1248  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1249  * @file: An i915 perf stream file
1250  * @wait: poll() state table
1251  *
1252  * For handling userspace polling on an i915 perf stream opened for OA metrics,
1253  * this starts a poll_wait with the wait queue that our hrtimer callback wakes
1254  * when it sees data ready to read in the circular OA buffer.
1255  */
1256 static void i915_oa_poll_wait(struct i915_perf_stream *stream,
1257                               struct file *file,
1258                               poll_table *wait)
1259 {
1260         poll_wait(file, &stream->poll_wq, wait);
1261 }
1262
1263 /**
1264  * i915_oa_read - just calls through to &i915_oa_ops->read
1265  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1266  * @buf: destination buffer given by userspace
1267  * @count: the number of bytes userspace wants to read
1268  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
1269  *
1270  * Updates @offset according to the number of bytes successfully copied into
1271  * the userspace buffer.
1272  *
1273  * Returns: zero on success or a negative error code
1274  */
1275 static int i915_oa_read(struct i915_perf_stream *stream,
1276                         char __user *buf,
1277                         size_t count,
1278                         size_t *offset)
1279 {
1280         return stream->perf->ops.read(stream, buf, count, offset);
1281 }
1282
1283 static struct intel_context *oa_pin_context(struct i915_perf_stream *stream)
1284 {
1285         struct i915_gem_engines_iter it;
1286         struct i915_gem_context *ctx = stream->ctx;
1287         struct intel_context *ce;
1288         struct i915_gem_ww_ctx ww;
1289         int err = -ENODEV;
1290
1291         for_each_gem_engine(ce, i915_gem_context_lock_engines(ctx), it) {
1292                 if (ce->engine != stream->engine) /* first match! */
1293                         continue;
1294
1295                 err = 0;
1296                 break;
1297         }
1298         i915_gem_context_unlock_engines(ctx);
1299
1300         if (err)
1301                 return ERR_PTR(err);
1302
1303         i915_gem_ww_ctx_init(&ww, true);
1304 retry:
1305         /*
1306          * As the ID is the gtt offset of the context's vma we
1307          * pin the vma to ensure the ID remains fixed.
1308          */
1309         err = intel_context_pin_ww(ce, &ww);
1310         if (err == -EDEADLK) {
1311                 err = i915_gem_ww_ctx_backoff(&ww);
1312                 if (!err)
1313                         goto retry;
1314         }
1315         i915_gem_ww_ctx_fini(&ww);
1316
1317         if (err)
1318                 return ERR_PTR(err);
1319
1320         stream->pinned_ctx = ce;
1321         return stream->pinned_ctx;
1322 }
1323
1324 static int
1325 __store_reg_to_mem(struct i915_request *rq, i915_reg_t reg, u32 ggtt_offset)
1326 {
1327         u32 *cs, cmd;
1328
1329         cmd = MI_STORE_REGISTER_MEM | MI_SRM_LRM_GLOBAL_GTT;
1330         if (GRAPHICS_VER(rq->engine->i915) >= 8)
1331                 cmd++;
1332
1333         cs = intel_ring_begin(rq, 4);
1334         if (IS_ERR(cs))
1335                 return PTR_ERR(cs);
1336
1337         *cs++ = cmd;
1338         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(reg);
1339         *cs++ = ggtt_offset;
1340         *cs++ = 0;
1341
1342         intel_ring_advance(rq, cs);
1343
1344         return 0;
1345 }
1346
1347 static int
1348 __read_reg(struct intel_context *ce, i915_reg_t reg, u32 ggtt_offset)
1349 {
1350         struct i915_request *rq;
1351         int err;
1352
1353         rq = i915_request_create(ce);
1354         if (IS_ERR(rq))
1355                 return PTR_ERR(rq);
1356
1357         i915_request_get(rq);
1358
1359         err = __store_reg_to_mem(rq, reg, ggtt_offset);
1360
1361         i915_request_add(rq);
1362         if (!err && i915_request_wait(rq, 0, HZ / 2) < 0)
1363                 err = -ETIME;
1364
1365         i915_request_put(rq);
1366
1367         return err;
1368 }
1369
1370 static int
1371 gen12_guc_sw_ctx_id(struct intel_context *ce, u32 *ctx_id)
1372 {
1373         struct i915_vma *scratch;
1374         u32 *val;
1375         int err;
1376
1377         scratch = __vm_create_scratch_for_read_pinned(&ce->engine->gt->ggtt->vm, 4);
1378         if (IS_ERR(scratch))
1379                 return PTR_ERR(scratch);
1380
1381         err = i915_vma_sync(scratch);
1382         if (err)
1383                 goto err_scratch;
1384
1385         err = __read_reg(ce, RING_EXECLIST_STATUS_HI(ce->engine->mmio_base),
1386                          i915_ggtt_offset(scratch));
1387         if (err)
1388                 goto err_scratch;
1389
1390         val = i915_gem_object_pin_map_unlocked(scratch->obj, I915_MAP_WB);
1391         if (IS_ERR(val)) {
1392                 err = PTR_ERR(val);
1393                 goto err_scratch;
1394         }
1395
1396         *ctx_id = *val;
1397         i915_gem_object_unpin_map(scratch->obj);
1398
1399 err_scratch:
1400         i915_vma_unpin_and_release(&scratch, 0);
1401         return err;
1402 }
1403
1404 /*
1405  * For execlist mode of submission, pick an unused context id
1406  * 0 - (NUM_CONTEXT_TAG -1) are used by other contexts
1407  * XXX_MAX_CONTEXT_HW_ID is used by idle context
1408  *
1409  * For GuC mode of submission read context id from the upper dword of the
1410  * EXECLIST_STATUS register. Note that we read this value only once and expect
1411  * that the value stays fixed for the entire OA use case. There are cases where
1412  * GuC KMD implementation may deregister a context to reuse it's context id, but
1413  * we prevent that from happening to the OA context by pinning it.
1414  */
1415 static int gen12_get_render_context_id(struct i915_perf_stream *stream)
1416 {
1417         u32 ctx_id, mask;
1418         int ret;
1419
1420         if (intel_engine_uses_guc(stream->engine)) {
1421                 ret = gen12_guc_sw_ctx_id(stream->pinned_ctx, &ctx_id);
1422                 if (ret)
1423                         return ret;
1424
1425                 mask = ((1U << GEN12_GUC_SW_CTX_ID_WIDTH) - 1) <<
1426                         (GEN12_GUC_SW_CTX_ID_SHIFT - 32);
1427         } else if (GRAPHICS_VER_FULL(stream->engine->i915) >= IP_VER(12, 50)) {
1428                 ctx_id = (XEHP_MAX_CONTEXT_HW_ID - 1) <<
1429                         (XEHP_SW_CTX_ID_SHIFT - 32);
1430
1431                 mask = ((1U << XEHP_SW_CTX_ID_WIDTH) - 1) <<
1432                         (XEHP_SW_CTX_ID_SHIFT - 32);
1433         } else {
1434                 ctx_id = (GEN12_MAX_CONTEXT_HW_ID - 1) <<
1435                          (GEN11_SW_CTX_ID_SHIFT - 32);
1436
1437                 mask = ((1U << GEN11_SW_CTX_ID_WIDTH) - 1) <<
1438                         (GEN11_SW_CTX_ID_SHIFT - 32);
1439         }
1440         stream->specific_ctx_id = ctx_id & mask;
1441         stream->specific_ctx_id_mask = mask;
1442
1443         return 0;
1444 }
1445
1446 static bool oa_find_reg_in_lri(u32 *state, u32 reg, u32 *offset, u32 end)
1447 {
1448         u32 idx = *offset;
1449         u32 len = min(MI_LRI_LEN(state[idx]) + idx, end);
1450         bool found = false;
1451
1452         idx++;
1453         for (; idx < len; idx += 2) {
1454                 if (state[idx] == reg) {
1455                         found = true;
1456                         break;
1457                 }
1458         }
1459
1460         *offset = idx;
1461         return found;
1462 }
1463
1464 static u32 oa_context_image_offset(struct intel_context *ce, u32 reg)
1465 {
1466         u32 offset, len = (ce->engine->context_size - PAGE_SIZE) / 4;
1467         u32 *state = ce->lrc_reg_state;
1468
1469         if (drm_WARN_ON(&ce->engine->i915->drm, !state))
1470                 return U32_MAX;
1471
1472         for (offset = 0; offset < len; ) {
1473                 if (IS_MI_LRI_CMD(state[offset])) {
1474                         /*
1475                          * We expect reg-value pairs in MI_LRI command, so
1476                          * MI_LRI_LEN() should be even, if not, issue a warning.
1477                          */
1478                         drm_WARN_ON(&ce->engine->i915->drm,
1479                                     MI_LRI_LEN(state[offset]) & 0x1);
1480
1481                         if (oa_find_reg_in_lri(state, reg, &offset, len))
1482                                 break;
1483                 } else {
1484                         offset++;
1485                 }
1486         }
1487
1488         return offset < len ? offset : U32_MAX;
1489 }
1490
1491 static int set_oa_ctx_ctrl_offset(struct intel_context *ce)
1492 {
1493         i915_reg_t reg = GEN12_OACTXCONTROL(ce->engine->mmio_base);
1494         struct i915_perf *perf = &ce->engine->i915->perf;
1495         u32 offset = perf->ctx_oactxctrl_offset;
1496
1497         /* Do this only once. Failure is stored as offset of U32_MAX */
1498         if (offset)
1499                 goto exit;
1500
1501         offset = oa_context_image_offset(ce, i915_mmio_reg_offset(reg));
1502         perf->ctx_oactxctrl_offset = offset;
1503
1504         drm_dbg(&ce->engine->i915->drm,
1505                 "%s oa ctx control at 0x%08x dword offset\n",
1506                 ce->engine->name, offset);
1507
1508 exit:
1509         return offset && offset != U32_MAX ? 0 : -ENODEV;
1510 }
1511
1512 static bool engine_supports_mi_query(struct intel_engine_cs *engine)
1513 {
1514         return engine->class == RENDER_CLASS;
1515 }
1516
1517 /**
1518  * oa_get_render_ctx_id - determine and hold ctx hw id
1519  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1520  *
1521  * Determine the render context hw id, and ensure it remains fixed for the
1522  * lifetime of the stream. This ensures that we don't have to worry about
1523  * updating the context ID in OACONTROL on the fly.
1524  *
1525  * Returns: zero on success or a negative error code
1526  */
1527 static int oa_get_render_ctx_id(struct i915_perf_stream *stream)
1528 {
1529         struct intel_context *ce;
1530         int ret = 0;
1531
1532         ce = oa_pin_context(stream);
1533         if (IS_ERR(ce))
1534                 return PTR_ERR(ce);
1535
1536         if (engine_supports_mi_query(stream->engine) &&
1537             HAS_LOGICAL_RING_CONTEXTS(stream->perf->i915)) {
1538                 /*
1539                  * We are enabling perf query here. If we don't find the context
1540                  * offset here, just return an error.
1541                  */
1542                 ret = set_oa_ctx_ctrl_offset(ce);
1543                 if (ret) {
1544                         intel_context_unpin(ce);
1545                         drm_err(&stream->perf->i915->drm,
1546                                 "Enabling perf query failed for %s\n",
1547                                 stream->engine->name);
1548                         return ret;
1549                 }
1550         }
1551
1552         switch (GRAPHICS_VER(ce->engine->i915)) {
1553         case 7: {
1554                 /*
1555                  * On Haswell we don't do any post processing of the reports
1556                  * and don't need to use the mask.
1557                  */
1558                 stream->specific_ctx_id = i915_ggtt_offset(ce->state);
1559                 stream->specific_ctx_id_mask = 0;
1560                 break;
1561         }
1562
1563         case 8:
1564         case 9:
1565                 if (intel_engine_uses_guc(ce->engine)) {
1566                         /*
1567                          * When using GuC, the context descriptor we write in
1568                          * i915 is read by GuC and rewritten before it's
1569                          * actually written into the hardware. The LRCA is
1570                          * what is put into the context id field of the
1571                          * context descriptor by GuC. Because it's aligned to
1572                          * a page, the lower 12bits are always at 0 and
1573                          * dropped by GuC. They won't be part of the context
1574                          * ID in the OA reports, so squash those lower bits.
1575                          */
1576                         stream->specific_ctx_id = ce->lrc.lrca >> 12;
1577
1578                         /*
1579                          * GuC uses the top bit to signal proxy submission, so
1580                          * ignore that bit.
1581                          */
1582                         stream->specific_ctx_id_mask =
1583                                 (1U << (GEN8_CTX_ID_WIDTH - 1)) - 1;
1584                 } else {
1585                         stream->specific_ctx_id_mask =
1586                                 (1U << GEN8_CTX_ID_WIDTH) - 1;
1587                         stream->specific_ctx_id = stream->specific_ctx_id_mask;
1588                 }
1589                 break;
1590
1591         case 11:
1592         case 12:
1593                 ret = gen12_get_render_context_id(stream);
1594                 break;
1595
1596         default:
1597                 MISSING_CASE(GRAPHICS_VER(ce->engine->i915));
1598         }
1599
1600         ce->tag = stream->specific_ctx_id;
1601
1602         drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
1603                 "filtering on ctx_id=0x%x ctx_id_mask=0x%x\n",
1604                 stream->specific_ctx_id,
1605                 stream->specific_ctx_id_mask);
1606
1607         return ret;
1608 }
1609
1610 /**
1611  * oa_put_render_ctx_id - counterpart to oa_get_render_ctx_id releases hold
1612  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1613  *
1614  * In case anything needed doing to ensure the context HW ID would remain valid
1615  * for the lifetime of the stream, then that can be undone here.
1616  */
1617 static void oa_put_render_ctx_id(struct i915_perf_stream *stream)
1618 {
1619         struct intel_context *ce;
1620
1621         ce = fetch_and_zero(&stream->pinned_ctx);
1622         if (ce) {
1623                 ce->tag = 0; /* recomputed on next submission after parking */
1624                 intel_context_unpin(ce);
1625         }
1626
1627         stream->specific_ctx_id = INVALID_CTX_ID;
1628         stream->specific_ctx_id_mask = 0;
1629 }
1630
1631 static void
1632 free_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1633 {
1634         i915_vma_unpin_and_release(&stream->oa_buffer.vma,
1635                                    I915_VMA_RELEASE_MAP);
1636
1637         stream->oa_buffer.vaddr = NULL;
1638 }
1639
1640 static void
1641 free_oa_configs(struct i915_perf_stream *stream)
1642 {
1643         struct i915_oa_config_bo *oa_bo, *tmp;
1644
1645         i915_oa_config_put(stream->oa_config);
1646         llist_for_each_entry_safe(oa_bo, tmp, stream->oa_config_bos.first, node)
1647                 free_oa_config_bo(oa_bo);
1648 }
1649
1650 static void
1651 free_noa_wait(struct i915_perf_stream *stream)
1652 {
1653         i915_vma_unpin_and_release(&stream->noa_wait, 0);
1654 }
1655
1656 static bool engine_supports_oa(const struct intel_engine_cs *engine)
1657 {
1658         return engine->oa_group;
1659 }
1660
1661 static bool engine_supports_oa_format(struct intel_engine_cs *engine, int type)
1662 {
1663         return engine->oa_group && engine->oa_group->type == type;
1664 }
1665
1666 static void i915_oa_stream_destroy(struct i915_perf_stream *stream)
1667 {
1668         struct i915_perf *perf = stream->perf;
1669         struct intel_gt *gt = stream->engine->gt;
1670         struct i915_perf_group *g = stream->engine->oa_group;
1671
1672         if (WARN_ON(stream != g->exclusive_stream))
1673                 return;
1674
1675         /*
1676          * Unset exclusive_stream first, it will be checked while disabling
1677          * the metric set on gen8+.
1678          *
1679          * See i915_oa_init_reg_state() and lrc_configure_all_contexts()
1680          */
1681         WRITE_ONCE(g->exclusive_stream, NULL);
1682         perf->ops.disable_metric_set(stream);
1683
1684         free_oa_buffer(stream);
1685
1686         /*
1687          * Wa_16011777198:dg2: Unset the override of GUCRC mode to enable rc6.
1688          */
1689         if (stream->override_gucrc)
1690                 drm_WARN_ON(&gt->i915->drm,
1691                             intel_guc_slpc_unset_gucrc_mode(&gt->uc.guc.slpc));
1692
1693         intel_uncore_forcewake_put(stream->uncore, FORCEWAKE_ALL);
1694         intel_engine_pm_put(stream->engine);
1695
1696         if (stream->ctx)
1697                 oa_put_render_ctx_id(stream);
1698
1699         free_oa_configs(stream);
1700         free_noa_wait(stream);
1701
1702         if (perf->spurious_report_rs.missed) {
1703                 drm_notice(&gt->i915->drm,
1704                            "%d spurious OA report notices suppressed due to ratelimiting\n",
1705                            perf->spurious_report_rs.missed);
1706         }
1707 }
1708
1709 static void gen7_init_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1710 {
1711         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1712         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
1713         unsigned long flags;
1714
1715         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1716
1717         /* Pre-DevBDW: OABUFFER must be set with counters off,
1718          * before OASTATUS1, but after OASTATUS2
1719          */
1720         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OASTATUS2, /* head */
1721                            gtt_offset | GEN7_OASTATUS2_MEM_SELECT_GGTT);
1722         stream->oa_buffer.head = gtt_offset;
1723
1724         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OABUFFER, gtt_offset);
1725
1726         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OASTATUS1, /* tail */
1727                            gtt_offset | OABUFFER_SIZE_16M);
1728
1729         /* Mark that we need updated tail pointers to read from... */
1730         stream->oa_buffer.aging_tail = INVALID_TAIL_PTR;
1731         stream->oa_buffer.tail = gtt_offset;
1732
1733         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1734
1735         /* On Haswell we have to track which OASTATUS1 flags we've
1736          * already seen since they can't be cleared while periodic
1737          * sampling is enabled.
1738          */
1739         stream->perf->gen7_latched_oastatus1 = 0;
1740
1741         /* NB: although the OA buffer will initially be allocated
1742          * zeroed via shmfs (and so this memset is redundant when
1743          * first allocating), we may re-init the OA buffer, either
1744          * when re-enabling a stream or in error/reset paths.
1745          *
1746          * The reason we clear the buffer for each re-init is for the
1747          * sanity check in gen7_append_oa_reports() that looks at the
1748          * report-id field to make sure it's non-zero which relies on
1749          * the assumption that new reports are being written to zeroed
1750          * memory...
1751          */
1752         memset(stream->oa_buffer.vaddr, 0, OA_BUFFER_SIZE);
1753 }
1754
1755 static void gen8_init_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1756 {
1757         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1758         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
1759         unsigned long flags;
1760
1761         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1762
1763         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OASTATUS, 0);
1764         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OAHEADPTR, gtt_offset);
1765         stream->oa_buffer.head = gtt_offset;
1766
1767         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OABUFFER_UDW, 0);
1768
1769         /*
1770          * PRM says:
1771          *
1772          *  "This MMIO must be set before the OATAILPTR
1773          *  register and after the OAHEADPTR register. This is
1774          *  to enable proper functionality of the overflow
1775          *  bit."
1776          */
1777         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OABUFFER, gtt_offset |
1778                    OABUFFER_SIZE_16M | GEN8_OABUFFER_MEM_SELECT_GGTT);
1779         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OATAILPTR, gtt_offset & GEN8_OATAILPTR_MASK);
1780
1781         /* Mark that we need updated tail pointers to read from... */
1782         stream->oa_buffer.aging_tail = INVALID_TAIL_PTR;
1783         stream->oa_buffer.tail = gtt_offset;
1784
1785         /*
1786          * Reset state used to recognise context switches, affecting which
1787          * reports we will forward to userspace while filtering for a single
1788          * context.
1789          */
1790         stream->oa_buffer.last_ctx_id = INVALID_CTX_ID;
1791
1792         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1793
1794         /*
1795          * NB: although the OA buffer will initially be allocated
1796          * zeroed via shmfs (and so this memset is redundant when
1797          * first allocating), we may re-init the OA buffer, either
1798          * when re-enabling a stream or in error/reset paths.
1799          *
1800          * The reason we clear the buffer for each re-init is for the
1801          * sanity check in gen8_append_oa_reports() that looks at the
1802          * reason field to make sure it's non-zero which relies on
1803          * the assumption that new reports are being written to zeroed
1804          * memory...
1805          */
1806         memset(stream->oa_buffer.vaddr, 0, OA_BUFFER_SIZE);
1807 }
1808
1809 static void gen12_init_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1810 {
1811         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1812         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
1813         unsigned long flags;
1814
1815         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1816
1817         intel_uncore_write(uncore, __oa_regs(stream)->oa_status, 0);
1818         intel_uncore_write(uncore, __oa_regs(stream)->oa_head_ptr,
1819                            gtt_offset & GEN12_OAG_OAHEADPTR_MASK);
1820         stream->oa_buffer.head = gtt_offset;
1821
1822         /*
1823          * PRM says:
1824          *
1825          *  "This MMIO must be set before the OATAILPTR
1826          *  register and after the OAHEADPTR register. This is
1827          *  to enable proper functionality of the overflow
1828          *  bit."
1829          */
1830         intel_uncore_write(uncore, __oa_regs(stream)->oa_buffer, gtt_offset |
1831                            OABUFFER_SIZE_16M | GEN8_OABUFFER_MEM_SELECT_GGTT);
1832         intel_uncore_write(uncore, __oa_regs(stream)->oa_tail_ptr,
1833                            gtt_offset & GEN12_OAG_OATAILPTR_MASK);
1834
1835         /* Mark that we need updated tail pointers to read from... */
1836         stream->oa_buffer.aging_tail = INVALID_TAIL_PTR;
1837         stream->oa_buffer.tail = gtt_offset;
1838
1839         /*
1840          * Reset state used to recognise context switches, affecting which
1841          * reports we will forward to userspace while filtering for a single
1842          * context.
1843          */
1844         stream->oa_buffer.last_ctx_id = INVALID_CTX_ID;
1845
1846         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1847
1848         /*
1849          * NB: although the OA buffer will initially be allocated
1850          * zeroed via shmfs (and so this memset is redundant when
1851          * first allocating), we may re-init the OA buffer, either
1852          * when re-enabling a stream or in error/reset paths.
1853          *
1854          * The reason we clear the buffer for each re-init is for the
1855          * sanity check in gen8_append_oa_reports() that looks at the
1856          * reason field to make sure it's non-zero which relies on
1857          * the assumption that new reports are being written to zeroed
1858          * memory...
1859          */
1860         memset(stream->oa_buffer.vaddr, 0,
1861                stream->oa_buffer.vma->size);
1862 }
1863
1864 static int alloc_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1865 {
1866         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
1867         struct intel_gt *gt = stream->engine->gt;
1868         struct drm_i915_gem_object *bo;
1869         struct i915_vma *vma;
1870         int ret;
1871
1872         if (drm_WARN_ON(&i915->drm, stream->oa_buffer.vma))
1873                 return -ENODEV;
1874
1875         BUILD_BUG_ON_NOT_POWER_OF_2(OA_BUFFER_SIZE);
1876         BUILD_BUG_ON(OA_BUFFER_SIZE < SZ_128K || OA_BUFFER_SIZE > SZ_16M);
1877
1878         bo = i915_gem_object_create_shmem(stream->perf->i915, OA_BUFFER_SIZE);
1879         if (IS_ERR(bo)) {
1880                 drm_err(&i915->drm, "Failed to allocate OA buffer\n");
1881                 return PTR_ERR(bo);
1882         }
1883
1884         i915_gem_object_set_cache_coherency(bo, I915_CACHE_LLC);
1885
1886         /* PreHSW required 512K alignment, HSW requires 16M */
1887         vma = i915_vma_instance(bo, &gt->ggtt->vm, NULL);
1888         if (IS_ERR(vma)) {
1889                 ret = PTR_ERR(vma);
1890                 goto err_unref;
1891         }
1892
1893         /*
1894          * PreHSW required 512K alignment.
1895          * HSW and onwards, align to requested size of OA buffer.
1896          */
1897         ret = i915_vma_pin(vma, 0, SZ_16M, PIN_GLOBAL | PIN_HIGH);
1898         if (ret) {
1899                 drm_err(&gt->i915->drm, "Failed to pin OA buffer %d\n", ret);
1900                 goto err_unref;
1901         }
1902
1903         stream->oa_buffer.vma = vma;
1904
1905         stream->oa_buffer.vaddr =
1906                 i915_gem_object_pin_map_unlocked(bo, I915_MAP_WB);
1907         if (IS_ERR(stream->oa_buffer.vaddr)) {
1908                 ret = PTR_ERR(stream->oa_buffer.vaddr);
1909                 goto err_unpin;
1910         }
1911
1912         return 0;
1913
1914 err_unpin:
1915         __i915_vma_unpin(vma);
1916
1917 err_unref:
1918         i915_gem_object_put(bo);
1919
1920         stream->oa_buffer.vaddr = NULL;
1921         stream->oa_buffer.vma = NULL;
1922
1923         return ret;
1924 }
1925
1926 static u32 *save_restore_register(struct i915_perf_stream *stream, u32 *cs,
1927                                   bool save, i915_reg_t reg, u32 offset,
1928                                   u32 dword_count)
1929 {
1930         u32 cmd;
1931         u32 d;
1932
1933         cmd = save ? MI_STORE_REGISTER_MEM : MI_LOAD_REGISTER_MEM;
1934         cmd |= MI_SRM_LRM_GLOBAL_GTT;
1935         if (GRAPHICS_VER(stream->perf->i915) >= 8)
1936                 cmd++;
1937
1938         for (d = 0; d < dword_count; d++) {
1939                 *cs++ = cmd;
1940                 *cs++ = i915_mmio_reg_offset(reg) + 4 * d;
1941                 *cs++ = i915_ggtt_offset(stream->noa_wait) + offset + 4 * d;
1942                 *cs++ = 0;
1943         }
1944
1945         return cs;
1946 }
1947
1948 static int alloc_noa_wait(struct i915_perf_stream *stream)
1949 {
1950         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
1951         struct intel_gt *gt = stream->engine->gt;
1952         struct drm_i915_gem_object *bo;
1953         struct i915_vma *vma;
1954         const u64 delay_ticks = 0xffffffffffffffff -
1955                 intel_gt_ns_to_clock_interval(to_gt(stream->perf->i915),
1956                 atomic64_read(&stream->perf->noa_programming_delay));
1957         const u32 base = stream->engine->mmio_base;
1958 #define CS_GPR(x) GEN8_RING_CS_GPR(base, x)
1959         u32 *batch, *ts0, *cs, *jump;
1960         struct i915_gem_ww_ctx ww;
1961         int ret, i;
1962         enum {
1963                 START_TS,
1964                 NOW_TS,
1965                 DELTA_TS,
1966                 JUMP_PREDICATE,
1967                 DELTA_TARGET,
1968                 N_CS_GPR
1969         };
1970         i915_reg_t mi_predicate_result = HAS_MI_SET_PREDICATE(i915) ?
1971                                           MI_PREDICATE_RESULT_2_ENGINE(base) :
1972                                           MI_PREDICATE_RESULT_1(RENDER_RING_BASE);
1973
1974         /*
1975          * gt->scratch was being used to save/restore the GPR registers, but on
1976          * MTL the scratch uses stolen lmem. An MI_SRM to this memory region
1977          * causes an engine hang. Instead allocate an additional page here to
1978          * save/restore GPR registers
1979          */
1980         bo = i915_gem_object_create_internal(i915, 8192);
1981         if (IS_ERR(bo)) {
1982                 drm_err(&i915->drm,
1983                         "Failed to allocate NOA wait batchbuffer\n");
1984                 return PTR_ERR(bo);
1985         }
1986
1987         i915_gem_ww_ctx_init(&ww, true);
1988 retry:
1989         ret = i915_gem_object_lock(bo, &ww);
1990         if (ret)
1991                 goto out_ww;
1992
1993         /*
1994          * We pin in GGTT because we jump into this buffer now because
1995          * multiple OA config BOs will have a jump to this address and it
1996          * needs to be fixed during the lifetime of the i915/perf stream.
1997          */
1998         vma = i915_vma_instance(bo, &gt->ggtt->vm, NULL);
1999         if (IS_ERR(vma)) {
2000                 ret = PTR_ERR(vma);
2001                 goto out_ww;
2002         }
2003
2004         ret = i915_vma_pin_ww(vma, &ww, 0, 0, PIN_GLOBAL | PIN_HIGH);
2005         if (ret)
2006                 goto out_ww;
2007
2008         batch = cs = i915_gem_object_pin_map(bo, I915_MAP_WB);
2009         if (IS_ERR(batch)) {
2010                 ret = PTR_ERR(batch);
2011                 goto err_unpin;
2012         }
2013
2014         stream->noa_wait = vma;
2015
2016 #define GPR_SAVE_OFFSET 4096
2017 #define PREDICATE_SAVE_OFFSET 4160
2018
2019         /* Save registers. */
2020         for (i = 0; i < N_CS_GPR; i++)
2021                 cs = save_restore_register(
2022                         stream, cs, true /* save */, CS_GPR(i),
2023                         GPR_SAVE_OFFSET + 8 * i, 2);
2024         cs = save_restore_register(
2025                 stream, cs, true /* save */, mi_predicate_result,
2026                 PREDICATE_SAVE_OFFSET, 1);
2027
2028         /* First timestamp snapshot location. */
2029         ts0 = cs;
2030
2031         /*
2032          * Initial snapshot of the timestamp register to implement the wait.
2033          * We work with 32b values, so clear out the top 32b bits of the
2034          * register because the ALU works 64bits.
2035          */
2036         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(1);
2037         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(START_TS)) + 4;
2038         *cs++ = 0;
2039         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
2040         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(RING_TIMESTAMP(base));
2041         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(START_TS));
2042
2043         /*
2044          * This is the location we're going to jump back into until the
2045          * required amount of time has passed.
2046          */
2047         jump = cs;
2048
2049         /*
2050          * Take another snapshot of the timestamp register. Take care to clear
2051          * up the top 32bits of CS_GPR(1) as we're using it for other
2052          * operations below.
2053          */
2054         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(1);
2055         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(NOW_TS)) + 4;
2056         *cs++ = 0;
2057         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
2058         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(RING_TIMESTAMP(base));
2059         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(NOW_TS));
2060
2061         /*
2062          * Do a diff between the 2 timestamps and store the result back into
2063          * CS_GPR(1).
2064          */
2065         *cs++ = MI_MATH(5);
2066         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCA, MI_MATH_REG(NOW_TS));
2067         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCB, MI_MATH_REG(START_TS));
2068         *cs++ = MI_MATH_SUB;
2069         *cs++ = MI_MATH_STORE(MI_MATH_REG(DELTA_TS), MI_MATH_REG_ACCU);
2070         *cs++ = MI_MATH_STORE(MI_MATH_REG(JUMP_PREDICATE), MI_MATH_REG_CF);
2071
2072         /*
2073          * Transfer the carry flag (set to 1 if ts1 < ts0, meaning the
2074          * timestamp have rolled over the 32bits) into the predicate register
2075          * to be used for the predicated jump.
2076          */
2077         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
2078         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(JUMP_PREDICATE));
2079         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(mi_predicate_result);
2080
2081         if (HAS_MI_SET_PREDICATE(i915))
2082                 *cs++ = MI_SET_PREDICATE | 1;
2083
2084         /* Restart from the beginning if we had timestamps roll over. */
2085         *cs++ = (GRAPHICS_VER(i915) < 8 ?
2086                  MI_BATCH_BUFFER_START :
2087                  MI_BATCH_BUFFER_START_GEN8) |
2088                 MI_BATCH_PREDICATE;
2089         *cs++ = i915_ggtt_offset(vma) + (ts0 - batch) * 4;
2090         *cs++ = 0;
2091
2092         if (HAS_MI_SET_PREDICATE(i915))
2093                 *cs++ = MI_SET_PREDICATE;
2094
2095         /*
2096          * Now add the diff between to previous timestamps and add it to :
2097          *      (((1 * << 64) - 1) - delay_ns)
2098          *
2099          * When the Carry Flag contains 1 this means the elapsed time is
2100          * longer than the expected delay, and we can exit the wait loop.
2101          */
2102         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(2);
2103         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(DELTA_TARGET));
2104         *cs++ = lower_32_bits(delay_ticks);
2105         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(DELTA_TARGET)) + 4;
2106         *cs++ = upper_32_bits(delay_ticks);
2107
2108         *cs++ = MI_MATH(4);
2109         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCA, MI_MATH_REG(DELTA_TS));
2110         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCB, MI_MATH_REG(DELTA_TARGET));
2111         *cs++ = MI_MATH_ADD;
2112         *cs++ = MI_MATH_STOREINV(MI_MATH_REG(JUMP_PREDICATE), MI_MATH_REG_CF);
2113
2114         *cs++ = MI_ARB_CHECK;
2115
2116         /*
2117          * Transfer the result into the predicate register to be used for the
2118          * predicated jump.
2119          */
2120         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
2121         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(JUMP_PREDICATE));
2122         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(mi_predicate_result);
2123
2124         if (HAS_MI_SET_PREDICATE(i915))
2125                 *cs++ = MI_SET_PREDICATE | 1;
2126
2127         /* Predicate the jump.  */
2128         *cs++ = (GRAPHICS_VER(i915) < 8 ?
2129                  MI_BATCH_BUFFER_START :
2130                  MI_BATCH_BUFFER_START_GEN8) |
2131                 MI_BATCH_PREDICATE;
2132         *cs++ = i915_ggtt_offset(vma) + (jump - batch) * 4;
2133         *cs++ = 0;
2134
2135         if (HAS_MI_SET_PREDICATE(i915))
2136                 *cs++ = MI_SET_PREDICATE;
2137
2138         /* Restore registers. */
2139         for (i = 0; i < N_CS_GPR; i++)
2140                 cs = save_restore_register(
2141                         stream, cs, false /* restore */, CS_GPR(i),
2142                         GPR_SAVE_OFFSET + 8 * i, 2);
2143         cs = save_restore_register(
2144                 stream, cs, false /* restore */, mi_predicate_result,
2145                 PREDICATE_SAVE_OFFSET, 1);
2146
2147         /* And return to the ring. */
2148         *cs++ = MI_BATCH_BUFFER_END;
2149
2150         GEM_BUG_ON(cs - batch > PAGE_SIZE / sizeof(*batch));
2151
2152         i915_gem_object_flush_map(bo);
2153         __i915_gem_object_release_map(bo);
2154
2155         goto out_ww;
2156
2157 err_unpin:
2158         i915_vma_unpin_and_release(&vma, 0);
2159 out_ww:
2160         if (ret == -EDEADLK) {
2161                 ret = i915_gem_ww_ctx_backoff(&ww);
2162                 if (!ret)
2163                         goto retry;
2164         }
2165         i915_gem_ww_ctx_fini(&ww);
2166         if (ret)
2167                 i915_gem_object_put(bo);
2168         return ret;
2169 }
2170
2171 static u32 *write_cs_mi_lri(u32 *cs,
2172                             const struct i915_oa_reg *reg_data,
2173                             u32 n_regs)
2174 {
2175         u32 i;
2176
2177         for (i = 0; i < n_regs; i++) {
2178                 if ((i % MI_LOAD_REGISTER_IMM_MAX_REGS) == 0) {
2179                         u32 n_lri = min_t(u32,
2180                                           n_regs - i,
2181                                           MI_LOAD_REGISTER_IMM_MAX_REGS);
2182
2183                         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(n_lri);
2184                 }
2185                 *cs++ = i915_mmio_reg_offset(reg_data[i].addr);
2186                 *cs++ = reg_data[i].value;
2187         }
2188
2189         return cs;
2190 }
2191
2192 static int num_lri_dwords(int num_regs)
2193 {
2194         int count = 0;
2195
2196         if (num_regs > 0) {
2197                 count += DIV_ROUND_UP(num_regs, MI_LOAD_REGISTER_IMM_MAX_REGS);
2198                 count += num_regs * 2;
2199         }
2200
2201         return count;
2202 }
2203
2204 static struct i915_oa_config_bo *
2205 alloc_oa_config_buffer(struct i915_perf_stream *stream,
2206                        struct i915_oa_config *oa_config)
2207 {
2208         struct drm_i915_gem_object *obj;
2209         struct i915_oa_config_bo *oa_bo;
2210         struct i915_gem_ww_ctx ww;
2211         size_t config_length = 0;
2212         u32 *cs;
2213         int err;
2214
2215         oa_bo = kzalloc(sizeof(*oa_bo), GFP_KERNEL);
2216         if (!oa_bo)
2217                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2218
2219         config_length += num_lri_dwords(oa_config->mux_regs_len);
2220         config_length += num_lri_dwords(oa_config->b_counter_regs_len);
2221         config_length += num_lri_dwords(oa_config->flex_regs_len);
2222         config_length += 3; /* MI_BATCH_BUFFER_START */
2223         config_length = ALIGN(sizeof(u32) * config_length, I915_GTT_PAGE_SIZE);
2224
2225         obj = i915_gem_object_create_shmem(stream->perf->i915, config_length);
2226         if (IS_ERR(obj)) {
2227                 err = PTR_ERR(obj);
2228                 goto err_free;
2229         }
2230
2231         i915_gem_ww_ctx_init(&ww, true);
2232 retry:
2233         err = i915_gem_object_lock(obj, &ww);
2234         if (err)
2235                 goto out_ww;
2236
2237         cs = i915_gem_object_pin_map(obj, I915_MAP_WB);
2238         if (IS_ERR(cs)) {
2239                 err = PTR_ERR(cs);
2240                 goto out_ww;
2241         }
2242
2243         cs = write_cs_mi_lri(cs,
2244                              oa_config->mux_regs,
2245                              oa_config->mux_regs_len);
2246         cs = write_cs_mi_lri(cs,
2247                              oa_config->b_counter_regs,
2248                              oa_config->b_counter_regs_len);
2249         cs = write_cs_mi_lri(cs,
2250                              oa_config->flex_regs,
2251                              oa_config->flex_regs_len);
2252
2253         /* Jump into the active wait. */
2254         *cs++ = (GRAPHICS_VER(stream->perf->i915) < 8 ?
2255                  MI_BATCH_BUFFER_START :
2256                  MI_BATCH_BUFFER_START_GEN8);
2257         *cs++ = i915_ggtt_offset(stream->noa_wait);
2258         *cs++ = 0;
2259
2260         i915_gem_object_flush_map(obj);
2261         __i915_gem_object_release_map(obj);
2262
2263         oa_bo->vma = i915_vma_instance(obj,
2264                                        &stream->engine->gt->ggtt->vm,
2265                                        NULL);
2266         if (IS_ERR(oa_bo->vma)) {
2267                 err = PTR_ERR(oa_bo->vma);
2268                 goto out_ww;
2269         }
2270
2271         oa_bo->oa_config = i915_oa_config_get(oa_config);
2272         llist_add(&oa_bo->node, &stream->oa_config_bos);
2273
2274 out_ww:
2275         if (err == -EDEADLK) {
2276                 err = i915_gem_ww_ctx_backoff(&ww);
2277                 if (!err)
2278                         goto retry;
2279         }
2280         i915_gem_ww_ctx_fini(&ww);
2281
2282         if (err)
2283                 i915_gem_object_put(obj);
2284 err_free:
2285         if (err) {
2286                 kfree(oa_bo);
2287                 return ERR_PTR(err);
2288         }
2289         return oa_bo;
2290 }
2291
2292 static struct i915_vma *
2293 get_oa_vma(struct i915_perf_stream *stream, struct i915_oa_config *oa_config)
2294 {
2295         struct i915_oa_config_bo *oa_bo;
2296
2297         /*
2298          * Look for the buffer in the already allocated BOs attached
2299          * to the stream.
2300          */
2301         llist_for_each_entry(oa_bo, stream->oa_config_bos.first, node) {
2302                 if (oa_bo->oa_config == oa_config &&
2303                     memcmp(oa_bo->oa_config->uuid,
2304                            oa_config->uuid,
2305                            sizeof(oa_config->uuid)) == 0)
2306                         goto out;
2307         }
2308
2309         oa_bo = alloc_oa_config_buffer(stream, oa_config);
2310         if (IS_ERR(oa_bo))
2311                 return ERR_CAST(oa_bo);
2312
2313 out:
2314         return i915_vma_get(oa_bo->vma);
2315 }
2316
2317 static int
2318 emit_oa_config(struct i915_perf_stream *stream,
2319                struct i915_oa_config *oa_config,
2320                struct intel_context *ce,
2321                struct i915_active *active)
2322 {
2323         struct i915_request *rq;
2324         struct i915_vma *vma;
2325         struct i915_gem_ww_ctx ww;
2326         int err;
2327
2328         vma = get_oa_vma(stream, oa_config);
2329         if (IS_ERR(vma))
2330                 return PTR_ERR(vma);
2331
2332         i915_gem_ww_ctx_init(&ww, true);
2333 retry:
2334         err = i915_gem_object_lock(vma->obj, &ww);
2335         if (err)
2336                 goto err;
2337
2338         err = i915_vma_pin_ww(vma, &ww, 0, 0, PIN_GLOBAL | PIN_HIGH);
2339         if (err)
2340                 goto err;
2341
2342         intel_engine_pm_get(ce->engine);
2343         rq = i915_request_create(ce);
2344         intel_engine_pm_put(ce->engine);
2345         if (IS_ERR(rq)) {
2346                 err = PTR_ERR(rq);
2347                 goto err_vma_unpin;
2348         }
2349
2350         if (!IS_ERR_OR_NULL(active)) {
2351                 /* After all individual context modifications */
2352                 err = i915_request_await_active(rq, active,
2353                                                 I915_ACTIVE_AWAIT_ACTIVE);
2354                 if (err)
2355                         goto err_add_request;
2356
2357                 err = i915_active_add_request(active, rq);
2358                 if (err)
2359                         goto err_add_request;
2360         }
2361
2362         err = i915_vma_move_to_active(vma, rq, 0);
2363         if (err)
2364                 goto err_add_request;
2365
2366         err = rq->engine->emit_bb_start(rq,
2367                                         i915_vma_offset(vma), 0,
2368                                         I915_DISPATCH_SECURE);
2369         if (err)
2370                 goto err_add_request;
2371
2372 err_add_request:
2373         i915_request_add(rq);
2374 err_vma_unpin:
2375         i915_vma_unpin(vma);
2376 err:
2377         if (err == -EDEADLK) {
2378                 err = i915_gem_ww_ctx_backoff(&ww);
2379                 if (!err)
2380                         goto retry;
2381         }
2382
2383         i915_gem_ww_ctx_fini(&ww);
2384         i915_vma_put(vma);
2385         return err;
2386 }
2387
2388 static struct intel_context *oa_context(struct i915_perf_stream *stream)
2389 {
2390         return stream->pinned_ctx ?: stream->engine->kernel_context;
2391 }
2392
2393 static int
2394 hsw_enable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream,
2395                       struct i915_active *active)
2396 {
2397         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2398
2399         /*
2400          * PRM:
2401          *
2402          * OA unit is using “crclk” for its functionality. When trunk
2403          * level clock gating takes place, OA clock would be gated,
2404          * unable to count the events from non-render clock domain.
2405          * Render clock gating must be disabled when OA is enabled to
2406          * count the events from non-render domain. Unit level clock
2407          * gating for RCS should also be disabled.
2408          */
2409         intel_uncore_rmw(uncore, GEN7_MISCCPCTL,
2410                          GEN7_DOP_CLOCK_GATE_ENABLE, 0);
2411         intel_uncore_rmw(uncore, GEN6_UCGCTL1,
2412                          0, GEN6_CSUNIT_CLOCK_GATE_DISABLE);
2413
2414         return emit_oa_config(stream,
2415                               stream->oa_config, oa_context(stream),
2416                               active);
2417 }
2418
2419 static void hsw_disable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2420 {
2421         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2422
2423         intel_uncore_rmw(uncore, GEN6_UCGCTL1,
2424                          GEN6_CSUNIT_CLOCK_GATE_DISABLE, 0);
2425         intel_uncore_rmw(uncore, GEN7_MISCCPCTL,
2426                          0, GEN7_DOP_CLOCK_GATE_ENABLE);
2427
2428         intel_uncore_rmw(uncore, GDT_CHICKEN_BITS, GT_NOA_ENABLE, 0);
2429 }
2430
2431 static u32 oa_config_flex_reg(const struct i915_oa_config *oa_config,
2432                               i915_reg_t reg)
2433 {
2434         u32 mmio = i915_mmio_reg_offset(reg);
2435         int i;
2436
2437         /*
2438          * This arbitrary default will select the 'EU FPU0 Pipeline
2439          * Active' event. In the future it's anticipated that there
2440          * will be an explicit 'No Event' we can select, but not yet...
2441          */
2442         if (!oa_config)
2443                 return 0;
2444
2445         for (i = 0; i < oa_config->flex_regs_len; i++) {
2446                 if (i915_mmio_reg_offset(oa_config->flex_regs[i].addr) == mmio)
2447                         return oa_config->flex_regs[i].value;
2448         }
2449
2450         return 0;
2451 }
2452 /*
2453  * NB: It must always remain pointer safe to run this even if the OA unit
2454  * has been disabled.
2455  *
2456  * It's fine to put out-of-date values into these per-context registers
2457  * in the case that the OA unit has been disabled.
2458  */
2459 static void
2460 gen8_update_reg_state_unlocked(const struct intel_context *ce,
2461                                const struct i915_perf_stream *stream)
2462 {
2463         u32 ctx_oactxctrl = stream->perf->ctx_oactxctrl_offset;
2464         u32 ctx_flexeu0 = stream->perf->ctx_flexeu0_offset;
2465         /* The MMIO offsets for Flex EU registers aren't contiguous */
2466         static const i915_reg_t flex_regs[] = {
2467                 EU_PERF_CNTL0,
2468                 EU_PERF_CNTL1,
2469                 EU_PERF_CNTL2,
2470                 EU_PERF_CNTL3,
2471                 EU_PERF_CNTL4,
2472                 EU_PERF_CNTL5,
2473                 EU_PERF_CNTL6,
2474         };
2475         u32 *reg_state = ce->lrc_reg_state;
2476         int i;
2477
2478         reg_state[ctx_oactxctrl + 1] =
2479                 (stream->period_exponent << GEN8_OA_TIMER_PERIOD_SHIFT) |
2480                 (stream->periodic ? GEN8_OA_TIMER_ENABLE : 0) |
2481                 GEN8_OA_COUNTER_RESUME;
2482
2483         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(flex_regs); i++)
2484                 reg_state[ctx_flexeu0 + i * 2 + 1] =
2485                         oa_config_flex_reg(stream->oa_config, flex_regs[i]);
2486 }
2487
2488 struct flex {
2489         i915_reg_t reg;
2490         u32 offset;
2491         u32 value;
2492 };
2493
2494 static int
2495 gen8_store_flex(struct i915_request *rq,
2496                 struct intel_context *ce,
2497                 const struct flex *flex, unsigned int count)
2498 {
2499         u32 offset;
2500         u32 *cs;
2501
2502         cs = intel_ring_begin(rq, 4 * count);
2503         if (IS_ERR(cs))
2504                 return PTR_ERR(cs);
2505
2506         offset = i915_ggtt_offset(ce->state) + LRC_STATE_OFFSET;
2507         do {
2508                 *cs++ = MI_STORE_DWORD_IMM_GEN4 | MI_USE_GGTT;
2509                 *cs++ = offset + flex->offset * sizeof(u32);
2510                 *cs++ = 0;
2511                 *cs++ = flex->value;
2512         } while (flex++, --count);
2513
2514         intel_ring_advance(rq, cs);
2515
2516         return 0;
2517 }
2518
2519 static int
2520 gen8_load_flex(struct i915_request *rq,
2521                struct intel_context *ce,
2522                const struct flex *flex, unsigned int count)
2523 {
2524         u32 *cs;
2525
2526         GEM_BUG_ON(!count || count > 63);
2527
2528         cs = intel_ring_begin(rq, 2 * count + 2);
2529         if (IS_ERR(cs))
2530                 return PTR_ERR(cs);
2531
2532         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(count);
2533         do {
2534                 *cs++ = i915_mmio_reg_offset(flex->reg);
2535                 *cs++ = flex->value;
2536         } while (flex++, --count);
2537         *cs++ = MI_NOOP;
2538
2539         intel_ring_advance(rq, cs);
2540
2541         return 0;
2542 }
2543
2544 static int gen8_modify_context(struct intel_context *ce,
2545                                const struct flex *flex, unsigned int count)
2546 {
2547         struct i915_request *rq;
2548         int err;
2549
2550         rq = intel_engine_create_kernel_request(ce->engine);
2551         if (IS_ERR(rq))
2552                 return PTR_ERR(rq);
2553
2554         /* Serialise with the remote context */
2555         err = intel_context_prepare_remote_request(ce, rq);
2556         if (err == 0)
2557                 err = gen8_store_flex(rq, ce, flex, count);
2558
2559         i915_request_add(rq);
2560         return err;
2561 }
2562
2563 static int
2564 gen8_modify_self(struct intel_context *ce,
2565                  const struct flex *flex, unsigned int count,
2566                  struct i915_active *active)
2567 {
2568         struct i915_request *rq;
2569         int err;
2570
2571         intel_engine_pm_get(ce->engine);
2572         rq = i915_request_create(ce);
2573         intel_engine_pm_put(ce->engine);
2574         if (IS_ERR(rq))
2575                 return PTR_ERR(rq);
2576
2577         if (!IS_ERR_OR_NULL(active)) {
2578                 err = i915_active_add_request(active, rq);
2579                 if (err)
2580                         goto err_add_request;
2581         }
2582
2583         err = gen8_load_flex(rq, ce, flex, count);
2584         if (err)
2585                 goto err_add_request;
2586
2587 err_add_request:
2588         i915_request_add(rq);
2589         return err;
2590 }
2591
2592 static int gen8_configure_context(struct i915_perf_stream *stream,
2593                                   struct i915_gem_context *ctx,
2594                                   struct flex *flex, unsigned int count)
2595 {
2596         struct i915_gem_engines_iter it;
2597         struct intel_context *ce;
2598         int err = 0;
2599
2600         for_each_gem_engine(ce, i915_gem_context_lock_engines(ctx), it) {
2601                 GEM_BUG_ON(ce == ce->engine->kernel_context);
2602
2603                 if (ce->engine->class != RENDER_CLASS)
2604                         continue;
2605
2606                 /* Otherwise OA settings will be set upon first use */
2607                 if (!intel_context_pin_if_active(ce))
2608                         continue;
2609
2610                 flex->value = intel_sseu_make_rpcs(ce->engine->gt, &ce->sseu);
2611                 err = gen8_modify_context(ce, flex, count);
2612
2613                 intel_context_unpin(ce);
2614                 if (err)
2615                         break;
2616         }
2617         i915_gem_context_unlock_engines(ctx);
2618
2619         return err;
2620 }
2621
2622 static int gen12_configure_oar_context(struct i915_perf_stream *stream,
2623                                        struct i915_active *active)
2624 {
2625         int err;
2626         struct intel_context *ce = stream->pinned_ctx;
2627         u32 format = stream->oa_buffer.format->format;
2628         u32 offset = stream->perf->ctx_oactxctrl_offset;
2629         struct flex regs_context[] = {
2630                 {
2631                         GEN8_OACTXCONTROL,
2632                         offset + 1,
2633                         active ? GEN8_OA_COUNTER_RESUME : 0,
2634                 },
2635         };
2636         /* Offsets in regs_lri are not used since this configuration is only
2637          * applied using LRI. Initialize the correct offsets for posterity.
2638          */
2639 #define GEN12_OAR_OACONTROL_OFFSET 0x5B0
2640         struct flex regs_lri[] = {
2641                 {
2642                         GEN12_OAR_OACONTROL,
2643                         GEN12_OAR_OACONTROL_OFFSET + 1,
2644                         (format << GEN12_OAR_OACONTROL_COUNTER_FORMAT_SHIFT) |
2645                         (active ? GEN12_OAR_OACONTROL_COUNTER_ENABLE : 0)
2646                 },
2647                 {
2648                         RING_CONTEXT_CONTROL(ce->engine->mmio_base),
2649                         CTX_CONTEXT_CONTROL,
2650                         _MASKED_FIELD(GEN12_CTX_CTRL_OAR_CONTEXT_ENABLE,
2651                                       active ?
2652                                       GEN12_CTX_CTRL_OAR_CONTEXT_ENABLE :
2653                                       0)
2654                 },
2655         };
2656
2657         /* Modify the context image of pinned context with regs_context */
2658         err = intel_context_lock_pinned(ce);
2659         if (err)
2660                 return err;
2661
2662         err = gen8_modify_context(ce, regs_context,
2663                                   ARRAY_SIZE(regs_context));
2664         intel_context_unlock_pinned(ce);
2665         if (err)
2666                 return err;
2667
2668         /* Apply regs_lri using LRI with pinned context */
2669         return gen8_modify_self(ce, regs_lri, ARRAY_SIZE(regs_lri), active);
2670 }
2671
2672 /*
2673  * Manages updating the per-context aspects of the OA stream
2674  * configuration across all contexts.
2675  *
2676  * The awkward consideration here is that OACTXCONTROL controls the
2677  * exponent for periodic sampling which is primarily used for system
2678  * wide profiling where we'd like a consistent sampling period even in
2679  * the face of context switches.
2680  *
2681  * Our approach of updating the register state context (as opposed to
2682  * say using a workaround batch buffer) ensures that the hardware
2683  * won't automatically reload an out-of-date timer exponent even
2684  * transiently before a WA BB could be parsed.
2685  *
2686  * This function needs to:
2687  * - Ensure the currently running context's per-context OA state is
2688  *   updated
2689  * - Ensure that all existing contexts will have the correct per-context
2690  *   OA state if they are scheduled for use.
2691  * - Ensure any new contexts will be initialized with the correct
2692  *   per-context OA state.
2693  *
2694  * Note: it's only the RCS/Render context that has any OA state.
2695  * Note: the first flex register passed must always be R_PWR_CLK_STATE
2696  */
2697 static int
2698 oa_configure_all_contexts(struct i915_perf_stream *stream,
2699                           struct flex *regs,
2700                           size_t num_regs,
2701                           struct i915_active *active)
2702 {
2703         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
2704         struct intel_engine_cs *engine;
2705         struct intel_gt *gt = stream->engine->gt;
2706         struct i915_gem_context *ctx, *cn;
2707         int err;
2708
2709         lockdep_assert_held(&gt->perf.lock);
2710
2711         /*
2712          * The OA register config is setup through the context image. This image
2713          * might be written to by the GPU on context switch (in particular on
2714          * lite-restore). This means we can't safely update a context's image,
2715          * if this context is scheduled/submitted to run on the GPU.
2716          *
2717          * We could emit the OA register config through the batch buffer but
2718          * this might leave small interval of time where the OA unit is
2719          * configured at an invalid sampling period.
2720          *
2721          * Note that since we emit all requests from a single ring, there
2722          * is still an implicit global barrier here that may cause a high
2723          * priority context to wait for an otherwise independent low priority
2724          * context. Contexts idle at the time of reconfiguration are not
2725          * trapped behind the barrier.
2726          */
2727         spin_lock(&i915->gem.contexts.lock);
2728         list_for_each_entry_safe(ctx, cn, &i915->gem.contexts.list, link) {
2729                 if (!kref_get_unless_zero(&ctx->ref))
2730                         continue;
2731
2732                 spin_unlock(&i915->gem.contexts.lock);
2733
2734                 err = gen8_configure_context(stream, ctx, regs, num_regs);
2735                 if (err) {
2736                         i915_gem_context_put(ctx);
2737                         return err;
2738                 }
2739
2740                 spin_lock(&i915->gem.contexts.lock);
2741                 list_safe_reset_next(ctx, cn, link);
2742                 i915_gem_context_put(ctx);
2743         }
2744         spin_unlock(&i915->gem.contexts.lock);
2745
2746         /*
2747          * After updating all other contexts, we need to modify ourselves.
2748          * If we don't modify the kernel_context, we do not get events while
2749          * idle.
2750          */
2751         for_each_uabi_engine(engine, i915) {
2752                 struct intel_context *ce = engine->kernel_context;
2753
2754                 if (engine->class != RENDER_CLASS)
2755                         continue;
2756
2757                 regs[0].value = intel_sseu_make_rpcs(engine->gt, &ce->sseu);
2758
2759                 err = gen8_modify_self(ce, regs, num_regs, active);
2760                 if (err)
2761                         return err;
2762         }
2763
2764         return 0;
2765 }
2766
2767 static int
2768 gen12_configure_all_contexts(struct i915_perf_stream *stream,
2769                              const struct i915_oa_config *oa_config,
2770                              struct i915_active *active)
2771 {
2772         struct flex regs[] = {
2773                 {
2774                         GEN8_R_PWR_CLK_STATE(RENDER_RING_BASE),
2775                         CTX_R_PWR_CLK_STATE,
2776                 },
2777         };
2778
2779         if (stream->engine->class != RENDER_CLASS)
2780                 return 0;
2781
2782         return oa_configure_all_contexts(stream,
2783                                          regs, ARRAY_SIZE(regs),
2784                                          active);
2785 }
2786
2787 static int
2788 lrc_configure_all_contexts(struct i915_perf_stream *stream,
2789                            const struct i915_oa_config *oa_config,
2790                            struct i915_active *active)
2791 {
2792         u32 ctx_oactxctrl = stream->perf->ctx_oactxctrl_offset;
2793         /* The MMIO offsets for Flex EU registers aren't contiguous */
2794         const u32 ctx_flexeu0 = stream->perf->ctx_flexeu0_offset;
2795 #define ctx_flexeuN(N) (ctx_flexeu0 + 2 * (N) + 1)
2796         struct flex regs[] = {
2797                 {
2798                         GEN8_R_PWR_CLK_STATE(RENDER_RING_BASE),
2799                         CTX_R_PWR_CLK_STATE,
2800                 },
2801                 {
2802                         GEN8_OACTXCONTROL,
2803                         ctx_oactxctrl + 1,
2804                 },
2805                 { EU_PERF_CNTL0, ctx_flexeuN(0) },
2806                 { EU_PERF_CNTL1, ctx_flexeuN(1) },
2807                 { EU_PERF_CNTL2, ctx_flexeuN(2) },
2808                 { EU_PERF_CNTL3, ctx_flexeuN(3) },
2809                 { EU_PERF_CNTL4, ctx_flexeuN(4) },
2810                 { EU_PERF_CNTL5, ctx_flexeuN(5) },
2811                 { EU_PERF_CNTL6, ctx_flexeuN(6) },
2812         };
2813 #undef ctx_flexeuN
2814         int i;
2815
2816         regs[1].value =
2817                 (stream->period_exponent << GEN8_OA_TIMER_PERIOD_SHIFT) |
2818                 (stream->periodic ? GEN8_OA_TIMER_ENABLE : 0) |
2819                 GEN8_OA_COUNTER_RESUME;
2820
2821         for (i = 2; i < ARRAY_SIZE(regs); i++)
2822                 regs[i].value = oa_config_flex_reg(oa_config, regs[i].reg);
2823
2824         return oa_configure_all_contexts(stream,
2825                                          regs, ARRAY_SIZE(regs),
2826                                          active);
2827 }
2828
2829 static int
2830 gen8_enable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream,
2831                        struct i915_active *active)
2832 {
2833         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2834         struct i915_oa_config *oa_config = stream->oa_config;
2835         int ret;
2836
2837         /*
2838          * We disable slice/unslice clock ratio change reports on SKL since
2839          * they are too noisy. The HW generates a lot of redundant reports
2840          * where the ratio hasn't really changed causing a lot of redundant
2841          * work to processes and increasing the chances we'll hit buffer
2842          * overruns.
2843          *
2844          * Although we don't currently use the 'disable overrun' OABUFFER
2845          * feature it's worth noting that clock ratio reports have to be
2846          * disabled before considering to use that feature since the HW doesn't
2847          * correctly block these reports.
2848          *
2849          * Currently none of the high-level metrics we have depend on knowing
2850          * this ratio to normalize.
2851          *
2852          * Note: This register is not power context saved and restored, but
2853          * that's OK considering that we disable RC6 while the OA unit is
2854          * enabled.
2855          *
2856          * The _INCLUDE_CLK_RATIO bit allows the slice/unslice frequency to
2857          * be read back from automatically triggered reports, as part of the
2858          * RPT_ID field.
2859          */
2860         if (IS_GRAPHICS_VER(stream->perf->i915, 9, 11)) {
2861                 intel_uncore_write(uncore, GEN8_OA_DEBUG,
2862                                    _MASKED_BIT_ENABLE(GEN9_OA_DEBUG_DISABLE_CLK_RATIO_REPORTS |
2863                                                       GEN9_OA_DEBUG_INCLUDE_CLK_RATIO));
2864         }
2865
2866         /*
2867          * Update all contexts prior writing the mux configurations as we need
2868          * to make sure all slices/subslices are ON before writing to NOA
2869          * registers.
2870          */
2871         ret = lrc_configure_all_contexts(stream, oa_config, active);
2872         if (ret)
2873                 return ret;
2874
2875         return emit_oa_config(stream,
2876                               stream->oa_config, oa_context(stream),
2877                               active);
2878 }
2879
2880 static u32 oag_report_ctx_switches(const struct i915_perf_stream *stream)
2881 {
2882         return _MASKED_FIELD(GEN12_OAG_OA_DEBUG_DISABLE_CTX_SWITCH_REPORTS,
2883                              (stream->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT) ?
2884                              0 : GEN12_OAG_OA_DEBUG_DISABLE_CTX_SWITCH_REPORTS);
2885 }
2886
2887 static int
2888 gen12_enable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream,
2889                         struct i915_active *active)
2890 {
2891         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
2892         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2893         struct i915_oa_config *oa_config = stream->oa_config;
2894         bool periodic = stream->periodic;
2895         u32 period_exponent = stream->period_exponent;
2896         u32 sqcnt1;
2897         int ret;
2898
2899         /*
2900          * Wa_1508761755:xehpsdv, dg2
2901          * EU NOA signals behave incorrectly if EU clock gating is enabled.
2902          * Disable thread stall DOP gating and EU DOP gating.
2903          */
2904         if (IS_XEHPSDV(i915) || IS_DG2(i915)) {
2905                 intel_gt_mcr_multicast_write(uncore->gt, GEN8_ROW_CHICKEN,
2906                                              _MASKED_BIT_ENABLE(STALL_DOP_GATING_DISABLE));
2907                 intel_uncore_write(uncore, GEN7_ROW_CHICKEN2,
2908                                    _MASKED_BIT_ENABLE(GEN12_DISABLE_DOP_GATING));
2909         }
2910
2911         intel_uncore_write(uncore, __oa_regs(stream)->oa_debug,
2912                            /* Disable clk ratio reports, like previous Gens. */
2913                            _MASKED_BIT_ENABLE(GEN12_OAG_OA_DEBUG_DISABLE_CLK_RATIO_REPORTS |
2914                                               GEN12_OAG_OA_DEBUG_INCLUDE_CLK_RATIO) |
2915                            /*
2916                             * If the user didn't require OA reports, instruct
2917                             * the hardware not to emit ctx switch reports.
2918                             */
2919                            oag_report_ctx_switches(stream));
2920
2921         intel_uncore_write(uncore, __oa_regs(stream)->oa_ctx_ctrl, periodic ?
2922                            (GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL_COUNTER_RESUME |
2923                             GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL_TIMER_ENABLE |
2924                             (period_exponent << GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL_TIMER_PERIOD_SHIFT))
2925                             : 0);
2926
2927         /*
2928          * Initialize Super Queue Internal Cnt Register
2929          * Set PMON Enable in order to collect valid metrics.
2930          * Enable byets per clock reporting in OA for XEHPSDV onward.
2931          */
2932         sqcnt1 = GEN12_SQCNT1_PMON_ENABLE |
2933                  (HAS_OA_BPC_REPORTING(i915) ? GEN12_SQCNT1_OABPC : 0);
2934
2935         intel_uncore_rmw(uncore, GEN12_SQCNT1, 0, sqcnt1);
2936
2937         /*
2938          * Update all contexts prior writing the mux configurations as we need
2939          * to make sure all slices/subslices are ON before writing to NOA
2940          * registers.
2941          */
2942         ret = gen12_configure_all_contexts(stream, oa_config, active);
2943         if (ret)
2944                 return ret;
2945
2946         /*
2947          * For Gen12, performance counters are context
2948          * saved/restored. Only enable it for the context that
2949          * requested this.
2950          */
2951         if (stream->ctx) {
2952                 ret = gen12_configure_oar_context(stream, active);
2953                 if (ret)
2954                         return ret;
2955         }
2956
2957         return emit_oa_config(stream,
2958                               stream->oa_config, oa_context(stream),
2959                               active);
2960 }
2961
2962 static void gen8_disable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2963 {
2964         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2965
2966         /* Reset all contexts' slices/subslices configurations. */
2967         lrc_configure_all_contexts(stream, NULL, NULL);
2968
2969         intel_uncore_rmw(uncore, GDT_CHICKEN_BITS, GT_NOA_ENABLE, 0);
2970 }
2971
2972 static void gen11_disable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2973 {
2974         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2975
2976         /* Reset all contexts' slices/subslices configurations. */
2977         lrc_configure_all_contexts(stream, NULL, NULL);
2978
2979         /* Make sure we disable noa to save power. */
2980         intel_uncore_rmw(uncore, RPM_CONFIG1, GEN10_GT_NOA_ENABLE, 0);
2981 }
2982
2983 static void gen12_disable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2984 {
2985         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2986         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
2987         u32 sqcnt1;
2988
2989         /*
2990          * Wa_1508761755:xehpsdv, dg2
2991          * Enable thread stall DOP gating and EU DOP gating.
2992          */
2993         if (IS_XEHPSDV(i915) || IS_DG2(i915)) {
2994                 intel_gt_mcr_multicast_write(uncore->gt, GEN8_ROW_CHICKEN,
2995                                              _MASKED_BIT_DISABLE(STALL_DOP_GATING_DISABLE));
2996                 intel_uncore_write(uncore, GEN7_ROW_CHICKEN2,
2997                                    _MASKED_BIT_DISABLE(GEN12_DISABLE_DOP_GATING));
2998         }
2999
3000         /* Reset all contexts' slices/subslices configurations. */
3001         gen12_configure_all_contexts(stream, NULL, NULL);
3002
3003         /* disable the context save/restore or OAR counters */
3004         if (stream->ctx)
3005                 gen12_configure_oar_context(stream, NULL);
3006
3007         /* Make sure we disable noa to save power. */
3008         intel_uncore_rmw(uncore, RPM_CONFIG1, GEN10_GT_NOA_ENABLE, 0);
3009
3010         sqcnt1 = GEN12_SQCNT1_PMON_ENABLE |
3011                  (HAS_OA_BPC_REPORTING(i915) ? GEN12_SQCNT1_OABPC : 0);
3012
3013         /* Reset PMON Enable to save power. */
3014         intel_uncore_rmw(uncore, GEN12_SQCNT1, sqcnt1, 0);
3015 }
3016
3017 static void gen7_oa_enable(struct i915_perf_stream *stream)
3018 {
3019         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
3020         struct i915_gem_context *ctx = stream->ctx;
3021         u32 ctx_id = stream->specific_ctx_id;
3022         bool periodic = stream->periodic;
3023         u32 period_exponent = stream->period_exponent;
3024         u32 report_format = stream->oa_buffer.format->format;
3025
3026         /*
3027          * Reset buf pointers so we don't forward reports from before now.
3028          *
3029          * Think carefully if considering trying to avoid this, since it
3030          * also ensures status flags and the buffer itself are cleared
3031          * in error paths, and we have checks for invalid reports based
3032          * on the assumption that certain fields are written to zeroed
3033          * memory which this helps maintains.
3034          */
3035         gen7_init_oa_buffer(stream);
3036
3037         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OACONTROL,
3038                            (ctx_id & GEN7_OACONTROL_CTX_MASK) |
3039                            (period_exponent <<
3040                             GEN7_OACONTROL_TIMER_PERIOD_SHIFT) |
3041                            (periodic ? GEN7_OACONTROL_TIMER_ENABLE : 0) |
3042                            (report_format << GEN7_OACONTROL_FORMAT_SHIFT) |
3043                            (ctx ? GEN7_OACONTROL_PER_CTX_ENABLE : 0) |
3044                            GEN7_OACONTROL_ENABLE);
3045 }
3046
3047 static void gen8_oa_enable(struct i915_perf_stream *stream)
3048 {
3049         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
3050         u32 report_format = stream->oa_buffer.format->format;
3051
3052         /*
3053          * Reset buf pointers so we don't forward reports from before now.
3054          *
3055          * Think carefully if considering trying to avoid this, since it
3056          * also ensures status flags and the buffer itself are cleared
3057          * in error paths, and we have checks for invalid reports based
3058          * on the assumption that certain fields are written to zeroed
3059          * memory which this helps maintains.
3060          */
3061         gen8_init_oa_buffer(stream);
3062
3063         /*
3064          * Note: we don't rely on the hardware to perform single context
3065          * filtering and instead filter on the cpu based on the context-id
3066          * field of reports
3067          */
3068         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OACONTROL,
3069                            (report_format << GEN8_OA_REPORT_FORMAT_SHIFT) |
3070                            GEN8_OA_COUNTER_ENABLE);
3071 }
3072
3073 static void gen12_oa_enable(struct i915_perf_stream *stream)
3074 {
3075         const struct i915_perf_regs *regs;
3076         u32 val;
3077
3078         /*
3079          * If we don't want OA reports from the OA buffer, then we don't even
3080          * need to program the OAG unit.
3081          */
3082         if (!(stream->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT))
3083                 return;
3084
3085         gen12_init_oa_buffer(stream);
3086
3087         regs = __oa_regs(stream);
3088         val = (stream->oa_buffer.format->format << regs->oa_ctrl_counter_format_shift) |
3089               GEN12_OAG_OACONTROL_OA_COUNTER_ENABLE;
3090
3091         intel_uncore_write(stream->uncore, regs->oa_ctrl, val);
3092 }
3093
3094 /**
3095  * i915_oa_stream_enable - handle `I915_PERF_IOCTL_ENABLE` for OA stream
3096  * @stream: An i915 perf stream opened for OA metrics
3097  *
3098  * [Re]enables hardware periodic sampling according to the period configured
3099  * when opening the stream. This also starts a hrtimer that will periodically
3100  * check for data in the circular OA buffer for notifying userspace (e.g.
3101  * during a read() or poll()).
3102  */
3103 static void i915_oa_stream_enable(struct i915_perf_stream *stream)
3104 {
3105         stream->pollin = false;
3106
3107         stream->perf->ops.oa_enable(stream);
3108
3109         if (stream->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT)
3110                 hrtimer_start(&stream->poll_check_timer,
3111                               ns_to_ktime(stream->poll_oa_period),
3112                               HRTIMER_MODE_REL_PINNED);
3113 }
3114
3115 static void gen7_oa_disable(struct i915_perf_stream *stream)
3116 {
3117         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
3118
3119         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OACONTROL, 0);
3120         if (intel_wait_for_register(uncore,
3121                                     GEN7_OACONTROL, GEN7_OACONTROL_ENABLE, 0,
3122                                     50))
3123                 drm_err(&stream->perf->i915->drm,
3124                         "wait for OA to be disabled timed out\n");
3125 }
3126
3127 static void gen8_oa_disable(struct i915_perf_stream *stream)
3128 {
3129         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
3130
3131         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OACONTROL, 0);
3132         if (intel_wait_for_register(uncore,
3133                                     GEN8_OACONTROL, GEN8_OA_COUNTER_ENABLE, 0,
3134                                     50))
3135                 drm_err(&stream->perf->i915->drm,
3136                         "wait for OA to be disabled timed out\n");
3137 }
3138
3139 static void gen12_oa_disable(struct i915_perf_stream *stream)
3140 {
3141         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
3142
3143         intel_uncore_write(uncore, __oa_regs(stream)->oa_ctrl, 0);
3144         if (intel_wait_for_register(uncore,
3145                                     __oa_regs(stream)->oa_ctrl,
3146                                     GEN12_OAG_OACONTROL_OA_COUNTER_ENABLE, 0,
3147                                     50))
3148                 drm_err(&stream->perf->i915->drm,
3149                         "wait for OA to be disabled timed out\n");
3150
3151         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OA_TLB_INV_CR, 1);
3152         if (intel_wait_for_register(uncore,
3153                                     GEN12_OA_TLB_INV_CR,
3154                                     1, 0,
3155                                     50))
3156                 drm_err(&stream->perf->i915->drm,
3157                         "wait for OA tlb invalidate timed out\n");
3158 }
3159
3160 /**
3161  * i915_oa_stream_disable - handle `I915_PERF_IOCTL_DISABLE` for OA stream
3162  * @stream: An i915 perf stream opened for OA metrics
3163  *
3164  * Stops the OA unit from periodically writing counter reports into the
3165  * circular OA buffer. This also stops the hrtimer that periodically checks for
3166  * data in the circular OA buffer, for notifying userspace.
3167  */
3168 static void i915_oa_stream_disable(struct i915_perf_stream *stream)
3169 {
3170         stream->perf->ops.oa_disable(stream);
3171
3172         if (stream->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT)
3173                 hrtimer_cancel(&stream->poll_check_timer);
3174 }
3175
3176 static const struct i915_perf_stream_ops i915_oa_stream_ops = {
3177         .destroy = i915_oa_stream_destroy,
3178         .enable = i915_oa_stream_enable,
3179         .disable = i915_oa_stream_disable,
3180         .wait_unlocked = i915_oa_wait_unlocked,
3181         .poll_wait = i915_oa_poll_wait,
3182         .read = i915_oa_read,
3183 };
3184
3185 static int i915_perf_stream_enable_sync(struct i915_perf_stream *stream)
3186 {
3187         struct i915_active *active;
3188         int err;
3189
3190         active = i915_active_create();
3191         if (!active)
3192                 return -ENOMEM;
3193
3194         err = stream->perf->ops.enable_metric_set(stream, active);
3195         if (err == 0)
3196                 __i915_active_wait(active, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3197
3198         i915_active_put(active);
3199         return err;
3200 }
3201
3202 static void
3203 get_default_sseu_config(struct intel_sseu *out_sseu,
3204                         struct intel_engine_cs *engine)
3205 {
3206         const struct sseu_dev_info *devinfo_sseu = &engine->gt->info.sseu;
3207
3208         *out_sseu = intel_sseu_from_device_info(devinfo_sseu);
3209
3210         if (GRAPHICS_VER(engine->i915) == 11) {
3211                 /*
3212                  * We only need subslice count so it doesn't matter which ones
3213                  * we select - just turn off low bits in the amount of half of
3214                  * all available subslices per slice.
3215                  */
3216                 out_sseu->subslice_mask =
3217                         ~(~0 << (hweight8(out_sseu->subslice_mask) / 2));
3218                 out_sseu->slice_mask = 0x1;
3219         }
3220 }
3221
3222 static int
3223 get_sseu_config(struct intel_sseu *out_sseu,
3224                 struct intel_engine_cs *engine,
3225                 const struct drm_i915_gem_context_param_sseu *drm_sseu)
3226 {
3227         if (drm_sseu->engine.engine_class != engine->uabi_class ||
3228             drm_sseu->engine.engine_instance != engine->uabi_instance)
3229                 return -EINVAL;
3230
3231         return i915_gem_user_to_context_sseu(engine->gt, drm_sseu, out_sseu);
3232 }
3233
3234 /*
3235  * OA timestamp frequency = CS timestamp frequency in most platforms. On some
3236  * platforms OA unit ignores the CTC_SHIFT and the 2 timestamps differ. In such
3237  * cases, return the adjusted CS timestamp frequency to the user.
3238  */
3239 u32 i915_perf_oa_timestamp_frequency(struct drm_i915_private *i915)
3240 {
3241         /*
3242          * Wa_18013179988:dg2
3243          * Wa_14015846243:mtl
3244          */
3245         if (IS_DG2(i915) || IS_METEORLAKE(i915)) {
3246                 intel_wakeref_t wakeref;
3247                 u32 reg, shift;
3248
3249                 with_intel_runtime_pm(to_gt(i915)->uncore->rpm, wakeref)
3250                         reg = intel_uncore_read(to_gt(i915)->uncore, RPM_CONFIG0);
3251
3252                 shift = REG_FIELD_GET(GEN10_RPM_CONFIG0_CTC_SHIFT_PARAMETER_MASK,
3253                                       reg);
3254
3255                 return to_gt(i915)->clock_frequency << (3 - shift);
3256         }
3257
3258         return to_gt(i915)->clock_frequency;
3259 }
3260
3261 /**
3262  * i915_oa_stream_init - validate combined props for OA stream and init
3263  * @stream: An i915 perf stream
3264  * @param: The open parameters passed to `DRM_I915_PERF_OPEN`
3265  * @props: The property state that configures stream (individually validated)
3266  *
3267  * While read_properties_unlocked() validates properties in isolation it
3268  * doesn't ensure that the combination necessarily makes sense.
3269  *
3270  * At this point it has been determined that userspace wants a stream of
3271  * OA metrics, but still we need to further validate the combined
3272  * properties are OK.
3273  *
3274  * If the configuration makes sense then we can allocate memory for
3275  * a circular OA buffer and apply the requested metric set configuration.
3276  *
3277  * Returns: zero on success or a negative error code.
3278  */
3279 static int i915_oa_stream_init(struct i915_perf_stream *stream,
3280                                struct drm_i915_perf_open_param *param,
3281                                struct perf_open_properties *props)
3282 {
3283         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
3284         struct i915_perf *perf = stream->perf;
3285         struct i915_perf_group *g;
3286         struct intel_gt *gt;
3287         int ret;
3288
3289         if (!props->engine) {
3290                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3291                         "OA engine not specified\n");
3292                 return -EINVAL;
3293         }
3294         gt = props->engine->gt;
3295         g = props->engine->oa_group;
3296
3297         /*
3298          * If the sysfs metrics/ directory wasn't registered for some
3299          * reason then don't let userspace try their luck with config
3300          * IDs
3301          */
3302         if (!perf->metrics_kobj) {
3303                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3304                         "OA metrics weren't advertised via sysfs\n");
3305                 return -EINVAL;
3306         }
3307
3308         if (!(props->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT) &&
3309             (GRAPHICS_VER(perf->i915) < 12 || !stream->ctx)) {
3310                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3311                         "Only OA report sampling supported\n");
3312                 return -EINVAL;
3313         }
3314
3315         if (!perf->ops.enable_metric_set) {
3316                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3317                         "OA unit not supported\n");
3318                 return -ENODEV;
3319         }
3320
3321         /*
3322          * To avoid the complexity of having to accurately filter
3323          * counter reports and marshal to the appropriate client
3324          * we currently only allow exclusive access
3325          */
3326         if (g->exclusive_stream) {
3327                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3328                         "OA unit already in use\n");
3329                 return -EBUSY;
3330         }
3331
3332         if (!props->oa_format) {
3333                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3334                         "OA report format not specified\n");
3335                 return -EINVAL;
3336         }
3337
3338         stream->engine = props->engine;
3339         stream->uncore = stream->engine->gt->uncore;
3340
3341         stream->sample_size = sizeof(struct drm_i915_perf_record_header);
3342
3343         stream->oa_buffer.format = &perf->oa_formats[props->oa_format];
3344         if (drm_WARN_ON(&i915->drm, stream->oa_buffer.format->size == 0))
3345                 return -EINVAL;
3346
3347         stream->sample_flags = props->sample_flags;
3348         stream->sample_size += stream->oa_buffer.format->size;
3349
3350         stream->hold_preemption = props->hold_preemption;
3351
3352         stream->periodic = props->oa_periodic;
3353         if (stream->periodic)
3354                 stream->period_exponent = props->oa_period_exponent;
3355
3356         if (stream->ctx) {
3357                 ret = oa_get_render_ctx_id(stream);
3358                 if (ret) {
3359                         drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3360                                 "Invalid context id to filter with\n");
3361                         return ret;
3362                 }
3363         }
3364
3365         ret = alloc_noa_wait(stream);
3366         if (ret) {
3367                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3368                         "Unable to allocate NOA wait batch buffer\n");
3369                 goto err_noa_wait_alloc;
3370         }
3371
3372         stream->oa_config = i915_perf_get_oa_config(perf, props->metrics_set);
3373         if (!stream->oa_config) {
3374                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3375                         "Invalid OA config id=%i\n", props->metrics_set);
3376                 ret = -EINVAL;
3377                 goto err_config;
3378         }
3379
3380         /* PRM - observability performance counters:
3381          *
3382          *   OACONTROL, performance counter enable, note:
3383          *
3384          *   "When this bit is set, in order to have coherent counts,
3385          *   RC6 power state and trunk clock gating must be disabled.
3386          *   This can be achieved by programming MMIO registers as
3387          *   0xA094=0 and 0xA090[31]=1"
3388          *
3389          *   In our case we are expecting that taking pm + FORCEWAKE
3390          *   references will effectively disable RC6.
3391          */
3392         intel_engine_pm_get(stream->engine);
3393         intel_uncore_forcewake_get(stream->uncore, FORCEWAKE_ALL);
3394
3395         /*
3396          * Wa_16011777198:dg2: GuC resets render as part of the Wa. This causes
3397          * OA to lose the configuration state. Prevent this by overriding GUCRC
3398          * mode.
3399          */
3400         if (intel_uc_uses_guc_rc(&gt->uc) &&
3401             (IS_DG2_GRAPHICS_STEP(gt->i915, G10, STEP_A0, STEP_C0) ||
3402              IS_DG2_GRAPHICS_STEP(gt->i915, G11, STEP_A0, STEP_B0))) {
3403                 ret = intel_guc_slpc_override_gucrc_mode(&gt->uc.guc.slpc,
3404                                                          SLPC_GUCRC_MODE_GUCRC_NO_RC6);
3405                 if (ret) {
3406                         drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3407                                 "Unable to override gucrc mode\n");
3408                         goto err_gucrc;
3409                 }
3410
3411                 stream->override_gucrc = true;
3412         }
3413
3414         ret = alloc_oa_buffer(stream);
3415         if (ret)
3416                 goto err_oa_buf_alloc;
3417
3418         stream->ops = &i915_oa_stream_ops;
3419
3420         stream->engine->gt->perf.sseu = props->sseu;
3421         WRITE_ONCE(g->exclusive_stream, stream);
3422
3423         ret = i915_perf_stream_enable_sync(stream);
3424         if (ret) {
3425                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3426                         "Unable to enable metric set\n");
3427                 goto err_enable;
3428         }
3429
3430         drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3431                 "opening stream oa config uuid=%s\n",
3432                   stream->oa_config->uuid);
3433
3434         hrtimer_init(&stream->poll_check_timer,
3435                      CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
3436         stream->poll_check_timer.function = oa_poll_check_timer_cb;
3437         init_waitqueue_head(&stream->poll_wq);
3438         spin_lock_init(&stream->oa_buffer.ptr_lock);
3439         mutex_init(&stream->lock);
3440
3441         return 0;
3442
3443 err_enable:
3444         WRITE_ONCE(g->exclusive_stream, NULL);
3445         perf->ops.disable_metric_set(stream);
3446
3447         free_oa_buffer(stream);
3448
3449 err_oa_buf_alloc:
3450         if (stream->override_gucrc)
3451                 intel_guc_slpc_unset_gucrc_mode(&gt->uc.guc.slpc);
3452
3453 err_gucrc:
3454         intel_uncore_forcewake_put(stream->uncore, FORCEWAKE_ALL);
3455         intel_engine_pm_put(stream->engine);
3456
3457         free_oa_configs(stream);
3458
3459 err_config:
3460         free_noa_wait(stream);
3461
3462 err_noa_wait_alloc:
3463         if (stream->ctx)
3464                 oa_put_render_ctx_id(stream);
3465
3466         return ret;
3467 }
3468
3469 void i915_oa_init_reg_state(const struct intel_context *ce,
3470                             const struct intel_engine_cs *engine)
3471 {
3472         struct i915_perf_stream *stream;
3473
3474         if (engine->class != RENDER_CLASS)
3475                 return;
3476
3477         /* perf.exclusive_stream serialised by lrc_configure_all_contexts() */
3478         stream = READ_ONCE(engine->oa_group->exclusive_stream);
3479         if (stream && GRAPHICS_VER(stream->perf->i915) < 12)
3480                 gen8_update_reg_state_unlocked(ce, stream);
3481 }
3482
3483 /**
3484  * i915_perf_read - handles read() FOP for i915 perf stream FDs
3485  * @file: An i915 perf stream file
3486  * @buf: destination buffer given by userspace
3487  * @count: the number of bytes userspace wants to read
3488  * @ppos: (inout) file seek position (unused)
3489  *
3490  * The entry point for handling a read() on a stream file descriptor from
3491  * userspace. Most of the work is left to the i915_perf_read_locked() and
3492  * &i915_perf_stream_ops->read but to save having stream implementations (of
3493  * which we might have multiple later) we handle blocking read here.
3494  *
3495  * We can also consistently treat trying to read from a disabled stream
3496  * as an IO error so implementations can assume the stream is enabled
3497  * while reading.
3498  *
3499  * Returns: The number of bytes copied or a negative error code on failure.
3500  */
3501 static ssize_t i915_perf_read(struct file *file,
3502                               char __user *buf,
3503                               size_t count,
3504                               loff_t *ppos)
3505 {
3506         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
3507         size_t offset = 0;
3508         int ret;
3509
3510         /* To ensure it's handled consistently we simply treat all reads of a
3511          * disabled stream as an error. In particular it might otherwise lead
3512          * to a deadlock for blocking file descriptors...
3513          */
3514         if (!stream->enabled || !(stream->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT))
3515                 return -EIO;
3516
3517         if (!(file->f_flags & O_NONBLOCK)) {
3518                 /* There's the small chance of false positives from
3519                  * stream->ops->wait_unlocked.
3520                  *
3521                  * E.g. with single context filtering since we only wait until
3522                  * oabuffer has >= 1 report we don't immediately know whether
3523                  * any reports really belong to the current context
3524                  */
3525                 do {
3526                         ret = stream->ops->wait_unlocked(stream);
3527                         if (ret)
3528                                 return ret;
3529
3530                         mutex_lock(&stream->lock);
3531                         ret = stream->ops->read(stream, buf, count, &offset);
3532                         mutex_unlock(&stream->lock);
3533                 } while (!offset && !ret);
3534         } else {
3535                 mutex_lock(&stream->lock);
3536                 ret = stream->ops->read(stream, buf, count, &offset);
3537                 mutex_unlock(&stream->lock);
3538         }
3539
3540         /* We allow the poll checking to sometimes report false positive EPOLLIN
3541          * events where we might actually report EAGAIN on read() if there's
3542          * not really any data available. In this situation though we don't
3543          * want to enter a busy loop between poll() reporting a EPOLLIN event
3544          * and read() returning -EAGAIN. Clearing the oa.pollin state here
3545          * effectively ensures we back off until the next hrtimer callback
3546          * before reporting another EPOLLIN event.
3547          * The exception to this is if ops->read() returned -ENOSPC which means
3548          * that more OA data is available than could fit in the user provided
3549          * buffer. In this case we want the next poll() call to not block.
3550          */
3551         if (ret != -ENOSPC)
3552                 stream->pollin = false;
3553
3554         /* Possible values for ret are 0, -EFAULT, -ENOSPC, -EIO, ... */
3555         return offset ?: (ret ?: -EAGAIN);
3556 }
3557
3558 static enum hrtimer_restart oa_poll_check_timer_cb(struct hrtimer *hrtimer)
3559 {
3560         struct i915_perf_stream *stream =
3561                 container_of(hrtimer, typeof(*stream), poll_check_timer);
3562
3563         if (oa_buffer_check_unlocked(stream)) {
3564                 stream->pollin = true;
3565                 wake_up(&stream->poll_wq);
3566         }
3567
3568         hrtimer_forward_now(hrtimer,
3569                             ns_to_ktime(stream->poll_oa_period));
3570
3571         return HRTIMER_RESTART;
3572 }
3573
3574 /**
3575  * i915_perf_poll_locked - poll_wait() with a suitable wait queue for stream
3576  * @stream: An i915 perf stream
3577  * @file: An i915 perf stream file
3578  * @wait: poll() state table
3579  *
3580  * For handling userspace polling on an i915 perf stream, this calls through to
3581  * &i915_perf_stream_ops->poll_wait to call poll_wait() with a wait queue that
3582  * will be woken for new stream data.
3583  *
3584  * Returns: any poll events that are ready without sleeping
3585  */
3586 static __poll_t i915_perf_poll_locked(struct i915_perf_stream *stream,
3587                                       struct file *file,
3588                                       poll_table *wait)
3589 {
3590         __poll_t events = 0;
3591
3592         stream->ops->poll_wait(stream, file, wait);
3593
3594         /* Note: we don't explicitly check whether there's something to read
3595          * here since this path may be very hot depending on what else
3596          * userspace is polling, or on the timeout in use. We rely solely on
3597          * the hrtimer/oa_poll_check_timer_cb to notify us when there are
3598          * samples to read.
3599          */
3600         if (stream->pollin)
3601                 events |= EPOLLIN;
3602
3603         return events;
3604 }
3605
3606 /**
3607  * i915_perf_poll - call poll_wait() with a suitable wait queue for stream
3608  * @file: An i915 perf stream file
3609  * @wait: poll() state table
3610  *
3611  * For handling userspace polling on an i915 perf stream, this ensures
3612  * poll_wait() gets called with a wait queue that will be woken for new stream
3613  * data.
3614  *
3615  * Note: Implementation deferred to i915_perf_poll_locked()
3616  *
3617  * Returns: any poll events that are ready without sleeping
3618  */
3619 static __poll_t i915_perf_poll(struct file *file, poll_table *wait)
3620 {
3621         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
3622         __poll_t ret;
3623
3624         mutex_lock(&stream->lock);
3625         ret = i915_perf_poll_locked(stream, file, wait);
3626         mutex_unlock(&stream->lock);
3627
3628         return ret;
3629 }
3630
3631 /**
3632  * i915_perf_enable_locked - handle `I915_PERF_IOCTL_ENABLE` ioctl
3633  * @stream: A disabled i915 perf stream
3634  *
3635  * [Re]enables the associated capture of data for this stream.
3636  *
3637  * If a stream was previously enabled then there's currently no intention
3638  * to provide userspace any guarantee about the preservation of previously
3639  * buffered data.
3640  */
3641 static void i915_perf_enable_locked(struct i915_perf_stream *stream)
3642 {
3643         if (stream->enabled)
3644                 return;
3645
3646         /* Allow stream->ops->enable() to refer to this */
3647         stream->enabled = true;
3648
3649         if (stream->ops->enable)
3650                 stream->ops->enable(stream);
3651
3652         if (stream->hold_preemption)
3653                 intel_context_set_nopreempt(stream->pinned_ctx);
3654 }
3655
3656 /**
3657  * i915_perf_disable_locked - handle `I915_PERF_IOCTL_DISABLE` ioctl
3658  * @stream: An enabled i915 perf stream
3659  *
3660  * Disables the associated capture of data for this stream.
3661  *
3662  * The intention is that disabling an re-enabling a stream will ideally be
3663  * cheaper than destroying and re-opening a stream with the same configuration,
3664  * though there are no formal guarantees about what state or buffered data
3665  * must be retained between disabling and re-enabling a stream.
3666  *
3667  * Note: while a stream is disabled it's considered an error for userspace
3668  * to attempt to read from the stream (-EIO).
3669  */
3670 static void i915_perf_disable_locked(struct i915_perf_stream *stream)
3671 {
3672         if (!stream->enabled)
3673                 return;
3674
3675         /* Allow stream->ops->disable() to refer to this */
3676         stream->enabled = false;
3677
3678         if (stream->hold_preemption)
3679                 intel_context_clear_nopreempt(stream->pinned_ctx);
3680
3681         if (stream->ops->disable)
3682                 stream->ops->disable(stream);
3683 }
3684
3685 static long i915_perf_config_locked(struct i915_perf_stream *stream,
3686                                     unsigned long metrics_set)
3687 {
3688         struct i915_oa_config *config;
3689         long ret = stream->oa_config->id;
3690
3691         config = i915_perf_get_oa_config(stream->perf, metrics_set);
3692         if (!config)
3693                 return -EINVAL;
3694
3695         if (config != stream->oa_config) {
3696                 int err;
3697
3698                 /*
3699                  * If OA is bound to a specific context, emit the
3700                  * reconfiguration inline from that context. The update
3701                  * will then be ordered with respect to submission on that
3702                  * context.
3703                  *
3704                  * When set globally, we use a low priority kernel context,
3705                  * so it will effectively take effect when idle.
3706                  */
3707                 err = emit_oa_config(stream, config, oa_context(stream), NULL);
3708                 if (!err)
3709                         config = xchg(&stream->oa_config, config);
3710                 else
3711                         ret = err;
3712         }
3713
3714         i915_oa_config_put(config);
3715
3716         return ret;
3717 }
3718
3719 /**
3720  * i915_perf_ioctl_locked - support ioctl() usage with i915 perf stream FDs
3721  * @stream: An i915 perf stream
3722  * @cmd: the ioctl request
3723  * @arg: the ioctl data
3724  *
3725  * Returns: zero on success or a negative error code. Returns -EINVAL for
3726  * an unknown ioctl request.
3727  */
3728 static long i915_perf_ioctl_locked(struct i915_perf_stream *stream,
3729                                    unsigned int cmd,
3730                                    unsigned long arg)
3731 {
3732         switch (cmd) {
3733         case I915_PERF_IOCTL_ENABLE:
3734                 i915_perf_enable_locked(stream);
3735                 return 0;
3736         case I915_PERF_IOCTL_DISABLE:
3737                 i915_perf_disable_locked(stream);
3738                 return 0;
3739         case I915_PERF_IOCTL_CONFIG:
3740                 return i915_perf_config_locked(stream, arg);
3741         }
3742
3743         return -EINVAL;
3744 }
3745
3746 /**
3747  * i915_perf_ioctl - support ioctl() usage with i915 perf stream FDs
3748  * @file: An i915 perf stream file
3749  * @cmd: the ioctl request
3750  * @arg: the ioctl data
3751  *
3752  * Implementation deferred to i915_perf_ioctl_locked().
3753  *
3754  * Returns: zero on success or a negative error code. Returns -EINVAL for
3755  * an unknown ioctl request.
3756  */
3757 static long i915_perf_ioctl(struct file *file,
3758                             unsigned int cmd,
3759                             unsigned long arg)
3760 {
3761         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
3762         long ret;
3763
3764         mutex_lock(&stream->lock);
3765         ret = i915_perf_ioctl_locked(stream, cmd, arg);
3766         mutex_unlock(&stream->lock);
3767
3768         return ret;
3769 }
3770
3771 /**
3772  * i915_perf_destroy_locked - destroy an i915 perf stream
3773  * @stream: An i915 perf stream
3774  *
3775  * Frees all resources associated with the given i915 perf @stream, disabling
3776  * any associated data capture in the process.
3777  *
3778  * Note: The &gt->perf.lock mutex has been taken to serialize
3779  * with any non-file-operation driver hooks.
3780  */
3781 static void i915_perf_destroy_locked(struct i915_perf_stream *stream)
3782 {
3783         if (stream->enabled)
3784                 i915_perf_disable_locked(stream);
3785
3786         if (stream->ops->destroy)
3787                 stream->ops->destroy(stream);
3788
3789         if (stream->ctx)
3790                 i915_gem_context_put(stream->ctx);
3791
3792         kfree(stream);
3793 }
3794
3795 /**
3796  * i915_perf_release - handles userspace close() of a stream file
3797  * @inode: anonymous inode associated with file
3798  * @file: An i915 perf stream file
3799  *
3800  * Cleans up any resources associated with an open i915 perf stream file.
3801  *
3802  * NB: close() can't really fail from the userspace point of view.
3803  *
3804  * Returns: zero on success or a negative error code.
3805  */
3806 static int i915_perf_release(struct inode *inode, struct file *file)
3807 {
3808         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
3809         struct i915_perf *perf = stream->perf;
3810         struct intel_gt *gt = stream->engine->gt;
3811
3812         /*
3813          * Within this call, we know that the fd is being closed and we have no
3814          * other user of stream->lock. Use the perf lock to destroy the stream
3815          * here.
3816          */
3817         mutex_lock(&gt->perf.lock);
3818         i915_perf_destroy_locked(stream);
3819         mutex_unlock(&gt->perf.lock);
3820
3821         /* Release the reference the perf stream kept on the driver. */
3822         drm_dev_put(&perf->i915->drm);
3823
3824         return 0;
3825 }
3826
3827
3828 static const struct file_operations fops = {
3829         .owner          = THIS_MODULE,
3830         .llseek         = no_llseek,
3831         .release        = i915_perf_release,
3832         .poll           = i915_perf_poll,
3833         .read           = i915_perf_read,
3834         .unlocked_ioctl = i915_perf_ioctl,
3835         /* Our ioctl have no arguments, so it's safe to use the same function
3836          * to handle 32bits compatibility.
3837          */
3838         .compat_ioctl   = i915_perf_ioctl,
3839 };
3840
3841
3842 /**
3843  * i915_perf_open_ioctl_locked - DRM ioctl() for userspace to open a stream FD
3844  * @perf: i915 perf instance
3845  * @param: The open parameters passed to 'DRM_I915_PERF_OPEN`
3846  * @props: individually validated u64 property value pairs
3847  * @file: drm file
3848  *
3849  * See i915_perf_ioctl_open() for interface details.
3850  *
3851  * Implements further stream config validation and stream initialization on
3852  * behalf of i915_perf_open_ioctl() with the &gt->perf.lock mutex
3853  * taken to serialize with any non-file-operation driver hooks.
3854  *
3855  * Note: at this point the @props have only been validated in isolation and
3856  * it's still necessary to validate that the combination of properties makes
3857  * sense.
3858  *
3859  * In the case where userspace is interested in OA unit metrics then further
3860  * config validation and stream initialization details will be handled by
3861  * i915_oa_stream_init(). The code here should only validate config state that
3862  * will be relevant to all stream types / backends.
3863  *
3864  * Returns: zero on success or a negative error code.
3865  */
3866 static int
3867 i915_perf_open_ioctl_locked(struct i915_perf *perf,
3868                             struct drm_i915_perf_open_param *param,
3869                             struct perf_open_properties *props,
3870                             struct drm_file *file)
3871 {
3872         struct i915_gem_context *specific_ctx = NULL;
3873         struct i915_perf_stream *stream = NULL;
3874         unsigned long f_flags = 0;
3875         bool privileged_op = true;
3876         int stream_fd;
3877         int ret;
3878
3879         if (props->single_context) {
3880                 u32 ctx_handle = props->ctx_handle;
3881                 struct drm_i915_file_private *file_priv = file->driver_priv;
3882
3883                 specific_ctx = i915_gem_context_lookup(file_priv, ctx_handle);
3884                 if (IS_ERR(specific_ctx)) {
3885                         drm_dbg(&perf->i915->drm,
3886                                 "Failed to look up context with ID %u for opening perf stream\n",
3887                                   ctx_handle);
3888                         ret = PTR_ERR(specific_ctx);
3889                         goto err;
3890                 }
3891         }
3892
3893         /*
3894          * On Haswell the OA unit supports clock gating off for a specific
3895          * context and in this mode there's no visibility of metrics for the
3896          * rest of the system, which we consider acceptable for a
3897          * non-privileged client.
3898          *
3899          * For Gen8->11 the OA unit no longer supports clock gating off for a
3900          * specific context and the kernel can't securely stop the counters
3901          * from updating as system-wide / global values. Even though we can
3902          * filter reports based on the included context ID we can't block
3903          * clients from seeing the raw / global counter values via
3904          * MI_REPORT_PERF_COUNT commands and so consider it a privileged op to
3905          * enable the OA unit by default.
3906          *
3907          * For Gen12+ we gain a new OAR unit that only monitors the RCS on a
3908          * per context basis. So we can relax requirements there if the user
3909          * doesn't request global stream access (i.e. query based sampling
3910          * using MI_RECORD_PERF_COUNT.
3911          */
3912         if (IS_HASWELL(perf->i915) && specific_ctx)
3913                 privileged_op = false;
3914         else if (GRAPHICS_VER(perf->i915) == 12 && specific_ctx &&
3915                  (props->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT) == 0)
3916                 privileged_op = false;
3917
3918         if (props->hold_preemption) {
3919                 if (!props->single_context) {
3920                         drm_dbg(&perf->i915->drm,
3921                                 "preemption disable with no context\n");
3922                         ret = -EINVAL;
3923                         goto err;
3924                 }
3925                 privileged_op = true;
3926         }
3927
3928         /*
3929          * Asking for SSEU configuration is a priviliged operation.
3930          */
3931         if (props->has_sseu)
3932                 privileged_op = true;
3933         else
3934                 get_default_sseu_config(&props->sseu, props->engine);
3935
3936         /* Similar to perf's kernel.perf_paranoid_cpu sysctl option
3937          * we check a dev.i915.perf_stream_paranoid sysctl option
3938          * to determine if it's ok to access system wide OA counters
3939          * without CAP_PERFMON or CAP_SYS_ADMIN privileges.
3940          */
3941         if (privileged_op &&
3942             i915_perf_stream_paranoid && !perfmon_capable()) {
3943                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
3944                         "Insufficient privileges to open i915 perf stream\n");
3945                 ret = -EACCES;
3946                 goto err_ctx;
3947         }
3948
3949         stream = kzalloc(sizeof(*stream), GFP_KERNEL);
3950         if (!stream) {
3951                 ret = -ENOMEM;
3952                 goto err_ctx;
3953         }
3954
3955         stream->perf = perf;
3956         stream->ctx = specific_ctx;
3957         stream->poll_oa_period = props->poll_oa_period;
3958
3959         ret = i915_oa_stream_init(stream, param, props);
3960         if (ret)
3961                 goto err_alloc;
3962
3963         /* we avoid simply assigning stream->sample_flags = props->sample_flags
3964          * to have _stream_init check the combination of sample flags more
3965          * thoroughly, but still this is the expected result at this point.
3966          */
3967         if (WARN_ON(stream->sample_flags != props->sample_flags)) {
3968                 ret = -ENODEV;
3969                 goto err_flags;
3970         }
3971
3972         if (param->flags & I915_PERF_FLAG_FD_CLOEXEC)
3973                 f_flags |= O_CLOEXEC;
3974         if (param->flags & I915_PERF_FLAG_FD_NONBLOCK)
3975                 f_flags |= O_NONBLOCK;
3976
3977         stream_fd = anon_inode_getfd("[i915_perf]", &fops, stream, f_flags);
3978         if (stream_fd < 0) {
3979                 ret = stream_fd;
3980                 goto err_flags;
3981         }
3982
3983         if (!(param->flags & I915_PERF_FLAG_DISABLED))
3984                 i915_perf_enable_locked(stream);
3985
3986         /* Take a reference on the driver that will be kept with stream_fd
3987          * until its release.
3988          */
3989         drm_dev_get(&perf->i915->drm);
3990
3991         return stream_fd;
3992
3993 err_flags:
3994         if (stream->ops->destroy)
3995                 stream->ops->destroy(stream);
3996 err_alloc:
3997         kfree(stream);
3998 err_ctx:
3999         if (specific_ctx)
4000                 i915_gem_context_put(specific_ctx);
4001 err:
4002         return ret;
4003 }
4004
4005 static u64 oa_exponent_to_ns(struct i915_perf *perf, int exponent)
4006 {
4007         u64 nom = (2ULL << exponent) * NSEC_PER_SEC;
4008         u32 den = i915_perf_oa_timestamp_frequency(perf->i915);
4009
4010         return div_u64(nom + den - 1, den);
4011 }
4012
4013 static __always_inline bool
4014 oa_format_valid(struct i915_perf *perf, enum drm_i915_oa_format format)
4015 {
4016         return test_bit(format, perf->format_mask);
4017 }
4018
4019 static __always_inline void
4020 oa_format_add(struct i915_perf *perf, enum drm_i915_oa_format format)
4021 {
4022         __set_bit(format, perf->format_mask);
4023 }
4024
4025 /**
4026  * read_properties_unlocked - validate + copy userspace stream open properties
4027  * @perf: i915 perf instance
4028  * @uprops: The array of u64 key value pairs given by userspace
4029  * @n_props: The number of key value pairs expected in @uprops
4030  * @props: The stream configuration built up while validating properties
4031  *
4032  * Note this function only validates properties in isolation it doesn't
4033  * validate that the combination of properties makes sense or that all
4034  * properties necessary for a particular kind of stream have been set.
4035  *
4036  * Note that there currently aren't any ordering requirements for properties so
4037  * we shouldn't validate or assume anything about ordering here. This doesn't
4038  * rule out defining new properties with ordering requirements in the future.
4039  */
4040 static int read_properties_unlocked(struct i915_perf *perf,
4041                                     u64 __user *uprops,
4042                                     u32 n_props,
4043                                     struct perf_open_properties *props)
4044 {
4045         struct drm_i915_gem_context_param_sseu user_sseu;
4046         const struct i915_oa_format *f;
4047         u64 __user *uprop = uprops;
4048         bool config_instance = false;
4049         bool config_class = false;
4050         bool config_sseu = false;
4051         u8 class, instance;
4052         u32 i;
4053         int ret;
4054
4055         memset(props, 0, sizeof(struct perf_open_properties));
4056         props->poll_oa_period = DEFAULT_POLL_PERIOD_NS;
4057
4058         /* Considering that ID = 0 is reserved and assuming that we don't
4059          * (currently) expect any configurations to ever specify duplicate
4060          * values for a particular property ID then the last _PROP_MAX value is
4061          * one greater than the maximum number of properties we expect to get
4062          * from userspace.
4063          */
4064         if (!n_props || n_props >= DRM_I915_PERF_PROP_MAX) {
4065                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4066                         "Invalid number of i915 perf properties given\n");
4067                 return -EINVAL;
4068         }
4069
4070         /* Defaults when class:instance is not passed */
4071         class = I915_ENGINE_CLASS_RENDER;
4072         instance = 0;
4073
4074         for (i = 0; i < n_props; i++) {
4075                 u64 oa_period, oa_freq_hz;
4076                 u64 id, value;
4077
4078                 ret = get_user(id, uprop);
4079                 if (ret)
4080                         return ret;
4081
4082                 ret = get_user(value, uprop + 1);
4083                 if (ret)
4084                         return ret;
4085
4086                 if (id == 0 || id >= DRM_I915_PERF_PROP_MAX) {
4087                         drm_dbg(&perf->i915->drm,
4088                                 "Unknown i915 perf property ID\n");
4089                         return -EINVAL;
4090                 }
4091
4092                 switch ((enum drm_i915_perf_property_id)id) {
4093                 case DRM_I915_PERF_PROP_CTX_HANDLE:
4094                         props->single_context = 1;
4095                         props->ctx_handle = value;
4096                         break;
4097                 case DRM_I915_PERF_PROP_SAMPLE_OA:
4098                         if (value)
4099                                 props->sample_flags |= SAMPLE_OA_REPORT;
4100                         break;
4101                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_METRICS_SET:
4102                         if (value == 0) {
4103                                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4104                                         "Unknown OA metric set ID\n");
4105                                 return -EINVAL;
4106                         }
4107                         props->metrics_set = value;
4108                         break;
4109                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_FORMAT:
4110                         if (value == 0 || value >= I915_OA_FORMAT_MAX) {
4111                                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4112                                         "Out-of-range OA report format %llu\n",
4113                                           value);
4114                                 return -EINVAL;
4115                         }
4116                         if (!oa_format_valid(perf, value)) {
4117                                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4118                                         "Unsupported OA report format %llu\n",
4119                                           value);
4120                                 return -EINVAL;
4121                         }
4122                         props->oa_format = value;
4123                         break;
4124                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_EXPONENT:
4125                         if (value > OA_EXPONENT_MAX) {
4126                                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4127                                         "OA timer exponent too high (> %u)\n",
4128                                          OA_EXPONENT_MAX);
4129                                 return -EINVAL;
4130                         }
4131
4132                         /* Theoretically we can program the OA unit to sample
4133                          * e.g. every 160ns for HSW, 167ns for BDW/SKL or 104ns
4134                          * for BXT. We don't allow such high sampling
4135                          * frequencies by default unless root.
4136                          */
4137
4138                         BUILD_BUG_ON(sizeof(oa_period) != 8);
4139                         oa_period = oa_exponent_to_ns(perf, value);
4140
4141                         /* This check is primarily to ensure that oa_period <=
4142                          * UINT32_MAX (before passing to do_div which only
4143                          * accepts a u32 denominator), but we can also skip
4144                          * checking anything < 1Hz which implicitly can't be
4145                          * limited via an integer oa_max_sample_rate.
4146                          */
4147                         if (oa_period <= NSEC_PER_SEC) {
4148                                 u64 tmp = NSEC_PER_SEC;
4149                                 do_div(tmp, oa_period);
4150                                 oa_freq_hz = tmp;
4151                         } else
4152                                 oa_freq_hz = 0;
4153
4154                         if (oa_freq_hz > i915_oa_max_sample_rate && !perfmon_capable()) {
4155                                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4156                                         "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",
4157                                           i915_oa_max_sample_rate);
4158                                 return -EACCES;
4159                         }
4160
4161                         props->oa_periodic = true;
4162                         props->oa_period_exponent = value;
4163                         break;
4164                 case DRM_I915_PERF_PROP_HOLD_PREEMPTION:
4165                         props->hold_preemption = !!value;
4166                         break;
4167                 case DRM_I915_PERF_PROP_GLOBAL_SSEU: {
4168                         if (GRAPHICS_VER_FULL(perf->i915) >= IP_VER(12, 50)) {
4169                                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4170                                         "SSEU config not supported on gfx %x\n",
4171                                         GRAPHICS_VER_FULL(perf->i915));
4172                                 return -ENODEV;
4173                         }
4174
4175                         if (copy_from_user(&user_sseu,
4176                                            u64_to_user_ptr(value),
4177                                            sizeof(user_sseu))) {
4178                                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4179                                         "Unable to copy global sseu parameter\n");
4180                                 return -EFAULT;
4181                         }
4182                         config_sseu = true;
4183                         break;
4184                 }
4185                 case DRM_I915_PERF_PROP_POLL_OA_PERIOD:
4186                         if (value < 100000 /* 100us */) {
4187                                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4188                                         "OA availability timer too small (%lluns < 100us)\n",
4189                                           value);
4190                                 return -EINVAL;
4191                         }
4192                         props->poll_oa_period = value;
4193                         break;
4194                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_ENGINE_CLASS:
4195                         class = (u8)value;
4196                         config_class = true;
4197                         break;
4198                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_ENGINE_INSTANCE:
4199                         instance = (u8)value;
4200                         config_instance = true;
4201                         break;
4202                 default:
4203                         MISSING_CASE(id);
4204                         return -EINVAL;
4205                 }
4206
4207                 uprop += 2;
4208         }
4209
4210         if ((config_class && !config_instance) ||
4211             (config_instance && !config_class)) {
4212                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4213                         "OA engine-class and engine-instance parameters must be passed together\n");
4214                 return -EINVAL;
4215         }
4216
4217         props->engine = intel_engine_lookup_user(perf->i915, class, instance);
4218         if (!props->engine) {
4219                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4220                         "OA engine class and instance invalid %d:%d\n",
4221                         class, instance);
4222                 return -EINVAL;
4223         }
4224
4225         if (!engine_supports_oa(props->engine)) {
4226                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4227                         "Engine not supported by OA %d:%d\n",
4228                         class, instance);
4229                 return -EINVAL;
4230         }
4231
4232         /*
4233          * Wa_14017512683: mtl[a0..c0): Use of OAM must be preceded with Media
4234          * C6 disable in BIOS. Fail if Media C6 is enabled on steppings where OAM
4235          * does not work as expected.
4236          */
4237         if (IS_MTL_MEDIA_STEP(props->engine->i915, STEP_A0, STEP_C0) &&
4238             props->engine->oa_group->type == TYPE_OAM &&
4239             intel_check_bios_c6_setup(&props->engine->gt->rc6)) {
4240                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4241                         "OAM requires media C6 to be disabled in BIOS\n");
4242                 return -EINVAL;
4243         }
4244
4245         i = array_index_nospec(props->oa_format, I915_OA_FORMAT_MAX);
4246         f = &perf->oa_formats[i];
4247         if (!engine_supports_oa_format(props->engine, f->type)) {
4248                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4249                         "Invalid OA format %d for class %d\n",
4250                         f->type, props->engine->class);
4251                 return -EINVAL;
4252         }
4253
4254         if (config_sseu) {
4255                 ret = get_sseu_config(&props->sseu, props->engine, &user_sseu);
4256                 if (ret) {
4257                         drm_dbg(&perf->i915->drm,
4258                                 "Invalid SSEU configuration\n");
4259                         return ret;
4260                 }
4261                 props->has_sseu = true;
4262         }
4263
4264         return 0;
4265 }
4266
4267 /**
4268  * i915_perf_open_ioctl - DRM ioctl() for userspace to open a stream FD
4269  * @dev: drm device
4270  * @data: ioctl data copied from userspace (unvalidated)
4271  * @file: drm file
4272  *
4273  * Validates the stream open parameters given by userspace including flags
4274  * and an array of u64 key, value pair properties.
4275  *
4276  * Very little is assumed up front about the nature of the stream being
4277  * opened (for instance we don't assume it's for periodic OA unit metrics). An
4278  * i915-perf stream is expected to be a suitable interface for other forms of
4279  * buffered data written by the GPU besides periodic OA metrics.
4280  *
4281  * Note we copy the properties from userspace outside of the i915 perf
4282  * mutex to avoid an awkward lockdep with mmap_lock.
4283  *
4284  * Most of the implementation details are handled by
4285  * i915_perf_open_ioctl_locked() after taking the &gt->perf.lock
4286  * mutex for serializing with any non-file-operation driver hooks.
4287  *
4288  * Return: A newly opened i915 Perf stream file descriptor or negative
4289  * error code on failure.
4290  */
4291 int i915_perf_open_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
4292                          struct drm_file *file)
4293 {
4294         struct i915_perf *perf = &to_i915(dev)->perf;
4295         struct drm_i915_perf_open_param *param = data;
4296         struct intel_gt *gt;
4297         struct perf_open_properties props;
4298         u32 known_open_flags;
4299         int ret;
4300
4301         if (!perf->i915) {
4302                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4303                         "i915 perf interface not available for this system\n");
4304                 return -ENOTSUPP;
4305         }
4306
4307         known_open_flags = I915_PERF_FLAG_FD_CLOEXEC |
4308                            I915_PERF_FLAG_FD_NONBLOCK |
4309                            I915_PERF_FLAG_DISABLED;
4310         if (param->flags & ~known_open_flags) {
4311                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4312                         "Unknown drm_i915_perf_open_param flag\n");
4313                 return -EINVAL;
4314         }
4315
4316         ret = read_properties_unlocked(perf,
4317                                        u64_to_user_ptr(param->properties_ptr),
4318                                        param->num_properties,
4319                                        &props);
4320         if (ret)
4321                 return ret;
4322
4323         gt = props.engine->gt;
4324
4325         mutex_lock(&gt->perf.lock);
4326         ret = i915_perf_open_ioctl_locked(perf, param, &props, file);
4327         mutex_unlock(&gt->perf.lock);
4328
4329         return ret;
4330 }
4331
4332 /**
4333  * i915_perf_register - exposes i915-perf to userspace
4334  * @i915: i915 device instance
4335  *
4336  * In particular OA metric sets are advertised under a sysfs metrics/
4337  * directory allowing userspace to enumerate valid IDs that can be
4338  * used to open an i915-perf stream.
4339  */
4340 void i915_perf_register(struct drm_i915_private *i915)
4341 {
4342         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
4343         struct intel_gt *gt = to_gt(i915);
4344
4345         if (!perf->i915)
4346                 return;
4347
4348         /* To be sure we're synchronized with an attempted
4349          * i915_perf_open_ioctl(); considering that we register after
4350          * being exposed to userspace.
4351          */
4352         mutex_lock(&gt->perf.lock);
4353
4354         perf->metrics_kobj =
4355                 kobject_create_and_add("metrics",
4356                                        &i915->drm.primary->kdev->kobj);
4357
4358         mutex_unlock(&gt->perf.lock);
4359 }
4360
4361 /**
4362  * i915_perf_unregister - hide i915-perf from userspace
4363  * @i915: i915 device instance
4364  *
4365  * i915-perf state cleanup is split up into an 'unregister' and
4366  * 'deinit' phase where the interface is first hidden from
4367  * userspace by i915_perf_unregister() before cleaning up
4368  * remaining state in i915_perf_fini().
4369  */
4370 void i915_perf_unregister(struct drm_i915_private *i915)
4371 {
4372         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
4373
4374         if (!perf->metrics_kobj)
4375                 return;
4376
4377         kobject_put(perf->metrics_kobj);
4378         perf->metrics_kobj = NULL;
4379 }
4380
4381 static bool gen8_is_valid_flex_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
4382 {
4383         static const i915_reg_t flex_eu_regs[] = {
4384                 EU_PERF_CNTL0,
4385                 EU_PERF_CNTL1,
4386                 EU_PERF_CNTL2,
4387                 EU_PERF_CNTL3,
4388                 EU_PERF_CNTL4,
4389                 EU_PERF_CNTL5,
4390                 EU_PERF_CNTL6,
4391         };
4392         int i;
4393
4394         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(flex_eu_regs); i++) {
4395                 if (i915_mmio_reg_offset(flex_eu_regs[i]) == addr)
4396                         return true;
4397         }
4398         return false;
4399 }
4400
4401 static bool reg_in_range_table(u32 addr, const struct i915_range *table)
4402 {
4403         while (table->start || table->end) {
4404                 if (addr >= table->start && addr <= table->end)
4405                         return true;
4406
4407                 table++;
4408         }
4409
4410         return false;
4411 }
4412
4413 #define REG_EQUAL(addr, mmio) \
4414         ((addr) == i915_mmio_reg_offset(mmio))
4415
4416 static const struct i915_range gen7_oa_b_counters[] = {
4417         { .start = 0x2710, .end = 0x272c },     /* OASTARTTRIG[1-8] */
4418         { .start = 0x2740, .end = 0x275c },     /* OAREPORTTRIG[1-8] */
4419         { .start = 0x2770, .end = 0x27ac },     /* OACEC[0-7][0-1] */
4420         {}
4421 };
4422
4423 static const struct i915_range gen12_oa_b_counters[] = {
4424         { .start = 0x2b2c, .end = 0x2b2c },     /* GEN12_OAG_OA_PESS */
4425         { .start = 0xd900, .end = 0xd91c },     /* GEN12_OAG_OASTARTTRIG[1-8] */
4426         { .start = 0xd920, .end = 0xd93c },     /* GEN12_OAG_OAREPORTTRIG1[1-8] */
4427         { .start = 0xd940, .end = 0xd97c },     /* GEN12_OAG_CEC[0-7][0-1] */
4428         { .start = 0xdc00, .end = 0xdc3c },     /* GEN12_OAG_SCEC[0-7][0-1] */
4429         { .start = 0xdc40, .end = 0xdc40 },     /* GEN12_OAG_SPCTR_CNF */
4430         { .start = 0xdc44, .end = 0xdc44 },     /* GEN12_OAA_DBG_REG */
4431         {}
4432 };
4433
4434 static const struct i915_range mtl_oam_b_counters[] = {
4435         { .start = 0x393000, .end = 0x39301c }, /* GEN12_OAM_STARTTRIG1[1-8] */
4436         { .start = 0x393020, .end = 0x39303c }, /* GEN12_OAM_REPORTTRIG1[1-8] */
4437         { .start = 0x393040, .end = 0x39307c }, /* GEN12_OAM_CEC[0-7][0-1] */
4438         { .start = 0x393200, .end = 0x39323C }, /* MPES[0-7] */
4439         {}
4440 };
4441
4442 static const struct i915_range xehp_oa_b_counters[] = {
4443         { .start = 0xdc48, .end = 0xdc48 },     /* OAA_ENABLE_REG */
4444         { .start = 0xdd00, .end = 0xdd48 },     /* OAG_LCE0_0 - OAA_LENABLE_REG */
4445 };
4446
4447 static const struct i915_range gen7_oa_mux_regs[] = {
4448         { .start = 0x91b8, .end = 0x91cc },     /* OA_PERFCNT[1-2], OA_PERFMATRIX */
4449         { .start = 0x9800, .end = 0x9888 },     /* MICRO_BP0_0 - NOA_WRITE */
4450         { .start = 0xe180, .end = 0xe180 },     /* HALF_SLICE_CHICKEN2 */
4451         {}
4452 };
4453
4454 static const struct i915_range hsw_oa_mux_regs[] = {
4455         { .start = 0x09e80, .end = 0x09ea4 }, /* HSW_MBVID2_NOA[0-9] */
4456         { .start = 0x09ec0, .end = 0x09ec0 }, /* HSW_MBVID2_MISR0 */
4457         { .start = 0x25100, .end = 0x2ff90 },
4458         {}
4459 };
4460
4461 static const struct i915_range chv_oa_mux_regs[] = {
4462         { .start = 0x182300, .end = 0x1823a4 },
4463         {}
4464 };
4465
4466 static const struct i915_range gen8_oa_mux_regs[] = {
4467         { .start = 0x0d00, .end = 0x0d2c },     /* RPM_CONFIG[0-1], NOA_CONFIG[0-8] */
4468         { .start = 0x20cc, .end = 0x20cc },     /* WAIT_FOR_RC6_EXIT */
4469         {}
4470 };
4471
4472 static const struct i915_range gen11_oa_mux_regs[] = {
4473         { .start = 0x91c8, .end = 0x91dc },     /* OA_PERFCNT[3-4] */
4474         {}
4475 };
4476
4477 static const struct i915_range gen12_oa_mux_regs[] = {
4478         { .start = 0x0d00, .end = 0x0d04 },     /* RPM_CONFIG[0-1] */
4479         { .start = 0x0d0c, .end = 0x0d2c },     /* NOA_CONFIG[0-8] */
4480         { .start = 0x9840, .end = 0x9840 },     /* GDT_CHICKEN_BITS */
4481         { .start = 0x9884, .end = 0x9888 },     /* NOA_WRITE */
4482         { .start = 0x20cc, .end = 0x20cc },     /* WAIT_FOR_RC6_EXIT */
4483         {}
4484 };
4485
4486 /*
4487  * Ref: 14010536224:
4488  * 0x20cc is repurposed on MTL, so use a separate array for MTL.
4489  */
4490 static const struct i915_range mtl_oa_mux_regs[] = {
4491         { .start = 0x0d00, .end = 0x0d04 },     /* RPM_CONFIG[0-1] */
4492         { .start = 0x0d0c, .end = 0x0d2c },     /* NOA_CONFIG[0-8] */
4493         { .start = 0x9840, .end = 0x9840 },     /* GDT_CHICKEN_BITS */
4494         { .start = 0x9884, .end = 0x9888 },     /* NOA_WRITE */
4495         { .start = 0x38d100, .end = 0x38d114},  /* VISACTL */
4496         {}
4497 };
4498
4499 static bool gen7_is_valid_b_counter_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
4500 {
4501         return reg_in_range_table(addr, gen7_oa_b_counters);
4502 }
4503
4504 static bool gen8_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
4505 {
4506         return reg_in_range_table(addr, gen7_oa_mux_regs) ||
4507                 reg_in_range_table(addr, gen8_oa_mux_regs);
4508 }
4509
4510 static bool gen11_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
4511 {
4512         return reg_in_range_table(addr, gen7_oa_mux_regs) ||
4513                 reg_in_range_table(addr, gen8_oa_mux_regs) ||
4514                 reg_in_range_table(addr, gen11_oa_mux_regs);
4515 }
4516
4517 static bool hsw_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
4518 {
4519         return reg_in_range_table(addr, gen7_oa_mux_regs) ||
4520                 reg_in_range_table(addr, hsw_oa_mux_regs);
4521 }
4522
4523 static bool chv_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
4524 {
4525         return reg_in_range_table(addr, gen7_oa_mux_regs) ||
4526                 reg_in_range_table(addr, chv_oa_mux_regs);
4527 }
4528
4529 static bool gen12_is_valid_b_counter_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
4530 {
4531         return reg_in_range_table(addr, gen12_oa_b_counters);
4532 }
4533
4534 static bool mtl_is_valid_oam_b_counter_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
4535 {
4536         if (HAS_OAM(perf->i915) &&
4537             GRAPHICS_VER_FULL(perf->i915) >= IP_VER(12, 70))
4538                 return reg_in_range_table(addr, mtl_oam_b_counters);
4539
4540         return false;
4541 }
4542
4543 static bool xehp_is_valid_b_counter_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
4544 {
4545         return reg_in_range_table(addr, xehp_oa_b_counters) ||
4546                 reg_in_range_table(addr, gen12_oa_b_counters) ||
4547                 mtl_is_valid_oam_b_counter_addr(perf, addr);
4548 }
4549
4550 static bool gen12_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
4551 {
4552         if (IS_METEORLAKE(perf->i915))
4553                 return reg_in_range_table(addr, mtl_oa_mux_regs);
4554         else
4555                 return reg_in_range_table(addr, gen12_oa_mux_regs);
4556 }
4557
4558 static u32 mask_reg_value(u32 reg, u32 val)
4559 {
4560         /* HALF_SLICE_CHICKEN2 is programmed with a the
4561          * WaDisableSTUnitPowerOptimization workaround. Make sure the value
4562          * programmed by userspace doesn't change this.
4563          */
4564         if (REG_EQUAL(reg, HALF_SLICE_CHICKEN2))
4565                 val = val & ~_MASKED_BIT_ENABLE(GEN8_ST_PO_DISABLE);
4566
4567         /* WAIT_FOR_RC6_EXIT has only one bit fullfilling the function
4568          * indicated by its name and a bunch of selection fields used by OA
4569          * configs.
4570          */
4571         if (REG_EQUAL(reg, WAIT_FOR_RC6_EXIT))
4572                 val = val & ~_MASKED_BIT_ENABLE(HSW_WAIT_FOR_RC6_EXIT_ENABLE);
4573
4574         return val;
4575 }
4576
4577 static struct i915_oa_reg *alloc_oa_regs(struct i915_perf *perf,
4578                                          bool (*is_valid)(struct i915_perf *perf, u32 addr),
4579                                          u32 __user *regs,
4580                                          u32 n_regs)
4581 {
4582         struct i915_oa_reg *oa_regs;
4583         int err;
4584         u32 i;
4585
4586         if (!n_regs)
4587                 return NULL;
4588
4589         /* No is_valid function means we're not allowing any register to be programmed. */
4590         GEM_BUG_ON(!is_valid);
4591         if (!is_valid)
4592                 return ERR_PTR(-EINVAL);
4593
4594         oa_regs = kmalloc_array(n_regs, sizeof(*oa_regs), GFP_KERNEL);
4595         if (!oa_regs)
4596                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
4597
4598         for (i = 0; i < n_regs; i++) {
4599                 u32 addr, value;
4600
4601                 err = get_user(addr, regs);
4602                 if (err)
4603                         goto addr_err;
4604
4605                 if (!is_valid(perf, addr)) {
4606                         drm_dbg(&perf->i915->drm,
4607                                 "Invalid oa_reg address: %X\n", addr);
4608                         err = -EINVAL;
4609                         goto addr_err;
4610                 }
4611
4612                 err = get_user(value, regs + 1);
4613                 if (err)
4614                         goto addr_err;
4615
4616                 oa_regs[i].addr = _MMIO(addr);
4617                 oa_regs[i].value = mask_reg_value(addr, value);
4618
4619                 regs += 2;
4620         }
4621
4622         return oa_regs;
4623
4624 addr_err:
4625         kfree(oa_regs);
4626         return ERR_PTR(err);
4627 }
4628
4629 static ssize_t show_dynamic_id(struct kobject *kobj,
4630                                struct kobj_attribute *attr,
4631                                char *buf)
4632 {
4633         struct i915_oa_config *oa_config =
4634                 container_of(attr, typeof(*oa_config), sysfs_metric_id);
4635
4636         return sprintf(buf, "%d\n", oa_config->id);
4637 }
4638
4639 static int create_dynamic_oa_sysfs_entry(struct i915_perf *perf,
4640                                          struct i915_oa_config *oa_config)
4641 {
4642         sysfs_attr_init(&oa_config->sysfs_metric_id.attr);
4643         oa_config->sysfs_metric_id.attr.name = "id";
4644         oa_config->sysfs_metric_id.attr.mode = S_IRUGO;
4645         oa_config->sysfs_metric_id.show = show_dynamic_id;
4646         oa_config->sysfs_metric_id.store = NULL;
4647
4648         oa_config->attrs[0] = &oa_config->sysfs_metric_id.attr;
4649         oa_config->attrs[1] = NULL;
4650
4651         oa_config->sysfs_metric.name = oa_config->uuid;
4652         oa_config->sysfs_metric.attrs = oa_config->attrs;
4653
4654         return sysfs_create_group(perf->metrics_kobj,
4655                                   &oa_config->sysfs_metric);
4656 }
4657
4658 /**
4659  * i915_perf_add_config_ioctl - DRM ioctl() for userspace to add a new OA config
4660  * @dev: drm device
4661  * @data: ioctl data (pointer to struct drm_i915_perf_oa_config) copied from
4662  *        userspace (unvalidated)
4663  * @file: drm file
4664  *
4665  * Validates the submitted OA register to be saved into a new OA config that
4666  * can then be used for programming the OA unit and its NOA network.
4667  *
4668  * Returns: A new allocated config number to be used with the perf open ioctl
4669  * or a negative error code on failure.
4670  */
4671 int i915_perf_add_config_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
4672                                struct drm_file *file)
4673 {
4674         struct i915_perf *perf = &to_i915(dev)->perf;
4675         struct drm_i915_perf_oa_config *args = data;
4676         struct i915_oa_config *oa_config, *tmp;
4677         struct i915_oa_reg *regs;
4678         int err, id;
4679
4680         if (!perf->i915) {
4681                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4682                         "i915 perf interface not available for this system\n");
4683                 return -ENOTSUPP;
4684         }
4685
4686         if (!perf->metrics_kobj) {
4687                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4688                         "OA metrics weren't advertised via sysfs\n");
4689                 return -EINVAL;
4690         }
4691
4692         if (i915_perf_stream_paranoid && !perfmon_capable()) {
4693                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4694                         "Insufficient privileges to add i915 OA config\n");
4695                 return -EACCES;
4696         }
4697
4698         if ((!args->mux_regs_ptr || !args->n_mux_regs) &&
4699             (!args->boolean_regs_ptr || !args->n_boolean_regs) &&
4700             (!args->flex_regs_ptr || !args->n_flex_regs)) {
4701                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4702                         "No OA registers given\n");
4703                 return -EINVAL;
4704         }
4705
4706         oa_config = kzalloc(sizeof(*oa_config), GFP_KERNEL);
4707         if (!oa_config) {
4708                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4709                         "Failed to allocate memory for the OA config\n");
4710                 return -ENOMEM;
4711         }
4712
4713         oa_config->perf = perf;
4714         kref_init(&oa_config->ref);
4715
4716         if (!uuid_is_valid(args->uuid)) {
4717                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4718                         "Invalid uuid format for OA config\n");
4719                 err = -EINVAL;
4720                 goto reg_err;
4721         }
4722
4723         /* Last character in oa_config->uuid will be 0 because oa_config is
4724          * kzalloc.
4725          */
4726         memcpy(oa_config->uuid, args->uuid, sizeof(args->uuid));
4727
4728         oa_config->mux_regs_len = args->n_mux_regs;
4729         regs = alloc_oa_regs(perf,
4730                              perf->ops.is_valid_mux_reg,
4731                              u64_to_user_ptr(args->mux_regs_ptr),
4732                              args->n_mux_regs);
4733
4734         if (IS_ERR(regs)) {
4735                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4736                         "Failed to create OA config for mux_regs\n");
4737                 err = PTR_ERR(regs);
4738                 goto reg_err;
4739         }
4740         oa_config->mux_regs = regs;
4741
4742         oa_config->b_counter_regs_len = args->n_boolean_regs;
4743         regs = alloc_oa_regs(perf,
4744                              perf->ops.is_valid_b_counter_reg,
4745                              u64_to_user_ptr(args->boolean_regs_ptr),
4746                              args->n_boolean_regs);
4747
4748         if (IS_ERR(regs)) {
4749                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4750                         "Failed to create OA config for b_counter_regs\n");
4751                 err = PTR_ERR(regs);
4752                 goto reg_err;
4753         }
4754         oa_config->b_counter_regs = regs;
4755
4756         if (GRAPHICS_VER(perf->i915) < 8) {
4757                 if (args->n_flex_regs != 0) {
4758                         err = -EINVAL;
4759                         goto reg_err;
4760                 }
4761         } else {
4762                 oa_config->flex_regs_len = args->n_flex_regs;
4763                 regs = alloc_oa_regs(perf,
4764                                      perf->ops.is_valid_flex_reg,
4765                                      u64_to_user_ptr(args->flex_regs_ptr),
4766                                      args->n_flex_regs);
4767
4768                 if (IS_ERR(regs)) {
4769                         drm_dbg(&perf->i915->drm,
4770                                 "Failed to create OA config for flex_regs\n");
4771                         err = PTR_ERR(regs);
4772                         goto reg_err;
4773                 }
4774                 oa_config->flex_regs = regs;
4775         }
4776
4777         err = mutex_lock_interruptible(&perf->metrics_lock);
4778         if (err)
4779                 goto reg_err;
4780
4781         /* We shouldn't have too many configs, so this iteration shouldn't be
4782          * too costly.
4783          */
4784         idr_for_each_entry(&perf->metrics_idr, tmp, id) {
4785                 if (!strcmp(tmp->uuid, oa_config->uuid)) {
4786                         drm_dbg(&perf->i915->drm,
4787                                 "OA config already exists with this uuid\n");
4788                         err = -EADDRINUSE;
4789                         goto sysfs_err;
4790                 }
4791         }
4792
4793         err = create_dynamic_oa_sysfs_entry(perf, oa_config);
4794         if (err) {
4795                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4796                         "Failed to create sysfs entry for OA config\n");
4797                 goto sysfs_err;
4798         }
4799
4800         /* Config id 0 is invalid, id 1 for kernel stored test config. */
4801         oa_config->id = idr_alloc(&perf->metrics_idr,
4802                                   oa_config, 2,
4803                                   0, GFP_KERNEL);
4804         if (oa_config->id < 0) {
4805                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4806                         "Failed to create sysfs entry for OA config\n");
4807                 err = oa_config->id;
4808                 goto sysfs_err;
4809         }
4810         id = oa_config->id;
4811
4812         drm_dbg(&perf->i915->drm,
4813                 "Added config %s id=%i\n", oa_config->uuid, oa_config->id);
4814         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4815
4816         return id;
4817
4818 sysfs_err:
4819         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4820 reg_err:
4821         i915_oa_config_put(oa_config);
4822         drm_dbg(&perf->i915->drm,
4823                 "Failed to add new OA config\n");
4824         return err;
4825 }
4826
4827 /**
4828  * i915_perf_remove_config_ioctl - DRM ioctl() for userspace to remove an OA config
4829  * @dev: drm device
4830  * @data: ioctl data (pointer to u64 integer) copied from userspace
4831  * @file: drm file
4832  *
4833  * Configs can be removed while being used, the will stop appearing in sysfs
4834  * and their content will be freed when the stream using the config is closed.
4835  *
4836  * Returns: 0 on success or a negative error code on failure.
4837  */
4838 int i915_perf_remove_config_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
4839                                   struct drm_file *file)
4840 {
4841         struct i915_perf *perf = &to_i915(dev)->perf;
4842         u64 *arg = data;
4843         struct i915_oa_config *oa_config;
4844         int ret;
4845
4846         if (!perf->i915) {
4847                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4848                         "i915 perf interface not available for this system\n");
4849                 return -ENOTSUPP;
4850         }
4851
4852         if (i915_perf_stream_paranoid && !perfmon_capable()) {
4853                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4854                         "Insufficient privileges to remove i915 OA config\n");
4855                 return -EACCES;
4856         }
4857
4858         ret = mutex_lock_interruptible(&perf->metrics_lock);
4859         if (ret)
4860                 return ret;
4861
4862         oa_config = idr_find(&perf->metrics_idr, *arg);
4863         if (!oa_config) {
4864                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4865                         "Failed to remove unknown OA config\n");
4866                 ret = -ENOENT;
4867                 goto err_unlock;
4868         }
4869
4870         GEM_BUG_ON(*arg != oa_config->id);
4871
4872         sysfs_remove_group(perf->metrics_kobj, &oa_config->sysfs_metric);
4873
4874         idr_remove(&perf->metrics_idr, *arg);
4875
4876         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4877
4878         drm_dbg(&perf->i915->drm,
4879                 "Removed config %s id=%i\n", oa_config->uuid, oa_config->id);
4880
4881         i915_oa_config_put(oa_config);
4882
4883         return 0;
4884
4885 err_unlock:
4886         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4887         return ret;
4888 }
4889
4890 static struct ctl_table oa_table[] = {
4891         {
4892          .procname = "perf_stream_paranoid",
4893          .data = &i915_perf_stream_paranoid,
4894          .maxlen = sizeof(i915_perf_stream_paranoid),
4895          .mode = 0644,
4896          .proc_handler = proc_dointvec_minmax,
4897          .extra1 = SYSCTL_ZERO,
4898          .extra2 = SYSCTL_ONE,
4899          },
4900         {
4901          .procname = "oa_max_sample_rate",
4902          .data = &i915_oa_max_sample_rate,
4903          .maxlen = sizeof(i915_oa_max_sample_rate),
4904          .mode = 0644,
4905          .proc_handler = proc_dointvec_minmax,
4906          .extra1 = SYSCTL_ZERO,
4907          .extra2 = &oa_sample_rate_hard_limit,
4908          },
4909         {}
4910 };
4911
4912 static u32 num_perf_groups_per_gt(struct intel_gt *gt)
4913 {
4914         return 1;
4915 }
4916
4917 static u32 __oam_engine_group(struct intel_engine_cs *engine)
4918 {
4919         if (GRAPHICS_VER_FULL(engine->i915) >= IP_VER(12, 70)) {
4920                 /*
4921                  * There's 1 SAMEDIA gt and 1 OAM per SAMEDIA gt. All media slices
4922                  * within the gt use the same OAM. All MTL SKUs list 1 SA MEDIA.
4923                  */
4924                 drm_WARN_ON(&engine->i915->drm,
4925                             engine->gt->type != GT_MEDIA);
4926
4927                 return PERF_GROUP_OAM_SAMEDIA_0;
4928         }
4929
4930         return PERF_GROUP_INVALID;
4931 }
4932
4933 static u32 __oa_engine_group(struct intel_engine_cs *engine)
4934 {
4935         switch (engine->class) {
4936         case RENDER_CLASS:
4937                 return PERF_GROUP_OAG;
4938
4939         case VIDEO_DECODE_CLASS:
4940         case VIDEO_ENHANCEMENT_CLASS:
4941                 return __oam_engine_group(engine);
4942
4943         default:
4944                 return PERF_GROUP_INVALID;
4945         }
4946 }
4947
4948 static struct i915_perf_regs __oam_regs(u32 base)
4949 {
4950         return (struct i915_perf_regs) {
4951                 base,
4952                 GEN12_OAM_HEAD_POINTER(base),
4953                 GEN12_OAM_TAIL_POINTER(base),
4954                 GEN12_OAM_BUFFER(base),
4955                 GEN12_OAM_CONTEXT_CONTROL(base),
4956                 GEN12_OAM_CONTROL(base),
4957                 GEN12_OAM_DEBUG(base),
4958                 GEN12_OAM_STATUS(base),
4959                 GEN12_OAM_CONTROL_COUNTER_FORMAT_SHIFT,
4960         };
4961 }
4962
4963 static struct i915_perf_regs __oag_regs(void)
4964 {
4965         return (struct i915_perf_regs) {
4966                 0,
4967                 GEN12_OAG_OAHEADPTR,
4968                 GEN12_OAG_OATAILPTR,
4969                 GEN12_OAG_OABUFFER,
4970                 GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL,
4971                 GEN12_OAG_OACONTROL,
4972                 GEN12_OAG_OA_DEBUG,
4973                 GEN12_OAG_OASTATUS,
4974                 GEN12_OAG_OACONTROL_OA_COUNTER_FORMAT_SHIFT,
4975         };
4976 }
4977
4978 static void oa_init_groups(struct intel_gt *gt)
4979 {
4980         int i, num_groups = gt->perf.num_perf_groups;
4981
4982         for (i = 0; i < num_groups; i++) {
4983                 struct i915_perf_group *g = &gt->perf.group[i];
4984
4985                 /* Fused off engines can result in a group with num_engines == 0 */
4986                 if (g->num_engines == 0)
4987                         continue;
4988
4989                 if (i == PERF_GROUP_OAG && gt->type != GT_MEDIA) {
4990                         g->regs = __oag_regs();
4991                         g->type = TYPE_OAG;
4992                 } else if (GRAPHICS_VER_FULL(gt->i915) >= IP_VER(12, 70)) {
4993                         g->regs = __oam_regs(mtl_oa_base[i]);
4994                         g->type = TYPE_OAM;
4995                 }
4996         }
4997 }
4998
4999 static int oa_init_gt(struct intel_gt *gt)
5000 {
5001         u32 num_groups = num_perf_groups_per_gt(gt);
5002         struct intel_engine_cs *engine;
5003         struct i915_perf_group *g;
5004         intel_engine_mask_t tmp;
5005
5006         g = kcalloc(num_groups, sizeof(*g), GFP_KERNEL);
5007         if (!g)
5008                 return -ENOMEM;
5009
5010         for_each_engine_masked(engine, gt, ALL_ENGINES, tmp) {
5011                 u32 index = __oa_engine_group(engine);
5012
5013                 engine->oa_group = NULL;
5014                 if (index < num_groups) {
5015                         g[index].num_engines++;
5016                         engine->oa_group = &g[index];
5017                 }
5018         }
5019
5020         gt->perf.num_perf_groups = num_groups;
5021         gt->perf.group = g;
5022
5023         oa_init_groups(gt);
5024
5025         return 0;
5026 }
5027
5028 static int oa_init_engine_groups(struct i915_perf *perf)
5029 {
5030         struct intel_gt *gt;
5031         int i, ret;
5032
5033         for_each_gt(gt, perf->i915, i) {
5034                 ret = oa_init_gt(gt);
5035                 if (ret)
5036                         return ret;
5037         }
5038
5039         return 0;
5040 }
5041
5042 static void oa_init_supported_formats(struct i915_perf *perf)
5043 {
5044         struct drm_i915_private *i915 = perf->i915;
5045         enum intel_platform platform = INTEL_INFO(i915)->platform;
5046
5047         switch (platform) {
5048         case INTEL_HASWELL:
5049                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A13);
5050                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A13);
5051                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A29);
5052                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A13_B8_C8);
5053                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_B4_C8);
5054                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A45_B8_C8);
5055                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_B4_C8_A16);
5056                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_C4_B8);
5057                 break;
5058
5059         case INTEL_BROADWELL:
5060         case INTEL_CHERRYVIEW:
5061         case INTEL_SKYLAKE:
5062         case INTEL_BROXTON:
5063         case INTEL_KABYLAKE:
5064         case INTEL_GEMINILAKE:
5065         case INTEL_COFFEELAKE:
5066         case INTEL_COMETLAKE:
5067         case INTEL_ICELAKE:
5068         case INTEL_ELKHARTLAKE:
5069         case INTEL_JASPERLAKE:
5070         case INTEL_TIGERLAKE:
5071         case INTEL_ROCKETLAKE:
5072         case INTEL_DG1:
5073         case INTEL_ALDERLAKE_S:
5074         case INTEL_ALDERLAKE_P:
5075                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A12);
5076                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A12_B8_C8);
5077                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A32u40_A4u32_B8_C8);
5078                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_C4_B8);
5079                 break;
5080
5081         case INTEL_DG2:
5082                 oa_format_add(perf, I915_OAR_FORMAT_A32u40_A4u32_B8_C8);
5083                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A24u40_A14u32_B8_C8);
5084                 break;
5085
5086         case INTEL_METEORLAKE:
5087                 oa_format_add(perf, I915_OAR_FORMAT_A32u40_A4u32_B8_C8);
5088                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A24u40_A14u32_B8_C8);
5089                 oa_format_add(perf, I915_OAM_FORMAT_MPEC8u64_B8_C8);
5090                 oa_format_add(perf, I915_OAM_FORMAT_MPEC8u32_B8_C8);
5091                 break;
5092
5093         default:
5094                 MISSING_CASE(platform);
5095         }
5096 }
5097
5098 static void i915_perf_init_info(struct drm_i915_private *i915)
5099 {
5100         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
5101
5102         switch (GRAPHICS_VER(i915)) {
5103         case 8:
5104                 perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x120;
5105                 perf->ctx_flexeu0_offset = 0x2ce;
5106                 perf->gen8_valid_ctx_bit = BIT(25);
5107                 break;
5108         case 9:
5109                 perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x128;
5110                 perf->ctx_flexeu0_offset = 0x3de;
5111                 perf->gen8_valid_ctx_bit = BIT(16);
5112                 break;
5113         case 11:
5114                 perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x124;
5115                 perf->ctx_flexeu0_offset = 0x78e;
5116                 perf->gen8_valid_ctx_bit = BIT(16);
5117                 break;
5118         case 12:
5119                 /*
5120                  * Calculate offset at runtime in oa_pin_context for gen12 and
5121                  * cache the value in perf->ctx_oactxctrl_offset.
5122                  */
5123                 break;
5124         default:
5125                 MISSING_CASE(GRAPHICS_VER(i915));
5126         }
5127 }
5128
5129 /**
5130  * i915_perf_init - initialize i915-perf state on module bind
5131  * @i915: i915 device instance
5132  *
5133  * Initializes i915-perf state without exposing anything to userspace.
5134  *
5135  * Note: i915-perf initialization is split into an 'init' and 'register'
5136  * phase with the i915_perf_register() exposing state to userspace.
5137  */
5138 int i915_perf_init(struct drm_i915_private *i915)
5139 {
5140         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
5141
5142         perf->oa_formats = oa_formats;
5143         if (IS_HASWELL(i915)) {
5144                 perf->ops.is_valid_b_counter_reg = gen7_is_valid_b_counter_addr;
5145                 perf->ops.is_valid_mux_reg = hsw_is_valid_mux_addr;
5146                 perf->ops.is_valid_flex_reg = NULL;
5147                 perf->ops.enable_metric_set = hsw_enable_metric_set;
5148                 perf->ops.disable_metric_set = hsw_disable_metric_set;
5149                 perf->ops.oa_enable = gen7_oa_enable;
5150                 perf->ops.oa_disable = gen7_oa_disable;
5151                 perf->ops.read = gen7_oa_read;
5152                 perf->ops.oa_hw_tail_read = gen7_oa_hw_tail_read;
5153         } else if (HAS_LOGICAL_RING_CONTEXTS(i915)) {
5154                 /* Note: that although we could theoretically also support the
5155                  * legacy ringbuffer mode on BDW (and earlier iterations of
5156                  * this driver, before upstreaming did this) it didn't seem
5157                  * worth the complexity to maintain now that BDW+ enable
5158                  * execlist mode by default.
5159                  */
5160                 perf->ops.read = gen8_oa_read;
5161                 i915_perf_init_info(i915);
5162
5163                 if (IS_GRAPHICS_VER(i915, 8, 9)) {
5164                         perf->ops.is_valid_b_counter_reg =
5165                                 gen7_is_valid_b_counter_addr;
5166                         perf->ops.is_valid_mux_reg =
5167                                 gen8_is_valid_mux_addr;
5168                         perf->ops.is_valid_flex_reg =
5169                                 gen8_is_valid_flex_addr;
5170
5171                         if (IS_CHERRYVIEW(i915)) {
5172                                 perf->ops.is_valid_mux_reg =
5173                                         chv_is_valid_mux_addr;
5174                         }
5175
5176                         perf->ops.oa_enable = gen8_oa_enable;
5177                         perf->ops.oa_disable = gen8_oa_disable;
5178                         perf->ops.enable_metric_set = gen8_enable_metric_set;
5179                         perf->ops.disable_metric_set = gen8_disable_metric_set;
5180                         perf->ops.oa_hw_tail_read = gen8_oa_hw_tail_read;
5181                 } else if (GRAPHICS_VER(i915) == 11) {
5182                         perf->ops.is_valid_b_counter_reg =
5183                                 gen7_is_valid_b_counter_addr;
5184                         perf->ops.is_valid_mux_reg =
5185                                 gen11_is_valid_mux_addr;
5186                         perf->ops.is_valid_flex_reg =
5187                                 gen8_is_valid_flex_addr;
5188
5189                         perf->ops.oa_enable = gen8_oa_enable;
5190                         perf->ops.oa_disable = gen8_oa_disable;
5191                         perf->ops.enable_metric_set = gen8_enable_metric_set;
5192                         perf->ops.disable_metric_set = gen11_disable_metric_set;
5193                         perf->ops.oa_hw_tail_read = gen8_oa_hw_tail_read;
5194                 } else if (GRAPHICS_VER(i915) == 12) {
5195                         perf->ops.is_valid_b_counter_reg =
5196                                 HAS_OA_SLICE_CONTRIB_LIMITS(i915) ?
5197                                 xehp_is_valid_b_counter_addr :
5198                                 gen12_is_valid_b_counter_addr;
5199                         perf->ops.is_valid_mux_reg =
5200                                 gen12_is_valid_mux_addr;
5201                         perf->ops.is_valid_flex_reg =
5202                                 gen8_is_valid_flex_addr;
5203
5204                         perf->ops.oa_enable = gen12_oa_enable;
5205                         perf->ops.oa_disable = gen12_oa_disable;
5206                         perf->ops.enable_metric_set = gen12_enable_metric_set;
5207                         perf->ops.disable_metric_set = gen12_disable_metric_set;
5208                         perf->ops.oa_hw_tail_read = gen12_oa_hw_tail_read;
5209                 }
5210         }
5211
5212         if (perf->ops.enable_metric_set) {
5213                 struct intel_gt *gt;
5214                 int i, ret;
5215
5216                 for_each_gt(gt, i915, i)
5217                         mutex_init(&gt->perf.lock);
5218
5219                 /* Choose a representative limit */
5220                 oa_sample_rate_hard_limit = to_gt(i915)->clock_frequency / 2;
5221
5222                 mutex_init(&perf->metrics_lock);
5223                 idr_init_base(&perf->metrics_idr, 1);
5224
5225                 /* We set up some ratelimit state to potentially throttle any
5226                  * _NOTES about spurious, invalid OA reports which we don't
5227                  * forward to userspace.
5228                  *
5229                  * We print a _NOTE about any throttling when closing the
5230                  * stream instead of waiting until driver _fini which no one
5231                  * would ever see.
5232                  *
5233                  * Using the same limiting factors as printk_ratelimit()
5234                  */
5235                 ratelimit_state_init(&perf->spurious_report_rs, 5 * HZ, 10);
5236                 /* Since we use a DRM_NOTE for spurious reports it would be
5237                  * inconsistent to let __ratelimit() automatically print a
5238                  * warning for throttling.
5239                  */
5240                 ratelimit_set_flags(&perf->spurious_report_rs,
5241                                     RATELIMIT_MSG_ON_RELEASE);
5242
5243                 ratelimit_state_init(&perf->tail_pointer_race,
5244                                      5 * HZ, 10);
5245                 ratelimit_set_flags(&perf->tail_pointer_race,
5246                                     RATELIMIT_MSG_ON_RELEASE);
5247
5248                 atomic64_set(&perf->noa_programming_delay,
5249                              500 * 1000 /* 500us */);
5250
5251                 perf->i915 = i915;
5252
5253                 ret = oa_init_engine_groups(perf);
5254                 if (ret) {
5255                         drm_err(&i915->drm,
5256                                 "OA initialization failed %d\n", ret);
5257                         return ret;
5258                 }
5259
5260                 oa_init_supported_formats(perf);
5261         }
5262
5263         return 0;
5264 }
5265
5266 static int destroy_config(int id, void *p, void *data)
5267 {
5268         i915_oa_config_put(p);
5269         return 0;
5270 }
5271
5272 int i915_perf_sysctl_register(void)
5273 {
5274         sysctl_header = register_sysctl("dev/i915", oa_table);
5275         return 0;
5276 }
5277
5278 void i915_perf_sysctl_unregister(void)
5279 {
5280         unregister_sysctl_table(sysctl_header);
5281 }
5282
5283 /**
5284  * i915_perf_fini - Counter part to i915_perf_init()
5285  * @i915: i915 device instance
5286  */
5287 void i915_perf_fini(struct drm_i915_private *i915)
5288 {
5289         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
5290         struct intel_gt *gt;
5291         int i;
5292
5293         if (!perf->i915)
5294                 return;
5295
5296         for_each_gt(gt, perf->i915, i)
5297                 kfree(gt->perf.group);
5298
5299         idr_for_each(&perf->metrics_idr, destroy_config, perf);
5300         idr_destroy(&perf->metrics_idr);
5301
5302         memset(&perf->ops, 0, sizeof(perf->ops));
5303         perf->i915 = NULL;
5304 }
5305
5306 /**
5307  * i915_perf_ioctl_version - Version of the i915-perf subsystem
5308  *
5309  * This version number is used by userspace to detect available features.
5310  */
5311 int i915_perf_ioctl_version(struct drm_i915_private *i915)
5312 {
5313         /*
5314          * 1: Initial version
5315          *   I915_PERF_IOCTL_ENABLE
5316          *   I915_PERF_IOCTL_DISABLE
5317          *
5318          * 2: Added runtime modification of OA config.
5319          *   I915_PERF_IOCTL_CONFIG
5320          *
5321          * 3: Add DRM_I915_PERF_PROP_HOLD_PREEMPTION parameter to hold
5322          *    preemption on a particular context so that performance data is
5323          *    accessible from a delta of MI_RPC reports without looking at the
5324          *    OA buffer.
5325          *
5326          * 4: Add DRM_I915_PERF_PROP_ALLOWED_SSEU to limit what contexts can
5327          *    be run for the duration of the performance recording based on
5328          *    their SSEU configuration.
5329          *
5330          * 5: Add DRM_I915_PERF_PROP_POLL_OA_PERIOD parameter that controls the
5331          *    interval for the hrtimer used to check for OA data.
5332          *
5333          * 6: Add DRM_I915_PERF_PROP_OA_ENGINE_CLASS and
5334          *    DRM_I915_PERF_PROP_OA_ENGINE_INSTANCE
5335          *
5336          * 7: Add support for video decode and enhancement classes.
5337          */
5338
5339         /*
5340          * Wa_14017512683: mtl[a0..c0): Use of OAM must be preceded with Media
5341          * C6 disable in BIOS. If Media C6 is enabled in BIOS, return version 6
5342          * to indicate that OA media is not supported.
5343          */
5344         if (IS_MTL_MEDIA_STEP(i915, STEP_A0, STEP_C0)) {
5345                 struct intel_gt *gt;
5346                 int i;
5347
5348                 for_each_gt(gt, i915, i) {
5349                         if (gt->type == GT_MEDIA &&
5350                             intel_check_bios_c6_setup(&gt->rc6))
5351                                 return 6;
5352                 }
5353         }
5354
5355         return 7;
5356 }
5357
5358 #if IS_ENABLED(CONFIG_DRM_I915_SELFTEST)
5359 #include "selftests/i915_perf.c"
5360 #endif